專(zhuān)利名稱(chēng)：智能化多功能插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種插座，尤其是一種智能化多功能插座。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代生活條件的不斷提高，人們所使用的電器也越來(lái)越多，無(wú)論是生活場(chǎng)所， 辦公場(chǎng)所還是娛樂(lè)場(chǎng)所，各種插座隨處可見(jiàn)。但大部分情況下，人們并不了解所使用的插座能承載的最大功率，尤其是在某些惡劣的環(huán)境中如高溫或者過(guò)于潮濕的環(huán)境中，當(dāng)連接在插座上的用電器總功率過(guò)高時(shí)，極易引起電路起火或短路，損壞用電器，甚至對(duì)人的生命安全產(chǎn)生威脅。另外，當(dāng)用電器停止工作時(shí)，如不能及時(shí)關(guān)閉用電器或斷開(kāi)電路，此時(shí)往往產(chǎn)生待機(jī)功率，而用戶(hù)卻不能及時(shí)察覺(jué)，雖然由于單個(gè)用電器因待機(jī)所消耗的電能很少，但在時(shí)間較長(zhǎng)以及整個(gè)社會(huì)的總用電器數(shù)目巨大的情況下，電能的浪費(fèi)就十分可觀了。智能插座能夠?qū)崟r(shí)識(shí)別當(dāng)前的使用環(huán)境是否安全以及連接在插座上的用電器總功率是否處于一個(gè)安全的范圍內(nèi)，并能夠通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)，將環(huán)境狀況以及用電情況上傳至一個(gè)接收終端，使管理人員能夠?qū)τ秒姴遄鶎?shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種智能化多功能插座，在普通插座中加入溫度傳感器，濕度傳感器，及時(shí)收集環(huán)境數(shù)據(jù)(主要是溫度與濕度)，同時(shí)采用功率檢測(cè)裝置，檢測(cè)當(dāng)前插座工作的電壓、電流參數(shù)。溫度，濕度傳感器將實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，連同電路電壓、電流等電信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中，并在單片機(jī)中進(jìn)行相應(yīng)的處理和顯示，同時(shí)經(jīng)過(guò)處理后的信號(hào)經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)發(fā)送裝置發(fā)送至一個(gè)接收控制終端，使管理人員能夠及時(shí)的了解電路工作狀況，從而實(shí)現(xiàn)電路的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證電路的安全，有序的工作。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述智能化多功能插座包括插座本體，在插座本體內(nèi)再設(shè)置有數(shù)據(jù)收集模塊、控制模塊、無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊、報(bào)警模塊，所述控制模塊分別連接所述數(shù)據(jù)收集模塊、無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊和報(bào)警模塊，所述無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊與具有無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)功能的可視化終端無(wú)線(xiàn)連接；所述數(shù)據(jù)收集模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器中的部分或全部。作為優(yōu)選，所述控制模塊為芯片nRF9E5。所述電壓傳感器包括第一電壓互感器的輸出端連接橋式整流電路，橋式整流電路的輸出端經(jīng)過(guò)RC濾波器連接所述控制模塊的輸入管腳。所述電流傳感器包括第二電流互感器的輸出端連接橋式整流電路，橋式整流電路的輸出端經(jīng)過(guò)RC濾波器連接所述控制模塊的輸入管腳。所述控制模塊還連接有顯示屏，所述顯示屏設(shè)置在插座外殼上。所述可視化終端采用計(jì)算機(jī)。所述報(bào)警模塊包括報(bào)警燈和電源切斷裝置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該插座能夠在不同的環(huán)境下，根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境特征(主要是溫度、濕度)以及插座的負(fù)荷情況(主要是電壓、電流)，實(shí)時(shí)地判斷當(dāng)前連接在該智能插座上
3的電器總功率是否處于安全的范圍內(nèi)，并可以將判斷結(jié)果傳至一個(gè)接收控制終端，使管理人員能夠在遠(yuǎn)離插座的情況下，實(shí)時(shí)地了解該插座的使用情況，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并可以節(jié)約電能，保證用電安全。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明主要目的是設(shè)計(jì)一種智能插座，通過(guò)采集周?chē)沫h(huán)境參數(shù)以及插座內(nèi)部的電壓、電流參數(shù)，分析并顯示當(dāng)前插座的工作環(huán)境，判斷當(dāng)前連接在該插座上用電器的總功率是否處于一個(gè)安全的范圍內(nèi)，從而及時(shí)做出相應(yīng)的處理，以避免因使用環(huán)境惡劣或者電路短路、總負(fù)載功率過(guò)大而造成電路失火等安全事故，同時(shí)通過(guò)一個(gè)無(wú)線(xiàn)收發(fā)系統(tǒng)，將該插座的環(huán)境參數(shù)、電路參數(shù)傳至控制終端， 使人能夠在較遠(yuǎn)處及時(shí)了解電路工作狀況，實(shí)時(shí)控制電路的工作，保證電路的工作處于一種安全、有序的狀態(tài)下。如圖1所示，本發(fā)明在普通插座內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)收集模塊、控制模塊、無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊、報(bào)警模塊，所述控制模塊分別連接所述數(shù)據(jù)收集模塊、無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊和報(bào)警模塊，所述無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊與具有無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)功能的可視化終端無(wú)線(xiàn)連接；所述數(shù)據(jù)收集模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器中的部分或全部。將數(shù)據(jù)收集模塊、控制模塊和報(bào)警模塊連接到普通插座中，組成能夠根據(jù)當(dāng)前環(huán)境狀況智能地保護(hù)電路以及傳送環(huán)境與電路信息的智能插座。控制模塊判斷電路是否安全的方法如下一方面當(dāng)控制模塊接收到由溫度傳感器及濕度傳感器所傳送的信號(hào)后，與設(shè)定的安全范圍值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)發(fā)送模塊發(fā)送到可視化終端，當(dāng)實(shí)時(shí)采集的溫度變量過(guò)高或者濕度變量過(guò)大時(shí)，則應(yīng)及時(shí)檢查插座所使用的環(huán)境，避免火災(zāi)、短路等安全事故的發(fā)生；另一方面當(dāng)控制模塊接收到由電壓傳感器及電流傳感器所傳送的信號(hào)后，通過(guò)調(diào)用功率計(jì)算函數(shù)，計(jì)算出實(shí)時(shí)功率，與設(shè)定的安全功率進(jìn)行比較，同時(shí)將比較結(jié)果通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)發(fā)送模塊發(fā)送到可視化終端，如果實(shí)時(shí)功率超出安全功率，說(shuō)明插座負(fù)載過(guò)大，應(yīng)及時(shí)檢查與插座所連接的電器，及時(shí)排除安全隱患。插座任何時(shí)刻承載的功率超過(guò)安全負(fù)載時(shí)，都將實(shí)時(shí)地反應(yīng)到可視化終端，從而提醒管理人員及時(shí)做出相應(yīng)的措施，這樣可以避免在每個(gè)大型插座內(nèi)部安裝斷路器，達(dá)到節(jié)約成本的目的，同時(shí)可以避免由于熔斷器斷開(kāi)而導(dǎo)致電路短時(shí)間無(wú)法恢復(fù)所帶來(lái)的不便。插座內(nèi)部的各模塊為獨(dú)立模塊，安裝在普通插座內(nèi)，不影響普通插座的整體外觀與正常使用性能。所述控制模塊采用系統(tǒng)級(jí)無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)芯片riRF9E5構(gòu)成，該芯片可以根據(jù)不同的輸入發(fā)出不同的處理信號(hào)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻對(duì)信號(hào)進(jìn)行發(fā)送和接收。所述報(bào)警模塊為能夠根據(jù)控制芯片所發(fā)出的不同信號(hào)而產(chǎn)生包括警示紅燈發(fā)光以及強(qiáng)行斷開(kāi)電路等相應(yīng)的不同的報(bào)警信號(hào)。無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊能夠發(fā)送與接收分別來(lái)自控制模塊與可視化終端的電信號(hào)?？梢暬K端一方面能夠通過(guò)無(wú)線(xiàn)接收模塊接收由控制模塊所產(chǎn)生的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為可視的數(shù)據(jù)，便于人能夠及時(shí)的了解環(huán)境與電路信息，另一方面可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊向控制模塊發(fā)送控制信號(hào)，便于遠(yuǎn)程控制電路工作。控制模塊與可視化終端之間的無(wú)線(xiàn)通訊通過(guò)芯片I1RF9E5內(nèi)部的無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)器實(shí)現(xiàn)，輸出功率和頻率等配置內(nèi)容可以通過(guò)SPI接口編程配置。如圖2所示，具體電路結(jié)構(gòu)如下。在數(shù)據(jù)收集模塊中所述的溫度傳感器為熱敏電阻R1，其電阻值的大小隨著環(huán)境溫度的變化而變化，由當(dāng)前溫度產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，經(jīng)過(guò)RC濾波器通過(guò)控制模塊的管腳沈傳至控制模塊中；所述的濕度傳感器為濕敏電阻R4，其電阻值隨著環(huán)境濕度的變化而變化， 由當(dāng)前環(huán)境濕度產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，經(jīng)過(guò)RC濾波器通過(guò)控制模塊的管腳27傳至控制模塊中； 電壓傳感器由一個(gè)電壓互感器Tl和整流橋組成，采集當(dāng)前插座內(nèi)部的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)RC濾波器通過(guò)控制模塊的管腳觀傳至控制模塊中；電流傳感器由電流互感器T2和整流橋組成， 采集當(dāng)前插座內(nèi)部的電流信號(hào)，同樣經(jīng)過(guò)RC濾波器通過(guò)控制模塊的管腳四傳至控制模塊中。控制模塊主要由系統(tǒng)級(jí)無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)芯片I1RF9E5組成。由各傳感器所收集的環(huán)境參數(shù)(溫度、濕度)與電路參數(shù)(電壓、電流)，經(jīng)過(guò)RC低通濾波器進(jìn)行濾波，除去不必要的高頻干擾后，輸送到控制芯片nRF9E5中。這些信號(hào)在芯片nRF9E5中經(jīng)過(guò)處理，一方面通過(guò)顯示單元(LED顯示屏或LCD顯示屏等)將各個(gè)時(shí)刻的環(huán)境參數(shù)與電路參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示；另一方面將環(huán)境參數(shù)與電路參數(shù)與設(shè)定的安全范圍值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)發(fā)送模塊發(fā)送到可視化終端，若超出安全范圍，則由報(bào)警模塊和管理人員作出相應(yīng)的反應(yīng)。報(bào)警模塊由與芯片nRF9E5管腳1相連的報(bào)警燈和與管腳2相連的電源切斷裝置組成，當(dāng)電路總功率處于安全范圍時(shí)，反應(yīng)裝置不報(bào)警；當(dāng)電路總功率超出安全范圍但不至于產(chǎn)生危險(xiǎn)時(shí)，與管腳1相連的報(bào)警燈發(fā)光；當(dāng)嚴(yán)重傳出安全范圍時(shí)，與管腳2相連的電源切斷裝置強(qiáng)行斷開(kāi)電路，保證電路安全?？梢暬K端采用上位機(jī)(如普通電腦或工控機(jī)，只要具有分析和顯示的功能即可)，一方面當(dāng)由芯片riRF9E5傳輸來(lái)的判斷結(jié)果顯示實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)過(guò)高或者濕度數(shù)據(jù)過(guò)大時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢查插座所使用的環(huán)境，避免火災(zāi)、短路等安全事故的發(fā)生；另一方面當(dāng)由芯片 nRF9E5傳輸來(lái)的判斷結(jié)果顯示實(shí)時(shí)功率超出安全功率時(shí)，說(shuō)明插座負(fù)載過(guò)大，應(yīng)及時(shí)檢查與插座所連接的電器，看是否存在違章電器的使用，從而排除安全隱患。
權(quán)利要求
1.智能化多功能插座，包括插座本體，其特征是在插座本體內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)收集模塊、 控制模塊、無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊、報(bào)警模塊，所述控制模塊分別連接所述數(shù)據(jù)收集模塊、無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊和報(bào)警模塊，所述無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊與具有無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)功能的可視化終端無(wú)線(xiàn)連接；所述數(shù)據(jù)收集模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器中的部分或全部。
2.如權(quán)利要求1所述智能化多功能插座，其特征是所述控制模塊為芯片HRF9E5。
3.如權(quán)利要求1所述智能化多功能插座，其特征是所述電壓傳感器包括第一電壓互感器(Tl)的輸出端連接橋式整流電路，橋式整流電路的輸出端經(jīng)過(guò)RC濾波器連接所述控制模塊的輸入管腳。
4.如權(quán)利要求1所述智能化多功能插座，其特征是所述電流傳感器包括第二電流互感器(T2)的輸出端連接橋式整流電路，橋式整流電路的輸出端經(jīng)過(guò)RC濾波器連接所述控制模塊的輸入管腳。
5.如權(quán)利要求1所述智能化多功能插座，其特征是所述控制模塊還連接有顯示屏，所述顯示屏設(shè)置在插座外殼上。
6.如權(quán)利要求1所述智能化多功能插座，其特征是所述可視化終端采用計(jì)算機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述智能化多功能插座，其特征是所述報(bào)警模塊包括報(bào)警燈和電源切斷裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種智能化多功能插座，在普通插座內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)收集模塊、控制模塊、無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊、報(bào)警模塊，所述控制模塊分別連接所述數(shù)據(jù)收集模塊、無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊和報(bào)警模塊，所述無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)模塊與具有無(wú)線(xiàn)信號(hào)收發(fā)功能的可視化終端無(wú)線(xiàn)連接。通過(guò)不同的傳感器，得到當(dāng)前工作環(huán)境的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在控制模塊做出判斷，并將判斷結(jié)果傳送到可視化終端，從而使管理人員及時(shí)對(duì)各種電路狀況做出處理，保證了電路的安全有效工作，適合用于生產(chǎn)、生活以及娛樂(lè)等各種場(chǎng)所。同時(shí)，該智能插座打破了加入熔斷器作為普通插座安全運(yùn)行的單一判斷標(biāo)準(zhǔn)，而且可以避免由于熔斷器斷開(kāi)而導(dǎo)致電路短時(shí)間無(wú)法恢復(fù)所帶來(lái)的不便。
文檔編號(hào)H01R13/719GK102157861SQ201010579110
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者吳定會(huì), 孟祥麗, 嵇達(dá)勇, 張琳, 李意揚(yáng), 楊才俊, 趙芝璞 申請(qǐng)人:江南大學(xué)