專利名稱：一種可用于智能節(jié)電系統(tǒng)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能節(jié)電裝置，尤其是涉及一種可用于智能節(jié)電系統(tǒng)的裝置。
背景技術(shù)：
隨著智能家電行業(yè)的興起和對(duì)電器綠色、安全、節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，智能化電器控制設(shè)備不斷涌現(xiàn)。作為電器智能化重要的切入點(diǎn)，智能化供電控制系統(tǒng)和模塊也應(yīng)運(yùn)而生，該方向產(chǎn)品研發(fā)主要集中在智能開(kāi)關(guān)和智能插座上。該類系統(tǒng)分別從感應(yīng)智能化和控制方式智能化方向出發(fā)，對(duì)現(xiàn)有的市電電力系統(tǒng)上部署的開(kāi)關(guān)和插座進(jìn)行優(yōu)化。感應(yīng)智能化類型的供電控制系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在對(duì)供電環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及在監(jiān)控環(huán)境發(fā)生變化時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前供電模式的改變，這類系統(tǒng)主要通過(guò)加設(shè)各類傳感器，感知用電環(huán)境，并對(duì)環(huán)境參數(shù)與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較后對(duì)電器供電模式進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。常見(jiàn)的有對(duì)漏電、電流，電壓超限、功率控制、環(huán)境溫濕度等智能感知的開(kāi)關(guān)和插座?？刂浦悄芑愋偷墓╇娍刂葡到y(tǒng)，主要體現(xiàn)在對(duì)電器供電模式在時(shí)間、空間、方式上的智能化實(shí)現(xiàn)。在時(shí)間上，常用的有通過(guò)定時(shí)的方式把對(duì)電器的供電限制在特定的時(shí)間段里；在空間上，主要是通過(guò)對(duì)控制信號(hào)傳輸方式的選擇來(lái)拓展控制范圍，通常做法是將系統(tǒng)分為控制部分和受控部分，受控部分和電器的供電模塊連接，能控制電器與電源的通斷，控制部分通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)或射頻、紅外及網(wǎng)絡(luò)等各種無(wú)線方式，將控制信號(hào)發(fā)送給受控部分，從而完成對(duì)電器運(yùn)行的遠(yuǎn)程控制；在方式上，主要是基于前述智能化方法，根據(jù)用戶實(shí)際需求，對(duì)電器供電方式進(jìn)行一定的組織和規(guī)劃，相當(dāng)于系統(tǒng)的集成。在當(dāng)前的智能家居領(lǐng)域越來(lái)越多地出現(xiàn)各類集成化的控制系統(tǒng)，智能開(kāi)關(guān)和智能插座是其中的代表。當(dāng)前加入智能感知模塊的智能插座和智能開(kāi)關(guān)最為常見(jiàn)，但由于控制局部性限制和不可監(jiān)控性，使得這類產(chǎn)品只是比常規(guī)的插座和開(kāi)關(guān)多了部分環(huán)境監(jiān)控功能。不過(guò)，由于用電環(huán)境存在著千差萬(wàn)別，這類產(chǎn)品具有非常大的市場(chǎng)，近年來(lái)隨著對(duì)電器待機(jī)功耗的認(rèn)識(shí)和節(jié)能意識(shí)的提升，出現(xiàn)了一種具有主從控制功能的電器插座。這類插座上部署的插口分為主從設(shè)備插口，主插口上的設(shè)備關(guān)閉后，電器的耗電量迅速下降，插座內(nèi)的智能化節(jié)電管理器芯片在30秒內(nèi)做出電器處于待機(jī)狀態(tài)的判斷，然后自動(dòng)斷電，從而關(guān)閉從設(shè)備插口上的設(shè)備。這款產(chǎn)品被大量應(yīng)用在電腦主機(jī)及外設(shè)供電的節(jié)能化方案中。不過(guò)這種控制方式仍然只能應(yīng)用在局部范圍內(nèi)的電器設(shè)備上，即便是通過(guò)插座擴(kuò)展完成對(duì)一定數(shù)量設(shè)備的控制集合，但單一的主從控制模式，仍然滿足不了對(duì)設(shè)備的靈活和高級(jí)的管理。隨著智能家居產(chǎn)業(yè)的興起，具有遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理的物聯(lián)網(wǎng)概念被迅速植入到設(shè)備研發(fā)的過(guò)程中。這類產(chǎn)品在控制部分和受控部分中分別加入有線或無(wú)線通訊的模塊，這使得對(duì)設(shè)備的控制不再局限于一定的范圍，并大大拓展了控制的距離。而且通過(guò)引入微處理器和成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，完全突破了原有的對(duì)控制方式和控制范圍的限制。不過(guò)使用這類系統(tǒng)的代價(jià)往往是需要額外添加或改造現(xiàn)有的電器間通訊網(wǎng)絡(luò)，且設(shè)備成本較高，因此在推廣上存在不小的障礙。為節(jié)省設(shè)備改造的代價(jià)，業(yè)界不斷追求各種低成本的設(shè)備方案，同時(shí)尋求更為廉價(jià)的通信解決方案，目前出現(xiàn)了一種基于電力線載波的通信方案，這種方案不需要增加或改造當(dāng)前的通信網(wǎng)絡(luò)，直接用現(xiàn)成的電力網(wǎng)絡(luò)傳輸控制信號(hào)。目前已出現(xiàn)該類產(chǎn)品，但是這類產(chǎn)品目前還處于中試階段，雖然能夠方便地使用當(dāng)前的供電網(wǎng)絡(luò)，但是仍需要用戶改造現(xiàn)有的插座或接線板，同時(shí)控制部分和受控部分的通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)仍然處于簡(jiǎn)單的一對(duì)一或者基于對(duì)碼的一對(duì)多的控制模式。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能方便地接入當(dāng)前通用的市電電力系統(tǒng)，并利用市電電力系統(tǒng)進(jìn)行通信，可用于系統(tǒng)化智能節(jié)電的裝置。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種可用于智能節(jié)電系統(tǒng)的裝置，包括電力線輸入端口和至少一個(gè)插座，所述的電力線輸入端口和所述的插座之間設(shè)置有控制模塊，所述的控制模塊包括系統(tǒng)處理模塊、存儲(chǔ)模塊和電力線載波通信模塊，還包括與每個(gè)插座配套設(shè)置的供電模式分組選擇模塊和供電控制模塊，所述的供電控制模塊和所述的電力線載波通信模塊均與所述的電力線輸入端口連接，所述的插座與所述的供電控制模塊連接，所述的供電模式分組選擇模塊和所述的電力線載波通信模塊分別與所述的系統(tǒng)處理模塊連接，所述的供電控制模塊通過(guò)所述的供電模式分組選擇模塊與所述的系統(tǒng)處理模塊連接，所述的存儲(chǔ)模塊和所述的系統(tǒng)處理模塊連接，用于保存系統(tǒng)配置及運(yùn)行參數(shù)，整個(gè)裝置運(yùn)行時(shí)，所述的電力線載波通信模塊讀取遠(yuǎn)程控制設(shè)備通過(guò)電力線傳輸來(lái)的控制信號(hào)，并發(fā)送給所述的系統(tǒng)處理模塊，所述的系統(tǒng)處理模塊在讀取所述的供電模式分組選擇模塊的選擇狀態(tài)后和控制信號(hào)進(jìn)行匹配，并根據(jù)當(dāng)前的匹配結(jié)果，通過(guò)供電控制模塊來(lái)控制對(duì)應(yīng)插座的工作狀態(tài)。裝置還包括殼體，所述的殼體的背面設(shè)置有與所述的電力線輸入端口連接的二相插頭或/和三相插頭，所述的插座設(shè)置在所述的殼體的正面或/和側(cè)面。所述的殼體的背面設(shè)置有與所述的電力線輸入端口連接的二相插頭和三相插頭，所述的二相插頭和所述的三相插頭上的插腳是折疊式插腳。所述的控制模塊還包括系統(tǒng)電源模塊，所述的系統(tǒng)電源模塊用于給各個(gè)模塊供電。所述的系統(tǒng)處理模塊由具有數(shù)據(jù)處理功能的低功耗微處理器及其外圍電路以及輔助的時(shí)鐘電路和復(fù)位電路組成，所述的復(fù)位電路與所述的微處理器的RST腳連接，所述的存儲(chǔ)模塊由具有一定存儲(chǔ)量和多次擦寫(xiě)功能的存儲(chǔ)芯片及輔助電路構(gòu)成，所述的存儲(chǔ)芯片的輸入腳和輸出腳分別與所述的微處理器的P1.4/SMCLK腳和Pl.3/TA2腳連接，所述的供電控制模塊包括繼電器或其他電源導(dǎo)通開(kāi)關(guān)和插座，所述的插座的火線端通過(guò)所述的繼電器與電力線的火線連接，所述的供電模式分組選擇模塊包括一個(gè)檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)和多個(gè)三極管，所述的每一個(gè)三極管控制檔位開(kāi)關(guān)每一路繼電器控制信號(hào)的通斷，所述的三極管的發(fā)射極接地，所述的三極管的基極通過(guò)電阻與所述的微處理器的通用I/O端口連接，所述的檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的每一路輸入端與所述的三極管的集電極連接，所述的檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的輸出端與所述的繼電器的控制線圈連接，運(yùn)行時(shí)，所述的微處理器根據(jù)當(dāng)前撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的檔位狀態(tài)，通過(guò)通用I/O端口向每一路三極管發(fā)送通斷信號(hào)，從而來(lái)控制每一路繼電器控制線圈的開(kāi)合，所述的電力線載波通信模塊，包括具有利用電力線進(jìn)行通信功能的電力通信收發(fā)芯片和耦合線圈，所述的耦合線圈一輸入端與電力線的零線連接，所述的耦合線圈的另一輸入端通過(guò)一個(gè)電容與電力線的火線連接，所述的耦合線圈的耦合端與所述的電力通信收發(fā)芯片的輸入端連接，所述的電力通信收發(fā)芯片的輸出端與所述的微處理器的P3.6/UTXDl 和 P3.7/URXD1 腳連接。所述的檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)包括常開(kāi)檔位、常閉檔位和至少兩個(gè)模式檔位。多個(gè)所述的檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)之間設(shè)置有聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于利用電力線載波通信模塊使裝置能方便地接入當(dāng)前通用的市電電力系統(tǒng)，并利用市電電力系統(tǒng)與控制設(shè)備進(jìn)行通信，可用于系統(tǒng)化智能節(jié)電；而供電模式分組選擇模塊可以根據(jù)需要設(shè)置供電模式，適合一些的具有多種不同用電設(shè)施的場(chǎng)所，并對(duì)具有相同用電規(guī)律的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理；且本實(shí)用新型提出的利用檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)定供電模式分組的方法不但易用且符合用戶對(duì)電器的實(shí)際使用習(xí)慣，為用戶管理電器提供更大的便捷；而通過(guò)一個(gè)在背面設(shè)置有與電力線輸入端口連接的插頭的殼體，則無(wú)需改造現(xiàn)有的插座或接線板，只要將本實(shí)用新型的裝置通過(guò)設(shè)置在殼體背面的插頭插入現(xiàn)有的插座，而將用電設(shè)施插入殼體上相應(yīng)的插座就能實(shí)現(xiàn)智能節(jié)電的目的；同時(shí)設(shè)置二相和三相插頭，并將插腳設(shè)置成折疊式插腳，則可以在不同的使用場(chǎng)所應(yīng)用于不同的插座上；而在多個(gè)檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)之間設(shè)置聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，則可以在需要的時(shí)候通過(guò)聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)將一個(gè)裝置上的多個(gè)插座相互關(guān)聯(lián)，此時(shí)只需設(shè)置一個(gè)檔位開(kāi)關(guān)的供電模式就能使相互關(guān)聯(lián)的所有插座設(shè)置在相同的供電模式。

圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型系統(tǒng)處理模塊和存儲(chǔ)模塊的電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型電力線載波通信模塊的電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型供電控制模塊的電路原理圖；圖6為本實(shí)用新型供電模式分組選擇模塊的電路原理圖；圖7為本實(shí)用新型系統(tǒng)電源模塊的電路原理圖；圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例二背面的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例三正面的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例一:如圖所示，一種可用于智能節(jié)電系統(tǒng)的裝置，包括電力線輸入端口 IN和多個(gè)二相插座和三相插座1，電力線輸入端口 IN和多個(gè)二相插座和三相插座I之間設(shè)置有控制模塊2，控制模塊2包括系統(tǒng)處理模塊3、存儲(chǔ)模塊4、電力線載波通信模塊5和用于給各個(gè)模塊供電的系統(tǒng)電源模塊6，還包括多個(gè)與每個(gè)插座配套設(shè)置的供電模式分組選擇模塊7和供電控制模塊8，系統(tǒng)處理模塊3由具有數(shù)據(jù)處理功能的型號(hào)為msp430f 149低功耗微處理器Ul及其外圍電路以及輔助的時(shí)鐘電路31和復(fù)位電路32組成，復(fù)位電路32與微處理器Ul的RST腳連接，供電控制模塊8包括繼電器JY，插座I的火線端通過(guò)繼電器JY與電力線的火線L連接，供電模式分組選擇模塊一包括一個(gè)檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)71和四個(gè)三極管T，檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)包括常開(kāi)檔位、常閉檔位和四個(gè)模式檔位，每一個(gè)三極管T控制檔位開(kāi)關(guān)71每一路繼電器JY控制信號(hào)的通斷，三極管T的發(fā)射極接地，三極管T的基極通過(guò)電阻Rl與微處理器Ul的通用I/O端口連接，檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)71的每一路輸入端分別與三極管T的集電極連接，檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)71的輸出端與繼電器JY的控制線圈連接，運(yùn)行時(shí)，微處理器Ul根據(jù)當(dāng)前撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的檔位狀態(tài)，通過(guò)通用I/O端口向每一路三極管T發(fā)送通斷信號(hào)，從而來(lái)控制每一路繼電器JY控制線圈的開(kāi)合，電力線載波通信模塊5包括具有利用電力線進(jìn)行通信功能的型號(hào)為L(zhǎng)ME2980電力線載波通信芯片U2和耦合線圈L，耦合線圈L 一輸入端與電力線的零線N連接，耦合線圈L的另一輸入端通過(guò)一個(gè)電容C與電力線的火線L連接，耦合線圈L的耦合端與電力通信收發(fā)芯片U2的輸入端連接，電力通信收發(fā)芯片U2的輸出端與微處理器Ul的P3.6/UTXD1和P3.7/URXD1腳連接，電力通信收發(fā)芯片U2與微處理器Ul連接并集成了信號(hào)收發(fā)功能，能將信號(hào)在電力線上進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，發(fā)送信號(hào)時(shí)電力通信收發(fā)芯片U2收到微處理器Ul數(shù)據(jù)信號(hào)，將該信號(hào)進(jìn)行FSK調(diào)制，形成調(diào)制信號(hào)，在經(jīng)過(guò)功率放大后由耦合線圈L傳輸?shù)诫娏€路上去。接收信號(hào)時(shí)電力通信收發(fā)芯片U2啟動(dòng)監(jiān)聽(tīng)，將電力線上的信號(hào)經(jīng)耦合線圈L變壓后，再進(jìn)行一定的濾波整形，最后對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)獲取實(shí)際數(shù)據(jù)信號(hào)，提交給微處理器U1。存儲(chǔ)模塊4由具有一定存儲(chǔ)量和多次擦寫(xiě)功能的型號(hào)為AT24C02的存儲(chǔ)芯片U3及輔助電路構(gòu)成，存儲(chǔ)芯片U3的輸入腳和輸出腳分別與微處理器Ul的PL 4/SMCLK腳和Pl.3/TA2腳連接。實(shí)施例二:其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，不同之處在于有一個(gè)殼體9,殼體9的背面設(shè)置有與電力線輸入端口連接的二相插頭10和三相插頭11，二相插頭10和三相插頭11上的插腳是折疊式插腳，插座I設(shè)置在殼體9的正面。實(shí)施例三:其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一或?qū)嵤├嗤?，不同之處在于多個(gè)檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)71之間設(shè)置有聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)12。
權(quán)利要求1.一種可用于智能節(jié)電系統(tǒng)的裝置，其特征在于包括電力線輸入端口和至少一個(gè)插座，所述的電力線輸入端口和所述的插座之間設(shè)置有控制模塊，所述的控制模塊包括系統(tǒng)處理模塊、存儲(chǔ)模塊和電力線載波通信模塊，還包括與每個(gè)插座配套設(shè)置的供電模式分組選擇模塊和供電控制模塊，所述的供電控制模塊和所述的電力線載波通信模塊均與所述的電力線輸入端口連接，所述的插座與所述的供電控制模塊連接，所述的供電模式分組選擇模塊和所述的電力線載波通信模塊分別與所述的系統(tǒng)處理模塊連接，所述的供電控制模塊通過(guò)所述的供電模式分組選擇模塊與所述的系統(tǒng)處理模塊連接，所述的存儲(chǔ)模塊和所述的系統(tǒng)處理模塊連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可用于智能節(jié)電系統(tǒng)的裝置，其特征在于還包括殼體，所述的殼體的背面設(shè)置有與所述的電力線輸入端口連接的二相插頭或/和三相插頭，所述的插座設(shè)置在所述的殼體的正面或/和側(cè)面。
3.如權(quán)利要求1所述的一種可用于智能節(jié)電系統(tǒng)的裝置，其特征在于所述的殼體的背面設(shè)置有與所述的電力線輸入端口連接的二相插頭和三相插頭，所述的二相插頭和所述的三相插頭上的插腳是折疊式插腳。
4.如權(quán)利要求1所述的一種可用于智能節(jié)電系統(tǒng)的裝置，其特征在于所述的控制模塊還包括系統(tǒng)電源模塊，所述的系統(tǒng)電源模塊用于給各個(gè)模塊供電。
5.如權(quán)利要求1所述的一種可用于智能節(jié)電系統(tǒng)的裝置，其特征在于所述的系統(tǒng)處理模塊由具有數(shù)據(jù)處理功能的低功耗微處理器及其外圍電路以及輔助的時(shí)鐘電路和復(fù)位電路組成，所述的復(fù)位電路與所述的微處理器的復(fù)位引腳連接，所述的存儲(chǔ)模塊由具有一定存儲(chǔ)量和多次擦寫(xiě)功能的存儲(chǔ)芯片及輔助電路構(gòu)成，所述的存儲(chǔ)芯片的輸入腳和輸出腳分別與所述的微處理器的輸入輸出端口連接，所述的供電控制模塊包括繼電器或其他可控的電源導(dǎo)通開(kāi)關(guān)，所述的插座的火線端通過(guò)所述的繼電器與電力線的火線連接，所述的供電模式分組選擇模塊包括一個(gè)檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)和多個(gè)三極管，所述的每一個(gè)三極管控制檔位開(kāi)關(guān)每一路繼電器控制信號(hào)的通斷，所述的三極管的發(fā)射極接地，所述的三極管的基極通過(guò)電阻與所述的微處理器的通用I/o端口連接，所述的檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的每一路輸入端與所述的三極管的集電極連接，所述的檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的輸出端與所述的繼電器的控制線圈連接，運(yùn)行時(shí)，所述的微處理器根據(jù)當(dāng)前撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的檔位狀態(tài)，通過(guò)通用I/o端口向每一路三極管發(fā)送通斷信號(hào)，從而來(lái)控制每一路繼電器控制線圈的開(kāi)合，所述的電力線載波通信模塊，包括具有利用電力線進(jìn)行通信功能的電力通信收發(fā)芯片和耦合線圈，所述的耦合線圈一輸入端與電力線的零線連接，所述的耦合線圈的另一輸入端通過(guò)一個(gè)電容與電力線的火線連接，所述的耦合線圈的耦合端與所述的電力通信收發(fā)芯片的輸入端連接，所述的電力通信收發(fā)芯片的輸出端與所述的微處理器的輸入輸出端口連接。
6.如權(quán)利要求5所述的一種可用于智能節(jié)電系統(tǒng)的裝置，其特征在于所述的檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)包括常開(kāi)檔位、常閉檔位和至少兩個(gè)模式檔位。
7.如權(quán)利要求5所述的一種可用于智能節(jié)電系統(tǒng)的裝置，其特征在于多個(gè)所述的檔位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)之間設(shè)置有聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可用于智能節(jié)電系統(tǒng)的裝置，包括電力線輸入端口和至少一個(gè)插座，電力線輸入端口和插座之間設(shè)置有控制模塊，控制模塊包括系統(tǒng)處理模塊、存儲(chǔ)模塊和電力線載波通信模塊，還包括與每個(gè)插座配套設(shè)置的供電模式分組選擇模塊和供電控制模塊，供電控制模塊和電力線載波通信模塊均與電力線輸入端口連接，插座與供電控制模塊連接，供電模式分組選擇模塊和電力線載波通信模塊分別與系統(tǒng)處理模塊連接，供電控制模塊通過(guò)供電模式分組選擇模塊與系統(tǒng)處理模塊連接，存儲(chǔ)模塊和系統(tǒng)處理模塊連接，優(yōu)點(diǎn)是能方便地接入通用的市電電力系統(tǒng)，并利用市電電力系統(tǒng)與控制設(shè)備進(jìn)行通信，可用于系統(tǒng)化智能節(jié)電，并對(duì)具有相同用電規(guī)律的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。
文檔編號(hào)H01R13/70GK202997210SQ201220650910
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者張懿, 傅松寅 申請(qǐng)人:寧波桔槐電子科技有限公司