一種智能開關控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電器技術領域，特別是一種電源插接件。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著網(wǎng)絡技術的日趨成熟和發(fā)展，智能家居的概念已經(jīng)逐漸被人們所認識和接受，然而智能家電在給人們帶來舒適便捷的同時，也在不知不覺中消耗著電能。據(jù)中國節(jié)能產(chǎn)品認證中心(CECP)調(diào)查顯示，空調(diào)每年待機能耗約達到30億度以上，飲水機一年的待機能耗達到137億度等。在平均待機能耗占家庭總能耗10%的情況下，更換現(xiàn)有電器設備來使用綠色節(jié)能電器的做法得不償失，因此在不影響生活質(zhì)量的前提下，通過增加認知模塊的智能化操作來代替機器智能化的使用方案應運而生，例如智能開關的開發(fā)等。
[0003]目前外市場上出現(xiàn)的智能開關有傳感式(光控、聲控、溫控)智能開關、可定時式智能開關、永磁式開關以及漏電保護開關等，這些智能開關應用在不同的領域中，能夠起到自動控制電器設備接通和關斷電源的目的；然而這些智能開關的功能都較為單一，智能化程度不高，交互性不足，存在著使用面窄、可控性差的局限性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型需要解決的技術問題是提供一種智能開關控制器，它能夠智能控制電器設備通斷電，不僅能夠?qū)﹄娖髟O備本身進行監(jiān)測，還能夠與人進行交互，從而使電器設備在處于待機狀態(tài)或無人使用的情況下自動切斷電源，減少電能的浪費。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案如下。
[0006]—種智能開關控制器，包括殼體，所述殼體的前側壁上設置有插座，殼體的后側壁上設置有插頭，殼體內(nèi)設置有輸入端連接插頭、輸出端連接插座的控制電路；所述控制電路包括微處理器、電源轉(zhuǎn)換模塊、電能計量模塊、人體紅外監(jiān)測模塊以及繼電器組，所述電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接插頭，電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別與微處理器、電能計量模塊和人體紅外監(jiān)測模塊連接；所述電能計量模塊連接在插頭與繼電器組之間，電能計量模塊的輸出端連接微處理器的信號輸入端；所述微處理器的信號輸入端還與人體紅外監(jiān)測模塊連接，微處理器的輸出端連接繼電器組的受控端，繼電器組的常開觸點串接在電能計量模塊與插座之間。
[0007]上述智能開關控制器，所述殼體內(nèi)還設置有與微處理器信號輸入端連接的聲音檢測模塊。
[0008]上述智能開關控制器，所述微處理器通過設置在殼體內(nèi)的ZIGBEE終端模塊與云端服務器進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0009]上述智能開關控制器，所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括依次連接的降壓變壓器、整流電路、濾波電路以及穩(wěn)壓電路。
[0010]由于采用了以上技術方案，本實用新型所取得的技術進步如下。
[0011 ] 本實用新型不僅可以通過對電器設備自身的工作狀態(tài)進行檢測，以便在電器設備處于待機狀態(tài)時及時切斷電源；還可以通過紅外探測技術判斷用戶是否正在使用電器，若用戶不在電器使用范圍內(nèi)，但電器卻處于正常工作狀態(tài)，也會自動切斷電源，實現(xiàn)電能的零損耗。本實用新型的殼體內(nèi)設置有電源轉(zhuǎn)換模塊，能夠為盒體內(nèi)的其他模塊供電，無需第三方供電，使用和攜帶均很方便。本實用新型的應用，可在不需要利用大成本的更換現(xiàn)有家電的情況下，以認知模塊的智能化操作代替機器的智能化，實現(xiàn)節(jié)能減排。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的電原理框圖；
[0013]圖2為本實用新型電氣原理圖；
[0014]圖3為本實用新型的外觀結構示意圖。
[0015]圖中各標號表不為:1.殼體，2.插座，3.天線。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0017]本實用新型的結構如圖3所示，包括殼體I，殼體的前側壁上設置有插座2，殼體的后側壁上設置有插頭，殼體內(nèi)設置有控制電路，控制電路的輸入端連接插頭，控制電路輸出端的連接插座；控制電路用于對用戶是否正在使用電器設備或者電器設備是否處于待機狀態(tài)進行信息采集，并根據(jù)采集的信息控制電器設備的通斷電。
[0018]控制電路包括微處理器、ZIGBEE終端模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、電能計量模塊、聲音檢測模塊、人體紅外監(jiān)測模塊以及繼電器組，各模塊之間的連接關系如圖1所示。
[0019]電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接插頭，電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別與微處理器、電能計量模塊、聲音檢測模塊、ZIGBEE終端模塊和人體紅外監(jiān)測模塊連接，用于將220V的交流電壓轉(zhuǎn)換成5V直流電，為其他模塊供電。本實用新型中，電源轉(zhuǎn)換模塊包括依次連接的降壓變壓器、整流電路、濾波電路以及穩(wěn)壓電路；具體到本實施例，降壓變壓器采用NLT-PQ-4-10變壓器，整流電路為橋式整流電路，濾波電路為電容濾波，穩(wěn)壓電路主芯片采用三端集成穩(wěn)壓管LMl 17H。電源轉(zhuǎn)換模塊的工作原理為:220V交流電經(jīng)過降壓變壓器降壓之后變成9V的交流電，然后經(jīng)過橋式整流電路整流、電容濾波和三端集成穩(wěn)壓管LMl 17H穩(wěn)壓后，輸出穩(wěn)定的5V直流電。
[0020]電能計量模塊連接在插頭與繼電器組之間，電能計量模塊的信號輸出端連接微處理器的信號輸入端。電能計量模塊相當于一個單相電子式電能表，用于對電器設備的電壓、電流以及功率進行監(jiān)測，并將檢測結果傳輸給微處理器，本實施例中電能計量模塊的主芯片為 HLW8012。
[0021]人體紅外監(jiān)測模塊用于對電器設備周圍是否有使用者進行判斷，并將采集的信息發(fā)送給微處理器。本實施例中，人體紅外監(jiān)測模塊采用DYP-ME003熱釋電傳感器，熱釋電傳感器是對溫度敏感的傳感器，由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)溫度有Λ T的變化時，熱釋電效應會在兩個電極上產(chǎn)生電荷Λ Q，即在電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓Λ V。由于它的輸出阻抗極高，在傳感器中有一個場效應管進行阻抗變換，熱釋電效應所產(chǎn)生的電荷Λ Q會被空氣中的離子所結合而消失，即當環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)生AT，則有Δ T輸出；若人體進入檢測區(qū)后不動，則溫度沒有變化，傳感器也沒有輸出。
[0022]聲音檢測模塊用于檢測電器設備周圍環(huán)境聲音的有無和判斷聲音強度的大小，并將采集的信息發(fā)送給微處理器。本實施例中，聲音檢測模塊的主芯片采用LM368，LM368是一種音頻集成功率放大器，具有自身功耗低、更新內(nèi)鏈增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點。
[0023]微處理器的信號輸入端分別與人體紅外監(jiān)測模塊、聲音檢測模塊連接，微處理器的輸出端連接繼電器組的受控端，繼電器組的常開觸點串接在電能計量模塊與插座之間。微處理器根據(jù)電能計量模塊、人體紅外監(jiān)測模塊和聲音檢測模塊采集的數(shù)據(jù)判斷電器設備周圍是否存在使用者，并向繼電器組發(fā)出控制信號，控制電器設備的通斷電。本實施例中，微處理器采用STM32F103單片機，STM32F103與其他模塊的連接關系如圖2所示，具體為:STM32F103的PBl信號輸入端口連接人體紅外監(jiān)測模塊的輸出端；STM32F103的PBO信號輸入端口連接聲音檢測模塊的輸出端；STM32F103的串口端PB10、PBll分別與電能計量模塊的RX1、TXl信號端連接，進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0024]微處理器還與ZIGBEE終端模塊通信，通過ZIGBEE終端模塊和設置在殼體上的天線3將采集的數(shù)據(jù)傳輸給云端服務器，ZIGBEE終端模塊通過2.4GHz頻率的信號進行低功率數(shù)據(jù)傳輸。本實施例中，微處理器STM32F103的PA9、PAlO串口端連接ZIGBEE終端模塊的P0.2和P0.3通信端口。
[0025]繼電器組包含多個繼電器，每個繼電器對應殼體前側面設置的一個插座。繼電器的線圈連接在微處理器的輸出端和地之間，繼電器的兩個常開觸點串接在交流電源和電器設備之間；當繼電器線圈得電時，常開觸點閉合，電器設備得電。
[0026]本實用新型使用時，只需將插頭插入普通插座，與220V交流電壓相連，再將電器設備的插頭插入插座中，就可以實現(xiàn)認知模塊的智能化操作。其工作原理為:各模塊從電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端獲得穩(wěn)定電源后開始正常工作；當人體紅外監(jiān)測感應模塊和聲音檢測模塊檢測到電器設備附近無人時，輸出高電平；在此期間，電能計量模塊持續(xù)進行電能計量，并將數(shù)據(jù)傳輸給微處理器；微處理器將電能計量模塊采集的數(shù)據(jù)存儲到單片機的FLASH中，同時還將數(shù)據(jù)通過ZIGBEE終端模塊傳輸?shù)皆贫朔掌?，進行數(shù)據(jù)分析。微處理器根據(jù)采集的信息判斷某一電器設備是否處于待機損耗狀態(tài)或正常工作卻無人使用狀態(tài)，并通過I/O 口控制繼電器的開啟或關閉，從而實現(xiàn)對電器設備通斷電的控制。
[0027]本實用新型的殼體內(nèi)還可設置溫度傳感器、煙霧報警器等功能模塊，可擴展性強。
【主權項】
1.一種智能開關控制器，包括殼體，其特征在于:所述殼體的前側壁上設置有插座，殼體的后側壁上設置有插頭，殼體內(nèi)設置有輸入端連接插頭、輸出端連接插座的控制電路；所述控制電路包括微處理器、電源轉(zhuǎn)換模塊、電能計量模塊、人體紅外監(jiān)測模塊以及繼電器組，所述電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接插頭，電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別與微處理器、電能計量模塊和人體紅外監(jiān)測模塊連接；所述電能計量模塊連接在插頭與繼電器組之間，電能計量模塊的輸出端連接微處理器的信號輸入端；所述微處理器的信號輸入端還與人體紅外監(jiān)測模塊連接，微處理器的輸出端連接繼電器組的受控端，繼電器組的常開觸點串接在電能計量模塊與插座之間。2.根據(jù)權利要求1所述的智能開關控制器，其特征在于:所述殼體內(nèi)還設置有與微處理器信號輸入端連接的聲音檢測模塊。3.根據(jù)權利要求2所述的智能開關控制器，其特征在于:所述微處理器通過設置在殼體內(nèi)的ZIGBEE終端模塊與云端服務器進行數(shù)據(jù)傳輸。4.根據(jù)權利要求1至3任一項所述的智能開關控制器，其特征在于:所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括依次連接的降壓變壓器、整流電路、濾波電路以及穩(wěn)壓電路。
【專利摘要】一種智能開關控制器，包括殼體，殼體前側壁上設置有插座，殼體后側壁上設置有插頭，殼體內(nèi)設置有輸入端連接插頭、輸出端連接插座的控制電路；控制電路包括微處理器、電源轉(zhuǎn)換模塊、電能計量模塊、人體紅外監(jiān)測模塊以及繼電器組，電能計量模塊連接在插頭與繼電器組之間，電能計量模塊的輸出端連接微處理器的信號輸入端；微處理器的信號輸入端還與人體紅外監(jiān)測模塊連接，微處理器的輸出端連接繼電器組的受控端，繼電器組的常開觸點串接在電能計量模塊與插座之間。本實用新型不僅能夠?qū)﹄娖髟O備本身進行監(jiān)測，還能夠與人進行交互，從而使電器設備處于待機狀態(tài)或正常工作卻無人使用時自動切斷電源，減少了電能的浪費。
【IPC分類】H01R31/06, H01R13/66, H01R13/70
【公開號】CN204858163
【申請?zhí)枴緾N201520582123
【發(fā)明人】李保罡, 丁敏, 王聰聰, 裴浩洋
【申請人】華北電力大學（保定）
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月5日