CN105186225A - 多功能智能插座 - Google Patents

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伏思燕
高云
邸剑
聂鑫
杨芳
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Abstract

本发明公开了一种多功能智能插座，包括壳体，在壳体上设有输入插头和输出插座、主MCU、电量采集计量单元、电源隔离转换单元、继电器、PM2.5传感器和无线射频模块；所述电量采集计量单元和继电器依次串联在输入插头与输出插座之间，所述电量采集计量单元的数据输出端与主MCU的第一I/O端口相连；继电器的控制端与主MCU的第二I/O端口相连；所述电源隔离转换单元电联接在输入插头与主MCU的电源输入端之间；所述PM2.5传感器与主MCU的第三I/O端口相连；所述无线射频模块与主MCU的第四I/O端口相连。有益效果是：能够统计电量消耗及进行用电保护；具有空气质量检测功能；能够作为网关信息收集器进行与外部智能硬件产品进行数据交互，具有网关式信息收集功能。

Description

多功能智能插座
技术领域
本发明涉及一种插座，特别涉及一种多功能智能插座。
背景技术
随着科技的进步，越来越多的家居智能产品不断推出并逐渐走入现代家庭。同时随着人们生活水平的提高，越来越多的人开始关注“呼吸健康”，关注自己所居住环境的空气质量。
目前市面上的插座产品的控制功能单一，用户对用电设备的操作仅仅局限于开关量控制，无法实现数据的传输以及对用电设备的用电及功耗进行监测，无法对越来越多的家居智能硬件产品进行统一管理与控制；更无法检测室内环境的空气质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种不仅能够对用电设备的用电量进行监测，而且具有空气质量检测功能和网关式信息收集功能的多功能智能插座。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种多功能智能插座，包括壳体，在壳体上设有输入插头和输出插座，其特殊之处是：在壳体内设有主MCU、电量采集计量单元、电源隔离转换单元、继电器、PM2.5传感器和无线射频模块；其中：
所述电量采集计量单元和继电器依次串联在输入插头与输出插座之间，所述电量采集计量单元的数据输出端与主MCU的第一I/O端口相连，用于采集并计算连接在输出插座上的交流负载的用电量并传给主MCU；继电器的控制端与主MCU的第二I/O端口相连，用于实现主MCU对继电器的通断控制，从而控制输出插座是否通电；
所述电源隔离转换单元电联接在输入插头与主MCU的电源输入端之间，用于将输入插头输入的交流市电转换为主MCU工作所需的直流工作电源；
所述PM2.5传感器与主MCU的第三I/O端口相连，用于实时检测周围环境的PM2.5数据并传给主MCU；
所述无线射频模块与主MCU的第四I/O端口相连，用于作为网关信息收集器进行与外部智能硬件产品的数据交互。
作为进一步优选，在壳体内还设有WIFI模块或GPRS模块，WIFI模块或GPRS模块与主MCU的第五I/O端口相连，用于通过无线通讯方式上传数据至服务器。
作为进一步优选，在壳体内还设有存储器，存储器与主MCU的第六I/O端口相连，用于储存因长时间断网而中断的需上传数据。
作为进一步优选，在壳体上还设有USB接口，USB接口与主MCU闲置的I/O端口相连，用于提供标准5V电源插口作为便携设备的供电电源或***外接插件进行连接通讯实现有线数据交换。
作为进一步优选，所述USB接口为二个，所述外接插件为空气质量检测模块或红外传输模块或蓝牙传输模块。
作为进一步优选，在壳体上还设有一个按钮开关，按钮开关与所述主MCU的一个控制输入端相连，用于手动控制继电器的导通。
作为进一步优选，所述壳体是由底壳和上盖连接而成。
本发明的有益效果是：由于该多功能智能插座在壳体内设有主MCU、电量采集计量单元、电源隔离转换单元、继电器、PM2.5传感器和无线射频模块，通过电量采集计量单元能够对用电设备的用电量进行监测、采集和计算并传给主MCU，可有效地统计电量消耗及进行用电保护；通过PM2.5传感器能够实时检测周围环境的PM2.5数据并传给主MCU，因此该多功能智能插座除具有普遍电源插座的功能外，还具有用电量监测和空气质量检测功能；通过无线射频模块与主MCU的第四I/O端口相连，能够作为网关信息收集器进行与外部智能硬件产品(智能空气净化器、智能监控、智能门禁、智能窗帘等)进行数据交互，因此该智能插座具有网关式信息收集功能；而且安全性和稳定性高，功能性强。
附图说明
图1是本发明的电路原理方框图。
图2是本发明的外形结构图。
图3是图2的右视图。
图4是图3中去掉上盖后的结构示意图。
图5是本发明安装外接插件后的示意图。
图中：输入插头1，电量采集计量单元2，继电器3，输出插座4，电源隔离转换单元5，存储器6，PM2.5传感器7，主MCU8，USB接口9，无线射频模块10，WIFI模块或GPRS模块11，按钮开关12，底壳13，上盖14，外接插件15。
具体实施方式
如图2～图4所示，本发明涉及的一种多功能智能插座，包括壳体，所述壳体是由底壳13和上盖14连接而成。在壳体上的底壳13内设有输入插头1和输出插座4，输入插头1由底壳13背面引出，在上盖14上对应输出插座4位置设有插孔。
如图1和图4所示，在壳体的底壳13内分别设有主MCU8、电量采集计量单元2、电源隔离转换单元5、继电器3、PM2.5传感器7和无线射频模块10。所述电量采集计量单元2和继电器3依次串联在输入插头1与输出插座4之间，电量采集计量单元2的数据输出端与主MCU8的第一I/O端口相连，用于采集并计算连接在输出插座上的交流负载的用电量并传给主MCU8。所述电量采集计量单元2可由互感器和电量计量芯片电联接而成，其采集的信息包括通过输出插座4输出的电流数值以及输入插头1输入的电压数值。
继电器3的控制端与主MCU8的第二I/O端口相连，用于实现主MCU8对继电器3的通断控制，从而控制输出插座4以及插接在输出插座4上的交流负载是否通电。在壳体的底壳13一侧还设有一个按钮开关12，按钮开关12与所述主MCU8的一个控制输入端相连，用于手动控制继电器3的导通。
所述电源隔离转换单元5电联接在输入插头1与主MCU8的电源输入端之间，用于将输入插头1输入的交流市电转换为主MCU8工作所需的直流工作电源。电源隔离转换单元5可由依次布置的变压器和电源管理芯片电联接而成。
所述PM2.5传感器7与主MCU8的第三I/O端口相连，用于实时检测该智能插座周围环境的PM2.5数据并传给主MCU8。所述无线射频模块10与主MCU8的第四I/O端口相连，用于作为网关信息收集器进行与外部智能硬件产品的数据交互。所述外部智能硬件产品为智能空气净化器、智能监控、智能门禁、智能窗帘等。
如图1和图4所示，作为优选，在壳体内还设有WIFI模块或GPRS模块11，WIFI模块或GPRS模块11与主MCU8的第五I/O端口相连，用于通过无线通讯方式上传数据至服务器或智能手机等智能设备。
作为优选，在壳体内还设有存储器6，存储器6与主MCU8的第六I/O端口相连，用于储存因较长时间断网而中断的需上传数据。
作为优选，在壳体上还设有USB接口9，本实施例以二个USB接口为例，二个USB接口9分别与主MCU8闲置的I/O端口相连，用于提供标准5V电源插口作为便携设备的供电电源，也可***外接插件15进行连接通讯实现有线数据交换。如图5所示，所述外接插件15为空气质量检测模块或红外传输模块或蓝牙传输模块。
作为优选，所述主MCU8、无线射频模块10、存储器6、WIFI模块或GPRS模块11设置在一块基板上并通过基板安装在壳体内。
工作时，该多功能智能插座通过输入插头1插在室内普通插座上，交流市电通过输入插头1进入电源隔离转换单元5，通过电源隔离转换单元5转换为主MCU8工作所需的直流工作电源后为主MCU8供电。由主MCU8控制继电器3的通断，进而控制交流市电是否输出，通过按下按钮开关12可以手动控制继电器3的导通。当继电器3导通即输出插座4上连接交流负载时，通过电量采集计量单元2实时采集并计算连接在输出插座4上的交流负载的用电量并传给主MCU8。通过PM2.5传感器7实时检测该智能插座周围环境的PM2.5数据并传给主MCU8，通过无线射频模块10作为网关信息收集器与外部智能硬件产品进行数据交互，通过USB接口9读取外接插件15测量的空气质量数据或其它数据，由主MCU8将接收到的各种数据通过WIFI模块或GPRS模块11上传至服务器。当断网时，主MCU8将由电量采集计量单元2、PM2.5传感器7、无线射频模块10、外接插件15发送来的数据存储在存储器6中，待网络恢复后再将存储的数据上传至服务器。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种多功能智能插座，包括壳体，在壳体上设有输入插头和输出插座，其特征是：在壳体内设有主MCU、电量采集计量单元、电源隔离转换单元、继电器、PM2.5传感器和无线射频模块；其中：
所述电量采集计量单元和继电器依次串联在输入插头与输出插座之间，所述电量采集计量单元的数据输出端与主MCU的第一I/O端口相连，用于采集并计算连接在输出插座上的交流负载的用电量并传给主MCU；继电器的控制端与主MCU的第二I/O端口相连，用于实现主MCU对继电器的通断控制，从而控制输出插座是否通电；
所述电源隔离转换单元电联接在输入插头与主MCU的电源输入端之间，用于将输入插头输入的交流市电转换为主MCU工作所需的直流工作电源；
所述PM2.5传感器与主MCU的第三I/O端口相连，用于实时检测周围环境的PM2.5数据并传给主MCU；
所述无线射频模块与主MCU的第四I/O端口相连，用于作为网关信息收集器进行与外部智能硬件产品的数据交互。
2.根据权利要求1所述的多功能智能插座，其特征是：在壳体内还设有WIFI模块或GPRS模块，WIFI模块或GPRS模块与主MCU的第五I/O端口相连，用于通过无线通讯方式上传数据至服务器。
3.根据权利要求2所述的多功能智能插座，其特征是：在壳体内还设有存储器，存储器与主MCU的第六I/O端口相连，用于储存因断网而中断的需上传数据。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的多功能智能插座，其特征是：在壳体上还设有USB接口，USB接口与主MCU闲置的I/O端口相连，用于提供标准5V电源插口作为便携设备的供电电源或***外接插件进行连接通讯实现有线数据交换。
5.根据权利要求4所述的多功能智能插座，其特征是：所述USB接口为二个，所述外接插件为空气质量检测模块或红外传输模块或蓝牙传输模块。
6.根据权利要求1所述的多功能智能插座，其特征是：在壳体上还设有一个按钮开关，按钮开关与所述主MCU的一个控制输入端相连，用于手动控制继电器的导通。
7.根据权利要求1所述的多功能智能插座，其特征是：所述壳体是由底壳和上盖连接而成。
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