CN204145078U - 基于ZigBee网络的家居电器供电装置 - Google Patents

基于ZigBee网络的家居电器供电装置 Download PDF

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张锐
杨捷
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Abstract

本实用新型公开一种基于ZigBee网络的家居电器供电装置，包括连接交流电网的继电器、与家居电器相连的电源接口及分别连接继电器与电源接口的供电检测装置。其中，该供电检测装置至少包括：与电源接口并联连接的输入电流采样电路及输入电压采样电路；与该输入电流采样电路的输出端及该输入电压采样电路的输出端相连的微控制器，该微控制器的一个控制端口连接继电器的控制线圈；与微控制器的通信端口相连的ZigBee芯片，以及连接ZigBee芯片的内置天线。本实用新型可以确保家居电器的用电安全，具有电路结构简单、实现容易及应用前景较佳的优点。

Description

基于ZigBee网络的家居电器供电装置
技术领域
本实用新型涉及一种供电装置，尤其是涉及一种基于ZigBee网络的家居电器供电装置。
背景技术
目前的家居电器设备中，每个家居电器分别通过插座接入室内电网，由电网供电。但现有的室内电源插座并不能提供智能化的安全用电监控等需求。
应用无线网络甚至结合传感器技术，构建家居智能用电管理***，是解决实现家庭用电智能化的一个有效途径。实现家居智能用电，使智能电网延伸到用户家中，让用户既能享受舒适便利的家居智能化***，同时电力部门也可以根据用户侧的信息反馈，来分析和判断用户侧的电能需求从而按需进行消峰填谷，实现供电的预测，进行配电的调度。
然而，如何利用现有无线网络构建安全性能较高的家居智能供电装置，成为当前急需解决的技术难题之一。
实用新型内容
本实用新型提出一种基于ZigBee网络的家居电器供电装置，采用ZigBee网络芯片与上位机无线通信检测以提高对家居电器的用电安全。
本实用新型采用如下技术方案实现：一种基于ZigBee网络的家居电器供电装置，其特征在于，包括连接交流电网的继电器、与家居电器相连的电源接口及分别连接继电器与电源接口的供电检测装置；
其中，该供电检测装置至少包括：与电源接口并联连接的输入电流采样电路及输入电压采样电路；与该输入电流采样电路的输出端及该输入电压采样电路的输出端相连的微控制器，该微控制器的一个控制端口连接继电器的控制线圈；与微控制器的通信端口相连的ZigBee芯片，以及连接ZigBee芯片的内置天线。
其中，该供电检测装置还包括分别连接微控制器及ZigBee芯片的蓄电池。
其中，该供电检测装置还包括充电电路，该充电电路的输入端连接继电器的输出端，该充电电路的输出端分别连接蓄电池、微控制器及ZigBee芯片。
其中，该电源接口为电源插座或电源插孔。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型的供电装置通过在给家居电器的供电通路上设置继电器，并检测家居电器的工作电流与工作电压，并将检测数据通过ZigBee网络发送给上位机，在家居电器用电出现异常时由微控制器发出控制信号控制继电器的常闭触点断开，从而确保家居电器的用电安全。本实用新型还具有电路结构简单、实现容易，为实现家庭用电智能化提供了解决方案，具有较佳的应用前景等诸多优点。
附图说明
图1是本实用新型供电装置与家居电器之间电气连接的示意图；
图2是本实用新型一个实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提出的供电装置是连接在室内交流电网与家居电器(比如电视机、冰箱等)之间，该供电装置包括继电器10、电源接口20及分别连接继电器10与电源接口20的供电检测装置30。
本实用新型的供电装置可以直接铺设室内电网时提前埋设在墙壁里，此时电源接口20表现为现有的电源插座(或电源插孔)，由电源插座提供与家具电器的电源线进行电气连接。本实用新型的供电装置也用于直接对现有的室内电网进行改造，在继电器10的前端增加一个与现有的电源插座相连的电源插头(即继电器10通过电源插头与室内电网相连)，电源接口20表现为现有的电源插座(或电源插孔)，通过设在继电器10前端的电源插头插接在已连接室内电网的电源插座上即可，再将电源接口20与家具电器的电源线进行电气连接。
结合图2所示的实施例，该供电检测装置30包括：与电源接口20并联连接的输入电流采样电路31及输入电压采样电路32，分别由该输入电流采样电路31及输入电压采样电路32对通过电源接口20传送至家具电器的输入电流I(即家居电器的工作电流)及输入电压U(即家居电器的工作电压)进行采样；均与该输入电流采样电路31的输出端及该输入电压采样电路32的输出端相连的微控制器33，由该微控制器33根据检测得到的输入电流I及输入电压U计算家具电器的实时功率P，并将输入电流I、输入电压U及计算得到的功率P通过ZigBee芯片34借助内置天线35无线发送给上位机(图中未画出)，该ZigBee芯片34与内置天线35相连，且该该ZigBee芯片34连接在微控制器33的一个通信端口；连接微控制器33及ZigBee芯片34的蓄电池36，连接在继电器10的输出端与蓄电池36之间的充电电路37；微控制器33的一个控制端口连接继电器10中的控制线圈。
其中，继电器10可采用型号是JT18系列继电器；微控制器33采用I/O端口自带A/D采样电路的单片机实现，比如Atmel公司生产的ATmega128的低功耗单片机；ZigBee芯片34则有较多选择，比如采用TI公司生产的型号是CC2530芯片，或是Atmel公司生产的AT86RF230芯片等。至于各芯片之间具体管脚如何连接，本领域技术人员根据芯片生产商提供的技术文档即可获知，此乃现有技术，本申请不再详细描述。
微控制器33检测到输入电流I或输入电压U超出预设阈值时，或是内置天线35接收到上位机的控制信号，通过ZigBee芯片34传送给微控制器33时，微控制器33的控制端口输出一个高电平控制信号给接继电器10中的控制线圈，使接继电器10的输入端与输出端之间的常闭触点断开，从而使室内电网的交流电无法再通过电源接口20给家具电器供电，通过对家具电器的用电情况进行实时监测来提高家具电器的用电安全。
在继电器10的输入端与输出端之间的常闭触点闭合时，室内电网的交流电通过电源接口20给家具电器供电，此时，交流电也通过充电电路37进行降压、整流机滤波处理后给蓄电池36充电，同时为微控制器33及ZigBee芯片34提供工作电源。当继电器10的输入端与输出端之间的常闭触点断开合时，室内电网的交流电无法通过电源接口20给家具电器供电，此时，由蓄电池36对微控制器33及ZigBee芯片34提供工作电源，确保供电检测装置30能够继续工作。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于ZigBee网络的家居电器供电装置，其特征在于，包括连接交流电网的继电器、与家居电器相连的电源接口及分别连接继电器与电源接口的供电检测装置；
其中，该供电检测装置至少包括：与电源接口并联连接的输入电流采样电路及输入电压采样电路；与该输入电流采样电路的输出端及该输入电压采样电路的输出端相连的微控制器，该微控制器的一个控制端口连接继电器的控制线圈；与微控制器的通信端口相连的ZigBee芯片，以及连接ZigBee芯片的内置天线。
2.根据权利要求1所述基于ZigBee网络的家居电器供电装置，其特征在于，该供电检测装置还包括分别连接微控制器及ZigBee芯片的蓄电池。
3.根据权利要求2所述基于ZigBee网络的家居电器供电装置，其特征在于，该供电检测装置还包括充电电路，该充电电路的输入端连接继电器的输出端，该充电电路的输出端分别连接蓄电池、微控制器及ZigBee芯片。
4.根据权利要求1或2或3所述基于ZigBee网络的家居电器供电装置，其特征在于，该电源接口为电源插座或电源插孔。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104868935A (zh) * 2015-05-08 2015-08-26 重庆邮电大学 一种基于IEEE802.15.4c标准的780MHz无线收发***
CN106287931A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 秦皇岛绿新节能环保科技有限公司 无线智能负载分配控制***及方法

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