CN206353258U - 用于家用电器的插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于家用电器的插座，包括：采样单元，用于实时采集家用电器的电压信号、电流信号及功率信号；MCU处理单元，与所述采样单元连接，用于处理所述的电压信号、电流信号及功率信号；无线公网通信单元，与所述MCU处理单元连接，用于将所述插座与服务器和客户端装置连接；红外通信单元，与所述MCU处理单元连接，用于根据所述操控信号和所述MCU处理单元中的家用电器红外码库发射红外信号至所述家用电器；电源单元，用于分别为所述采样单元、MCU处理单元、无线公网通信单元及所述红外通信单元提供电源。本实用新型能够实现监测电压、电流、功率、电量等信号，且不易受网络环境限制。

Description

用于家用电器的插座

技术领域

本实用新型涉及插座技术领域，尤其涉及一种用于家用电器的插座。

背景技术

目前市场上的智能插座大部分采用wifi通信方式，其通信距离与信号强度都具有一定局限性，且都要求安装环境中必须存在wifi网络。目前市场上的智能插座大部分不带电压、电流、功率、以及电量监测功能，且即使具有个别此类功能，功能不全面，精度也不高，只能用作参考。目前市场上智能插座大部分通过继电器来控制用电器的开关，只能单纯控制用电器的电源。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于家用电器的插座，以解决现有技术中的一项或多项缺失。

本实用新型提供一种用于家用电器的插座，包括：采样单元，用于实时采集家用电器的电压信号、电流信号及功率信号；MCU处理单元，与所述采样单元连接，用于处理所述的电压信号、电流信号及功率信号；无线公网通信单元，与所述MCU处理单元连接，用于将所述插座与服务器和客户端装置连接；红外通信单元，与所述MCU处理单元连接，用于根据所述操控信号和所述MCU处理单元中的家用电器红外码库发射红外信号至所述家用电器；电源单元，用于分别为所述采样单元、MCU处理单元、无线公网通信单元及所述红外通信单元提供电源。

一个实施例中，所述采样单元为单相交采芯片。

一个实施例中，所述MCU处理单元采用32位Cortex-M4处理器。

一个实施例中，所述无线公网通信单元为CDMA通信模块。

一个实施例中，上述各实施例的插座还包括：隔离红外扩展口，用于将所述红外信号引至插座外部。

一个实施例中，所述电源单元为隔离开关电源。

一个实施例中，上述各实施例的插座还包括：SPI接口，用于使所述MCU处理单元和所述采样单元通信。

一个实施例中，上述各实施例的插座还包括：UART串行接口，用于使所述MCU处理单元和所述无线公网通信单元通信。

本实用新型实施例的用于家用电器的插座，通过采样单元实时采集家用电器的电压信号、电流信号及功率信号，通过MCU处理单元处理采集的电压信号、电流信号及功率信号，并通过无线公网通信单元将插座与服务器和客户端装置连接，能够实现实时监控家用电器的电压、电流、功率、电量等信号，采用无线公网通信单元联网，在距离、信号强度及安装环境上不受限制。进而通过红外通信单元140根据客户端装置发出的操控信号和MCU处理单元中存储的家用电器红外码库发射相应的红外信号至家用电器，能够达到利用客户端装置例如手机方便地操控家用电器的功效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本实用新型实施例的用于家用电器的插座的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中的利用隔离开关电源供电的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

针对现有智能插座不能同时进行电压、电流、功率、以及电量监测，通过WiFi通信的通信距离和信号强度受到限制，必须要求安装环境存在WiFi网络等问题，本实用新型提供了一种用于家用电器的智能插座，能够解决上述问题。

图1是本实用新型实施例的用于家用电器的插座的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例的用于家用电器的插座，可包括：采样单元110、MCU处理单元120、无线公网通信单元130、红外通信单元140及电源单元150。

采样单元110用于实时采集家用电器的电压信号、电流信号及功率信号。MCU处理单元120与所述采样单元110连接，用于处理所述的电压信号、电流信号及功率信号。无线公网通信单元130与所述MCU处理单元120连接，用于将所述插座与服务器和客户端装置连接。红外通信单元140与所述MCU处理单元连接，用于根据所述操控信号和所述MCU处理单元中的家用电器红外码库发射红外信号至所述家用电器。电源单元150用于分别为所述采样单元、MCU处理单元、无线公网通信单元及所述红外通信单元提供电源。

该家用电器可以是各种电器，例如空调、热水器等。该家用电器一般能够接收红外信号，并通过红外信号得以控制。

当家用电器***本实用新型实施例的插座时，该家用电器与采样单元110连接，采样单元110可以获取该家用电器的电压、电流、功率等信号。该家用电器的电压、电流、功率等信号可以通过与MCU处理单元120连接的无线公网通信单元130传送至客户端装置，例如手机，从而可以在客户端装置上同时实时查看该家用电器的电压、电流、功率等信号的情况。该家用电器的电压、电流、功率等信号可以通过与MCU处理单元120连接的无线公网通信单元130传送至服务器，例如台式电脑，该服务器可以对电压、电流、功率等信号进行各种处理，例如统计、分析、监测，可以计算得到该家用电器实时使用的电量，从而达到监测家用电器电量的目的。

MCU处理单元120可以通过各种现有的MCU芯片实现，例如型号为STM32F401RET6的芯片。MCU处理单元120可以对采样单元110采集的家用电器的电压信号、电流信号、功率信号等做必要的处理，以通过无线公网通信单元130传送至服务器或客户端装置。

用户可以通过客户端装置输入操控家用电器的信号，例如开关、模式选择、温度调节等操控信号，操控信号通过无线公网通信单元130传输至MCU处理单元120。MCU处理单元120可以存储有对应各种家用电器的红外码库，从该红外码库可以找到对应操控该家用电器的红外码，该红外码传送至红外通信单元140，红外通信单元140可以发出相应的红外信号，该红外信号例如可被反射至该家用电器，从而实现利用客户端装置操控该家用电器。

本实用新型实施例的用于家用电器的插座通过采样单元实时采集家用电器的电压信号、电流信号及功率信号，通过MCU处理单元处理采集的电压信号、电流信号及功率信号，并通过无线公网通信单元将插座与服务器和客户端装置连接，能够实现实时监控家用电器的电压、电流、功率、电量等信号，采用无线公网通信单元联网，在距离、信号强度及安装环境上不受限制。进而通过红外通信单元140根据客户端装置发出的操控信号和MCU处理单元中存储的家用电器红外码库发射相应的红外信号至家用电器，能够达到利用客户端装置例如手机方便地操控家用电器的功效。

一些实施例中，所述采样单元110为单相交采芯片或单相计量芯片。通过单相交采芯片或单相计量芯片实时采集家用电器的电压、电流、功率等信号，能够提高电压、电流、功率等监测精度。

一些实施例中，所述MCU处理单元120采用32位Cortex-M4处理器。该处理器的主频可达84MHz，该MCU处理单元可具有512Kbytes的内部Flash和96Kbytes的SRAM，可以是工业级处理芯片，工作温度可在-40℃～85℃范围。

一些实施例中，所述无线公网通信单元130为CDMA通信模块。通过无线公网通信单元可使该插座连接服务器。本实施例中，无线公网通信单元采用烧号模式，无需再另外购买sim卡。通信参数可在出厂前设置好，无需现场再进行设置，上电后即可快速上线，使用方便。

一些实施例中，本实用新型各实施例的用于家用电器的插座还可包括：隔离红外扩展口，用于将所述红外信号引至插座外部。目前市场上智能插座不具备红外引出功能，当遇到安装位置遮挡本体时，就无法实现红外控制功能。本实施例中，通过增加一个隔离红外扩展口或隔离红外输出口，在插座安装位置遮挡红外信号时，可利用延长线将红外信号引出方便控制，且此接口为隔离设计，安全可靠。

一些实施例中，所述红外通信单元中的红外发射部分可采用大功率。这可使得安装位置不受限制，能够充分利用反射实现控制功能。

一些实施例中，所述电源单元150为隔离开关电源。本实施例中，使用隔离开关电源，可具有效率高、安全可靠等优点。图2是本实用新型一实施例中的利用隔离开关电源供电的示意图。如图2所示，该智能插座使用AC220V交流电压输入，输入范围可为180V～250V，该电源单元150例如可采用4W隔离开关电源，可以隔离输出例如3V～5V的隔离直流电压和4V电压，例如可输出3.3V电压和隔离直流5V电压。该3.3V电压可给MCU处理单元120、采样单元110、无线公网通信单元130及红外通信单元140供电。该隔离直流5V电压可给隔离红外通信接口/隔离红外扩展接口160供电。

一些实施例中，本实用新型各实施例的用于家用电器的插座还可包括：SPI接口(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)，用于使所述MCU处理单元120和所述采样单元110通信。MCU处理单元120通过SPI接口与例如单相交采芯片通信，能够方便地完成电压、电流、功率等监测。

一些实施例中，本实用新型各实施例的用于家用电器的插座还可包括：UART串行接口(Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器)，用于使所述MCU处理单元120和所述无线公网通信单元130通信。MCU处理单元120通过UART串行接口与无线公网通信单元130通信，能够方便地实现与服务器的连接，通过红外实现对空调的控制功能。

一个实施例中，该家用电器可以是空调，该插座可以是针对于空调远程遥控的智能插座。该插座可包括电源单元、交采单元/采样单元、无线公网通信单元、红外通信单元、处理单元(MCU处理单元)。其中，电源单元的输出端可连接交采单元、无线公网通信单元、红外通信单元、处理单元的电源输入端；处理单元的第一信号输出/输入端可通过UART串行接口与无线公网通信单元的信号输入/输出端对应相接，处理单元的第二信号输出/输入端可通过SPI通信口与交采单元的信号输入/输出端对应相接，处理单元的第三信号输出/输入端可通过UART串行接口与红外通信单元的信号输入/输出端对应相接。上行通信方式可为无线公网模式，安装过程中无需进行设置参数，上电后即可连接服务器。可通过红外方式实现空调遥控功能，另外本智能插座可预留一个隔离红外输出口，如果安装位置将本机上的红外挡住时，可通过延长线将红外信号引出，实现红外控制功能。可采用专业单相计量芯片，保证电压、电流、功率等监测精度。

本实施例的优点：该智能插座采用CDMA无线公网作为通信方式，在出厂前就设置好参数，用户只需通电就可以完成安装，这样对现场安装环境要求低，安装方便，通信可靠。采用专业单相计量芯片完成对电压、电流、功率等参数监测，使得改智能插座的精度高于市场水平。采用红外方式进行空调遥控，配合手机APP可以通过手机实现空调的远程开关、模式选择、温度调节、风向风速调节等，可完全替代遥控，实现真正的远程遥控。另外，增加一个隔离红外扩展口，在插座安装位置遮挡红外信号时，可利用延长线将红外信号引出方便控制，且此接口为隔离设计安全可靠。

本实用新型实施例的用于家用电器的插座，通过采样单元实时采集家用电器的电压信号、电流信号及功率信号，通过MCU处理单元处理采集的电压信号、电流信号及功率信号，并通过无线公网通信单元将插座与服务器和客户端装置连接，能够实现实时监控家用电器的电压、电流、功率、电量等信号，采用无线公网通信单元联网，在距离、信号强度及安装环境上不受限制。进而通过红外通信单元140根据客户端装置发出的操控信号和MCU处理单元中存储的家用电器红外码库发射相应的红外信号至家用电器，能够达到利用客户端装置例如手机方便地操控家用电器的功效。本实用新型的用于家用电器的智能插座，可使用户通过手机APP(支持Android和iOS)进行远程操作，实现空调的远程开关、模式选择、温度调节等，并实时监测用电器的电压、电流、功率、以及电量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本实用新型的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于家用电器的插座，其特征在于，包括：

采样单元，用于实时采集家用电器的电压信号、电流信号及功率信号；

MCU处理单元，与所述采样单元连接，用于处理所述的电压信号、电流信号及功率信号；

无线公网通信单元，与所述MCU处理单元连接，用于将所述插座与服务器和客户端装置连接；

红外通信单元，与所述MCU处理单元连接，用于根据操控信号和所述MCU处理单元中的家用电器红外码库发射红外信号至所述家用电器；

电源单元，用于分别为所述采样单元、MCU处理单元、无线公网通信单元及所述红外通信单元提供电源。

2.如权利要求1所述的用于家用电器的插座，其特征在于，所述采样单元为单相交采芯片。

3.如权利要求1所述的用于家用电器的插座，其特征在于，所述MCU处理单元采用32位Cortex-M4处理器。

4.如权利要求1所述的用于家用电器的插座，其特征在于，所述无线公网通信单元为CDMA通信模块。

5.如权利要求1所述的用于家用电器的插座，其特征在于，还包括：隔离红外扩展口，用于将所述红外信号引至插座外部。

6.如权利要求1所述的用于家用电器的插座，其特征在于，所述电源单元为隔离开关电源。

7.如权利要求1所述的用于家用电器的插座，其特征在于，还包括：SPI接口，用于使所述MCU处理单元和所述采样单元通信。

8.如权利要求1所述的用于家用电器的插座，其特征在于，还包括：UART串行接口，用于使所述MCU处理单元和所述无线公网通信单元通信。