CN207234064U - 一种基于物联网的智能插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的智能插座，包括外壳，所述外壳上设有外部电源接口和至少一个插口，所述插口与外部电源接口之间连接有火线L和零线N，所述火线L上设有继电器，所述零线N上设有安装在外壳上的启动开关；该智能插座包括单片机，所述继电器通过光耦合器与所述单片机连接，单片机连接有功率采样模块和WIFI模块，功率采样模块连接有电源电路，WIFI模块连接有WIFI供电电路。本实用新型提供的基于物联网的智能插座，通过WIFI模块能实现智能插座的远程控制，从而控制电器的开关，同时可实时查看插座的开关状态，了解家中设备实时信息，查询电器设备的用电量等信息。

Description

一种基于物联网的智能插座

技术领域

本实用新型涉及插座领域，尤其涉及一种基于物联网的智能插座。

背景技术

随着科技的发展，尤其是云计算、物联网的出现，智能家居的概念频频出现在各大媒介上，进入公众的视线。在我国智能家居的概念是十几年前引进，并推入市场。随着社会、经济水平的发展，人们对家居品质的追求也越来越高，要求家居舒适化、安全化，家居生活舒适化、智能化，对智能家居系统的需求也越来越强烈。

对于行动不便者而言，如老人，孕妇，残疾人等，可以使用遥控来控制设备的智能插座，显得尤为重要。如果遇到晚上要上洗手间或者去其他房间的时候，他们就可以用遥控开关提前把灯打开，这样不会因为摸黑去找开关而产生恐惧或者发生其他意外。

对于一般人而言，遇到在冬天温暖的被窝里，或者是夏天封闭的蚊帐内，又或是睡意正浓的时候，不得不起来开启或者关闭某些设备，这个时候如果使用的是可遥控的插座，这样就可以使用遥控器对设备进行开关控制，可以省去不少的麻烦。

对于一些经常外出旅行的人，特别是我国与欧美国家的不同标准，因电压标准不同，往往需要带上专用的转换插座。这个时候如果能使用具有自动或可调的电压转换功能的插座则不用再多带一个用于专门转换电压的插排。

对于经常泡在实验室的科研工作者而言，特别是一些特殊的精准电子元件，往往需要配合使用不同的电源设备来满足，如单片机对工作电压与普通的设备有不同的要求。如果采用独立的电源来实现供电时无形中增加了成本，而且影响工作效率，降低了对电压的可控性。这个时候如果能使用直接可调电压，并能直接显示电压、功率，监测电器设备所使用电量的智能插座，则省去了再使用其他的不同转化和监测的设备，起到了降低成本并提高研究效率和质量的效果。

因此，设计一种与物联网相结合且能实现远程遥控的智能插座非常必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于物联网的智能插座，通过WIFI模块能实现智能插座的远程控制，从而控制电器的开关，同时可实时查看插座的开关状态，了解家中设备实时信息，查询电器设备的用电量等信息。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于物联网的智能插座，包括外壳，所述外壳上设有外部电源接口和至少一个插口，所述插口与外部电源接口之间连接有火线L和零线N，所述火线L上设有继电器，所述零线N上设有安装在外壳上的启动开关；该智能插座包括单片机，所述继电器通过光耦合器与所述单片机连接，单片机连接有功率采样模块和WIFI模块，功率采样模块连接有电源电路，WIFI模块连接有WIFI供电电路。

作为本实用新型的进一步改进，所述WIFI供电电路包括AMS1117系列稳压器。

作为本实用新型的更进一步改进，所述电源电路为可调电源。

作为本实用新型的更进一步改进，所述单片机连接有显示屏和按键配置电路，所述显示屏设置在所述外壳上。

作为本实用新型的更进一步改进，所述单片机连接有晶振电路。

作为本实用新型的更进一步改进，所述单片机连接有复位电路。

作为本实用新型的更进一步改进，所述单片机的型号为STC12C5A60S2。

作为本实用新型的更进一步改进，所述功率采样模块包括电能计量模块PZEM。

作为本实用新型的更进一步改进，所述插口为三相交流插口或USB接口中的一种或两者的组合。

作为本实用新型的更进一步改进，所述WIFI模块的型号为EXP8266-12F。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型的基于物联网的智能插座的优点为：

1、无论是在厨房、办公室还是出差外地，只要是有网络的地方，都可以通过智能WiFi插座控制家里的任何电器；如利用WOL功能(主机远程唤醒，Wake on Lan，是由网卡配合其他软硬件，通过给处于待机状态的网卡发送特定的数据帧，实现电脑从停机状态启动的一种技术)通过网线与计算机连接，可以控制电脑实现远程开机；

2、在手机上安装相应的APP，通过APP与WIFI模块的信息传输，可实时查看插座的开关状态，了解家中设备实时信息，查询电器设备的用电量等信息；

3、电源电路为可调电源，其采用当前国际先进的高频调制技术，其工作原理是将开关电源的电压和电流展宽，实现了电压和电流的大范围调节；

4、WIFI供电电路包括AMS1117系列稳压器，用户能根据不同电器设备的需要，调节相应的电压以保证电器设备的正常工作。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

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。

图1为一种基于物联网的智能插座的电路原理图；

图2为一种基于物联网的智能插座的外部结构示意图；

图3为单片机引脚示意图；

图4为各插口的火线、零线和地线的线路图；

图5为可控硅开关与继电器的线路图；

图6为WIFI模块的线路图；

图7为电源电路的线路图；

图8为晶振电路的线路图；

图9为复位电路的线路图；

图10为显示屏的线路图；

图11为WIFI供电电路的线路图；

图12为按键配置电路的线路图；

图13为功率采样模块的线路图；

图14为双排接插件(用于连接与电路板之外的电路)；

图15为通信选择线路图；

图16为显示屏和功率采样模块的接口线路图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例。

实施例

本实用新型的具体实施方式如图1至图16所示，一种基于物联网的智能插座，包括外壳1，所述外壳1上设有外部电源接口11和至少一个插口2，本实施例中，插口2的数量为6个。所述插口2与外部电源接口11之间连接有火线L和零线N，所述火线L上设有继电器8，所述零线N上设有安装在外壳1上的启动开关3；该智能插座包括单片机4，所述继电器8通过光耦合器7与所述单片机4连接，单片机4连接有功率采样模块10和WIFI模块5，功率采样模块10连接有电源电路15，WIFI模块5连接有WIFI供电电路6。

继电器8的型号为SRD-05VDC。

所述WIFI供电电路6包括AMS1117系列稳压器。选用阻容降压电路作为电源稳压模块。该模块的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。故该模块能提供的电流相当有限，但本系统使用的都是低功耗元件，完全可以满足供电需求。电压可调，特别适用于弱电设备的使用，适合实验室搞技术研发工作。

所述电源电路15为24V可调电源。

功率采样模块10选用5毫欧的康铜丝为取样电阻，串联与用电器电路。该类电阻功率较大，能够允许较大电流的通过；耐热性优，电阻温度系数小，呈直线变化；耐短时间超负载，低杂音，阻值经年无变化。适用于本系统的取样环境。系统工作时，用电器电路上流经电流，取样电阻上的存在着一定电压，经单片机4内A/D模块检测，得到具体电压值。单片机4通过比较取样电压的大小，判断当前用电器的使用状况，决定是否断开继电器8。

单片机4通过光耦合器7驱动继电器8。该模块电路设计为输入高电平触发、低电平断开。用继电器模块的目的为控制用电器电源开关，通过I/O端口向继电器模块输入高低电平即可控制其触点的吸合、断开，从而控制电源的开关。

所述单片机4连接有显示屏9和按键配置电路14，所述显示屏9设置在所述外壳1上。按键配置电路14使用普通按键，产生脉冲信号。当用户不使用单片机的自动待机断电功能、需立即关闭用电器电源时，按下此按键。单片机检测到该按键脉冲信号，则控制继电器断开用电器电源。

wifi模块5的ESP8266作为station，通过路由器(AP)连入internet，可向云端服务器上传、下载数据。用户可随时使用移动终端(手机、笔记本等)，通过云端监控ESP8266模块的状况，向ESP8266模块发送控制指令。

所述单片机4连接有晶振电路12。

所述单片机4连接有复位电路13。

所述单片机4的型号为STC12C5A60S2。

所述功率采样模块10包括电能计量模块PZEM。

所述插口2为三相交流插口或USB接口中的一种或两者的组合。本实施例中，6个插口2均为三相交流插口。也可以采用4个三相交流插口和两个USB接口，以满足不同的电器设备需要。

所述WIFI模块5的型号为EXP8266-12F。

6个光耦合器7的P20-P5端分别与单片机4上的引脚A8-A15连接。WIFI模块5的引脚ESP-TXD和ESP-RXD分别与单片机4的引脚MCU-RXD和MCU-TXD连接。显示屏9的引脚SCL和SDA分别与单片机4的引脚SCL和SDA连接。功率采样模块10上的引脚MCU-RXD-1和MCU-TXD-2分别与单片机4上的MCU-RXD-1和MCU-TXD-2连接。按键配置电路14上的Air_KEY端与单片机4上的引脚Air_KEY连接。晶振电路12上的XTAL1端和XTAL2端分别与单片机4上的引脚XTAL1和XTAL2连接。复位电路13上的RST端与单片机4上的引脚RST连接。

系统能监测一段时间没有工作的电器设备并自动进入睡眠模式，达到节能环保的目的。

通过内置10A保险丝和防雷电阻，实现电路保护，达到防雷击、防短路，保护电器以及人身安全的效果。

以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智能插座，包括外壳(1)，所述外壳(1)上设有外部电源接口(11)和至少一个插口(2)，其特征在于，所述插口(2)与外部电源接口(11)之间连接有火线L和零线N，所述火线L上设有继电器(8)，所述零线N上设有安装在外壳(1)上的启动开关(3)；该智能插座包括单片机(4)，所述继电器(8)通过光耦合器(7)与所述单片机(4)连接，单片机(4)连接有功率采样模块(10)和WIFI模块(5)，功率采样模块(10)连接有电源电路(15)，WIFI模块(5)连接有WIFI供电电路(6)。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能插座，其特征在于，所述WIFI供电电路(6)包括AMS1117系列稳压器。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能插座，其特征在于，所述电源电路(15)为可调电源。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能插座，其特征在于，所述单片机(4)连接有显示屏(9)和按键配置电路(14)，所述显示屏(9)设置在所述外壳(1)上。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能插座，其特征在于，所述单片机(4)连接有晶振电路(12)。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能插座，其特征在于，所述单片机(4)连接有复位电路(13)。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能插座，其特征在于，所述单片机(4)的型号为STC12C5A60S2。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能插座，其特征在于，所述功率采样模块(10)包括电能计量模块PZEM。

9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能插座，其特征在于，所述插口(2)为三相交流插口或USB接口中的一种或两者的组合。

10.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能插座，其特征在于，所述WIFI模块(5)的型号为EXP8266-12F。