專利名稱：基于電力線載波通訊的智能插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種將用電設(shè)備連接到電源上的插座裝置，尤其是涉及一 種基于電力線載波通訊的智能型插座。
背景技術(shù)：
家用電器或辦公電子設(shè)備一般都要經(jīng)過插座裝置連接到電源上，隨著社會(huì) 的發(fā)展，家用電器和辦公用電子設(shè)備越來越多，其待機(jī)功耗已經(jīng)是一個(gè)不可忽 略的耗電因素。在家庭，電視、家庭影院、機(jī)頂盒以及空調(diào)等電器，按下遙控 器上的關(guān)閉之后并沒有完全斷電，還在處于繼續(xù)工作的狀態(tài)。在辦公室，除電 腦主機(jī)外，顯示器、音響、打印機(jī)、掃描儀、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、路由器等設(shè)備 依然處于通電狀態(tài)。這樣不僅造成了電能的浪費(fèi)，而且縮短了設(shè)備的使用壽命， 還會(huì)帶來一定的安全隱患。
目前，市面上有一種專用節(jié)能插座，在電腦主機(jī)或者電視機(jī)處于待機(jī)狀態(tài) 下能夠自動(dòng)切斷附屬設(shè)備電源但不能自動(dòng)開啟電源，很多插座在人手難以觸及 的地方，再次開啟插座很不方便，而且公司的路由器、交換機(jī)、復(fù)印機(jī)這類長(zhǎng) 期處于待機(jī)或者小功耗的設(shè)備無法使用這類節(jié)能插座。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種安裝使用簡(jiǎn)單、基于電力線載 波通訊的智能插座，只需通過一個(gè)智能插座發(fā)出控制命令，其他的智能插座收 到控制命令后，根據(jù)命令切斷或接通各自智能插座上的用電設(shè)備。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下
一種基于電力線載波通訊的智能插座，包括系統(tǒng)電源單元、微控制器單元、 電力線載波通訊單元、控制信號(hào)接收單元和插座開關(guān)控制單元，系統(tǒng)電源單元 為各單元提供電源，微控制器單元分別與電力線載波通訊單元、控制信號(hào)接收單元和插座開關(guān)控制單元連接，電力線載波通訊單元的另一端連接到市電輸入 的電力線上，其特征是控制信號(hào)接收單元設(shè)有用于把本插座設(shè)置為主插座或 從插座的選擇開關(guān)、用于主插座對(duì)從插座進(jìn)行分組的數(shù)字對(duì)碼開關(guān)和一個(gè)或一 個(gè)以上用于控制從插座開關(guān)或給從插座編組的控制按鍵，微控制器單元設(shè)有用 于主插座對(duì)從插座進(jìn)行分組的數(shù)字對(duì)碼串行接口 。
所述插座開關(guān)控制單元設(shè)有繼電器或可控硅，串接在電力線輸入端接點(diǎn)及 插座插孔接點(diǎn)之間，通過繼電器或可控硅來接通或斷開市電輸入接點(diǎn)與插座插 孔接點(diǎn)。
所述微控制器單元設(shè)有用于與電腦連接的ISP數(shù)據(jù)下載接口。
所述控制單元設(shè)有紅外線接收模塊或GPRS無線網(wǎng)絡(luò)接收模塊。
所述智能插座內(nèi)還設(shè)有電源指示燈、顯示本插座開關(guān)狀態(tài)的指示燈和進(jìn)行 電力線載波通訊時(shí)即閃爍的指示燈。
所述控制按鍵設(shè)有6個(gè)分別用于控制6組插座的通斷和為6組從插座編號(hào)。
所述電力載波通訊單元包括耦合電路、載波接收電路和載波發(fā)射電路，耦 合電路分別與載波接收電路、載波發(fā)射電路連接，所述插座開關(guān)控制單元采用 可控硅控制，所述微控制器單元使用的是電力線載波通用智能芯片 PL3105C-641，芯片PL3105C-641的載波信號(hào)接收引腳與載波接收電路的信號(hào)輸 出端連接，芯片PL3105C-64I的載波信號(hào)輸出引腳與載波發(fā)射電路的信號(hào)輸入 腳連接，芯片PL3105C-641輸出插座開關(guān)控制信號(hào)的引腳與插座開關(guān)控制單元 的控制信號(hào)輸入端連接。
所述系統(tǒng)電源單元采用HS-5W開關(guān)電源模塊，所述電力線載波通訊單元采 用BWIO電力線載波模塊，所述插座開關(guān)控制單元采用繼電器控制。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，安裝使用方便，利用電力線傳送控制信號(hào)，對(duì)原供電 線路改動(dòng)及影響極?。豢蓪?shí)現(xiàn)多點(diǎn)分組群控，只需對(duì)主插座進(jìn)行操作，就可以 控制各個(gè)從插座上用電設(shè)備的通斷電，可廣泛應(yīng)用于家庭、辦公場(chǎng)所、學(xué)校、 機(jī)關(guān)單位等等。


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以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 圖1是本實(shí)用新型的原理方框圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)單相回路連接關(guān)系示意圖； 圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)家庭的安裝方式示意圖； 圖4是本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式的電路原理圖； 圖5是本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
第一種實(shí)施方式
如圖1、 4所示，本智能插座包括系統(tǒng)電源單元、微控制器單元、電力線
載波通訊單元、控制信號(hào)接收單元和插座開關(guān)控制單元。系統(tǒng)電源單元為各單 元提供電源，微控制器單元分別與電力線載波通訊單元、控制信號(hào)接收單元和 插座開關(guān)控制單元連接，電力線載波通訊單元的另一端連接到市電輸入的電力 線上，控制信號(hào)接收單元設(shè)有用于把本插座設(shè)置為主插座或從插座的選擇開關(guān)
SW0、用于主插座對(duì)從插座進(jìn)行分組的數(shù)字對(duì)碼開關(guān)SW1和6個(gè)用于控制從插 座開關(guān)或給從插座編組的控制按鍵KEY0、 KEY1、 KEY2、 KEY3、 KEY4、 KEY5，分 別控制6組插座的開關(guān)和為6組插座編號(hào)。微控制器單元設(shè)有用于主插座對(duì)從 插座進(jìn)行分組的數(shù)字對(duì)碼串行接口 J2、用于與電腦連接的ISP數(shù)據(jù)下載接口 Jl?？刂平邮諉卧O(shè)有紅外線接收模塊或GPRS無線網(wǎng)絡(luò)接收模塊。本插座設(shè) 有電源指示燈D10、顯示本插座開關(guān)狀態(tài)的指示燈D9和進(jìn)行電力線載波通訊時(shí) 即閃爍的指示燈D8。
系統(tǒng)電源單元由壓敏電阻RV1、變壓器U2、整流橋U3、電容C2、電容C3、 電容C4、電容C5、三端穩(wěn)壓器Ul組成，將220V交流電壓變成12V直流電和 5V直流電供整個(gè)插座的控制電路使用。
電力載波通訊單元包括載波發(fā)射和接收共用的耦合電路、載波接收電路和 載波發(fā)射電路，耦合電路由電容C17、耦合線圈T1、瞬態(tài)電壓抑制二極管D7組 成；載波接收電路由電阻RIO、電容C20、電容C19、電感L3、穩(wěn)壓管D6、穩(wěn)壓 管D5、電容C18組成；載波發(fā)射電路由電感L2、電容C14、 二極管D3、 二極管D4、 三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4、穩(wěn)壓二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2、電阻R7、電阻R8、電容C12、電容C13組成；耦合電路的一端分別與載波接收電 路和載波發(fā)射電路連接，另一端連接到市電輸入電力線上。微控制器單元發(fā)出 的控制信號(hào)通過載波發(fā)射電路的電容C12、電容C13、電阻R7、電阻R8傳輸?shù)饺?極管Q1、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4進(jìn)行放大，再由電容C14、電感L2穩(wěn) 定發(fā)射電流和波形，最后通過耦合電路的電容C17、耦合線圈T1耦合到電力線 上傳輸。其中，穩(wěn)壓二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2具有穩(wěn)壓作用，二極管D3、 二極 管D4用于電路保護(hù)，瞬態(tài)電壓抑制二極管D7有限壓保護(hù)作用。當(dāng)電力線上有信 號(hào)的時(shí)候，便通過耦合電路的電容C17、耦合線圈T1輸入到載波接收電路的電 阻RIO，再經(jīng)過電容C20、電容C19、電感L3組成的并聯(lián)諧振電路進(jìn)行選頻，選 出主插座所發(fā)的信號(hào)頻率，通過電容C18傳輸?shù)轿⒖刂破鲉卧M(jìn)行處理。其中 二極管D5、 二極管D6有限幅的作用，使輸入微控制器單元的信號(hào)小于700mV。
插座開關(guān)控制單元采用可控硅Q6控制，可控硅Q6串接在市電輸入端接點(diǎn) L及插座插孔接點(diǎn)C之間，通過開、關(guān)可控硅Q6來接通或斷開市電輸入接點(diǎn)L 與插座插孔接點(diǎn)C。插座開關(guān)控制單元還包括電阻R3、電阻R4、電阻R5、電 阻R14、電阻R15、電阻R16、三極管Q5、光耦U5、電容C21和熱敏電阻NTC1。 由微控制器單元發(fā)出控制開關(guān)信號(hào)，通過三極管Q5驅(qū)動(dòng)光耦U5來控制開關(guān)可 控硅Q6，來達(dá)到控制被控設(shè)備的通斷電。其中，電阻R15、電容C21、熱敏電阻 NTC1組成可控硅保護(hù)電路。
微控制器單元使用的是電力線載波通用智能芯片PL3105C-64I,電阻R6、 電容Cll、電容C6組成了PL3105C-64I芯片的模擬電源供電電路；陶瓷濾波器 Bl、電阻R9組成了 PL3105O64I芯片的陶瓷濾波電路；接口 Jl、電阻R2、電 容C8、電容C9組成了PL3105O64I芯片的ISP數(shù)據(jù)下載線接口，用于跟計(jì)算 機(jī)連接，燒錄程序；晶振XT1、電容C15、電容C16組成PL3105C-64I芯片的 時(shí)鐘電路；電容C7、電容C10為濾波電容。芯片PL3105C-641的載波信號(hào)接收 引腳SIGIN與載波接收電路的信號(hào)輸出端連接，芯片PL3105C-641的載波信 號(hào)輸出引腳Pl. 7與載波發(fā)射電路的信號(hào)輸入端連接，芯片PL3105C-641輸 出插座開關(guān)控制信號(hào)的引腳P2. 4與插座開關(guān)控制單元的控制信號(hào)輸入端連 接。
控制信號(hào)接收單元，由開關(guān)SWO、開關(guān)SW1和上拉電阻R17、上拉電阻R19組成主從插座選擇開關(guān)電路和數(shù)字對(duì)碼開關(guān)電路，向微控制器單元的 PL3105C-641芯片的引腳P0. 6和引腳P0. 7輸入主從開關(guān)選擇信號(hào)和數(shù)字對(duì)碼 信號(hào)，由按鈕KEY0、 KEY1、 KEY2、 KEY3、 KEY4、 KEY5和上拉電阻R1、上拉電 阻R18、上拉電阻R20、上拉電阻R21、上拉電阻R22、上拉電阻R23組成按鍵 輸入電路，向微控制器單元芯片PL3105C-641的引腳輸入控制信號(hào)。開關(guān)SWO 斷開為從插座，合上為主插座；合上開關(guān)SWO后可通過6個(gè)按鍵來控制6組插 座的開關(guān)情況。開關(guān)SW1合上后為數(shù)字對(duì)碼狀態(tài)；把主從插座的數(shù)據(jù)對(duì)碼接口 J2連接并合上開關(guān)SW1，可通過6個(gè)按鍵把處于對(duì)碼狀態(tài)的從插座設(shè)定組號(hào)， 設(shè)好后斷開開關(guān)SW1。把從插座分好組后就可以通過主插座上的6個(gè)控制按鍵 來控制各組插座的開關(guān)，按一次開再按一次關(guān)。
使用時(shí)只能把其中一個(gè)插座設(shè)置為主插座1，其余的都設(shè)置為從插座2 ， 把主插座1和從插座2的數(shù)字對(duì)碼接口J2對(duì)接，合上主插座1和從插座2的對(duì) 碼開關(guān)SW1，進(jìn)行數(shù)字對(duì)碼編組，結(jié)束后，該從插座2才能響應(yīng)主插座1發(fā)出 的指令。工作時(shí)，控制信號(hào)接收單元把控制信號(hào)輸給微控制器單元，經(jīng)微控制 器單元處理后通過電力線載波通訊單元耦合到電力線上，電力線上的從插座2 的電力線載波通訊單元把控制信號(hào)從電力線上調(diào)制出來并輸給從插座2的微 控制器單元，微控制器單元根據(jù)控制信號(hào)對(duì)插座開關(guān)控制單元輸出斷電或重新 開啟用電設(shè)備的命令。因此只需通過一個(gè)主插座1就可以控制其它從插座2上 用電設(shè)備的斷電或重新開啟。
如圖2所示，在一個(gè)共用兩條輸電線的場(chǎng)合，回路的每一個(gè)或幾個(gè)被控用 電設(shè)備接一個(gè)智能插座，并把其中一個(gè)智能插座設(shè)置為主插座1，其余的都設(shè) 置為從插座2 ，則主插座1就可以通過電力線和每一個(gè)從插座2通信，控制所 有的被控用電設(shè)備。
如圖3所示，在門口安裝主插座l，其余各個(gè)房間安裝從插座2 ，當(dāng)最后 一個(gè)離開家的人在門口通過主插座1向所有從插座2發(fā)送關(guān)閉所有電源命令， 則房間內(nèi)所有智能插座全部關(guān)閉，被控用電設(shè)備斷電。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)回家的人在門 口通過主插座1向所有從插座2發(fā)送打開所有電源命令，則房間內(nèi)所有智能插 座全部打開，被控用電設(shè)備通電。
第二種實(shí)施方式如圖5所示，本智能插座包括系統(tǒng)電源單元、微控制器單元、電力線載 波通訊單元、插座開關(guān)控制單元和控制信號(hào)接收單元。與第一種實(shí)施方式不同
的是系統(tǒng)電源單元采用HS-5W開關(guān)電源模塊，電力線載波通訊單元采用BWIO
電力線載波模塊，插座開關(guān)控制單元采用繼電器控制。
權(quán)利要求1、一種基于電力線載波通訊的智能插座，包括系統(tǒng)電源單元、微控制器單元、電力線載波通訊單元、控制信號(hào)接收單元和插座開關(guān)控制單元，系統(tǒng)電源單元為各單元提供電源，微控制器單元分別與電力線載波通訊單元、控制信號(hào)接收單元和插座開關(guān)控制單元連接，電力線載波通訊單元的另一端連接到市電輸入的電力線上，其特征是控制信號(hào)接收單元設(shè)有用于把本插座設(shè)置為主插座或從插座的選擇開關(guān)、用于主插座對(duì)從插座進(jìn)行分組的數(shù)字對(duì)碼開關(guān)和一個(gè)或一個(gè)以上用于控制從插座開關(guān)或給從插座編組的控制按鍵，微控制器單元設(shè)有用于主插座對(duì)從插座進(jìn)行分組的數(shù)字對(duì)碼串行接口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力線載波通訊的智能插座，其特征是 所述插座開關(guān)控制單元設(shè)有繼電器或可控硅，串接在電力線輸入端接點(diǎn)及插座 插孔接點(diǎn)之間，通過繼電器或可控硅來接通或斷開市電輸入接點(diǎn)與插座插孔接 點(diǎn)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力線載波通訊的智能插座，其特征是 所述微控制器單元設(shè)有用于與電腦連接的ISP數(shù)據(jù)下載接口 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力線載波通訊的智能插座，其特征是 所述控制單元設(shè)有紅外線接收模塊或GPRS無線網(wǎng)絡(luò)接收模塊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力線載波通訊的智能插座，其特征是 所述智能插座內(nèi)還設(shè)有電源指示燈、顯示本插座開關(guān)狀態(tài)的指示燈和進(jìn)行電力 線載波通訊時(shí)即閃爍的指示燈。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力線載波通訊的智能插座，其特征是所述控制按鍵設(shè)有6個(gè)分別用于控制6組插座的通斷和為6組從插座編號(hào)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的基于電力線載波通訊的智能插座，其特征是所述電力載波通訊單元包括耦合電路、載波接收電路和載波發(fā)射電路，耦合電路分別與載波接收電路、載波發(fā)射電路連接，所述插座 開關(guān)控制單元采用可控硅控制，所述微控制器單元使用的是電力線載波通用智能芯片PL3105C-64I,芯片PL3105C-641的載波信號(hào)接收引腳與載波接收電路 的信號(hào)輸出端連接，芯片PL3105C-64I的載波信號(hào)輸出引腳與載波發(fā)射電路的信號(hào)輸入腳連接，芯片PL3105C-64I輸出插座開關(guān)控制信號(hào)的引腳與插座開關(guān) 控制單元的控制信號(hào)輸入端連接。
8、根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的基于電力線載波通訊的智 能插座，其特征是所述系統(tǒng)電源單元采用HS-5W開關(guān)電源模塊，所述電力線 載波通訊單元采用BW10電力線載波模塊，所述插座開關(guān)控制單元采用繼電器 控制。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于電力線載波通訊的智能插座，包括系統(tǒng)電源單元、微控制器單元、電力線載波通訊單元、控制信號(hào)接收單元和插座開關(guān)控制單元，其特征是控制信號(hào)接收單元設(shè)有用于把本插座設(shè)置為主插座或從插座的選擇開關(guān)、用于主插座對(duì)從插座進(jìn)行分組的數(shù)字對(duì)碼開關(guān)和一個(gè)或一個(gè)以上用于控制從插座通斷或給從插座編組的控制按鍵，微控制器單元設(shè)有用于主插座和從插座之間進(jìn)行數(shù)字對(duì)碼的串行接口。本實(shí)用新型采用原有的電力線輸送信號(hào)，不需要重新布線、安裝簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高，只需在主插座上操作就可以控制其它從插座，操作非常方便。
文檔編號(hào)H01R13/707GK201374466SQ200920053459
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者邱天昌, 麥重恩 申請(qǐng)人:邱天昌;麥重恩