專利名稱：帶有計(jì)量功能的智能插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶計(jì)量功能的插座設(shè)備,尤其涉及帶Zigbee無線通訊功能的智能插座。
背景技術(shù)：
隨著冰箱、空調(diào)、電腦等家用電器的日益增多，家庭用電量也是水漲船高。所以對(duì)于家庭來說，了解各個(gè)家電的耗電量，就可以合理安排家電的使用，節(jié)省家庭支出，避免不必要的浪費(fèi)，響應(yīng)國家倡導(dǎo)低碳生活的號(hào)召。在這種背景下，帶計(jì)量功能的插座應(yīng)運(yùn)而生。目前市場上的各種計(jì)量插座琳瑯滿目，但功能都比較單一，僅僅完成計(jì)量和顯示的功能，不能將數(shù)據(jù)傳遞出來，用戶在統(tǒng)計(jì)用電量等信息時(shí)，只能通過查看插座的顯示信息自行統(tǒng)計(jì)，用起來很不方便。當(dāng)前家電的發(fā)展趨勢是向著智能化、多功能化的方向發(fā)展，其中家電的集中控制也是家電用戶比較關(guān)心的方面，目前市場上的同類產(chǎn)品很顯然不符合智能化、多功能化以及集中控制的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種帶有計(jì)量功能的智能插座，其能夠滿足用戶集中控制的要求，方便家庭使用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案其包括控制單元和交流電接口單元兩個(gè)部分，控制單元包括中央微控器，以及與中央微控器分別電氣連接的按鍵檢測模塊、LCD顯示模塊、交流電電壓檢測模塊、交流電電流檢測模塊、EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、串口通訊模塊，Zigbee無線通訊模塊與串口通訊模塊相連接，串口模塊通過電源管理模塊與交流電接口單元進(jìn)行電氣連接，通過串口通訊模塊與中央微控器進(jìn)行信息交互；交流電電壓檢測模塊、交流電電流檢測模塊從交流電接口處采樣。本品設(shè)有LCD顯示屏和5個(gè)按鍵，可以將底層計(jì)量模塊檢測到的電壓、用電量等數(shù)據(jù)顯示出來，供使用者參考；用戶可以根據(jù)需求使用按鍵改變顯示的計(jì)量項(xiàng)目以及改變?cè)较蘧瘓?bào)值。本品設(shè)有一個(gè)萬用三相插座可滿足家庭常用電器的接入。中央微控制器采用ATT7037型號(hào)。本品的微處理器中固化有嵌入式軟件，可對(duì)交流電數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量、顯示；與Zigbee進(jìn)行串口通訊；與EEPROM進(jìn)行I2C通訊；并可以進(jìn)行功率、電流、電壓進(jìn)行越限報(bào)警；該軟件可通過復(fù)位按鍵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。本品集成了 EEPROM芯片，可對(duì)用戶自定義的報(bào)警門限、用電量等數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以保證掉電后數(shù)據(jù)不丟失，方便用戶的使用。本品集成了一個(gè)Zigbee模塊，本模塊可與集中控制終端進(jìn)行無線通訊，實(shí)現(xiàn)了計(jì)量插座與集中控制終端的信息和數(shù)據(jù)交互，是實(shí)現(xiàn)集中控制的核心模塊。[0012]本實(shí)用新型集成了交流電電壓檢測技術(shù)、交流電電流檢測技術(shù)、串口通訊技術(shù)、Zigbee無線通訊技術(shù)、IXD驅(qū)動(dòng)技術(shù)、按鍵檢測技術(shù)、I2C通訊技術(shù)。本智能插座的智能化程度高，操作簡單，功能廣，可廣泛應(yīng)用在家居智能等領(lǐng)域。

圖I為本實(shí)用新型的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型交流電壓檢測原理圖；圖3為本實(shí)用新型交流電流檢測原理圖；圖4為本實(shí)用新型的中央微控器原理圖；圖5為本實(shí)用新型的IXD驅(qū)動(dòng)原理圖；圖6為本實(shí)用新型的按鍵原理圖；·圖7為本實(shí)用新型Zigbee與串口通訊接口原理圖；圖8為本實(shí)用新型EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的帶有計(jì)量功能的智能插座，包括控制單元和交流電接口單元兩個(gè)部分，控制單元包括中央微控器，以及與中央微控器分別電氣連接的按鍵檢測模塊、IXD顯示模塊、交流電電壓檢測模塊、交流電電流檢測模塊、EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、串口通訊模塊，Zigbee無線通訊模塊與串口通訊模塊相連接，串口模塊通過電源管理模塊與交流電接口單元進(jìn)行電氣連接，通過串口通訊模塊與中央微控器進(jìn)行信息交互；交流電電壓檢測模塊、交流電電流檢測模塊從交流電接口處采樣。交流電接口部分如圖I中交流電接口部分所示。本部分為用戶提供一個(gè)萬用三相接口，分別接交流電火線、零線、地線。此插座僅為交流市電轉(zhuǎn)接口，不對(duì)交流市電進(jìn)行任何處理。本部分為電源管理模塊提供交流市電，為控制部分提供電源；本部分同時(shí)為交流電電壓檢測模塊和交流電電流檢測模塊提供采樣信號(hào)?？刂撇糠秩鐖DI控制部分所示。電源管理模塊為整個(gè)控制部分提供直流電源。為中央微控器、按鍵檢測模塊、LCD顯示模式、EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊提供3. 3V直流電，為Zigbee無線通訊模塊提供5V直流電。交流電電壓檢測模塊、交流電電流檢測模塊對(duì)交流電進(jìn)行采樣，然后將采樣信號(hào)傳遞給中央微控器；按鍵檢測模塊負(fù)責(zé)采集用戶輸入信息，并將輸入信息傳給中央微控器；中央微控器負(fù)責(zé)將交流電電壓檢測模塊、交流電電流檢測模塊、按鍵檢測模塊輸入的信息進(jìn)行處理，然后通過IXD顯示模塊、串口通訊模塊、Zigbee無線通訊模塊輸出給用戶，供用戶參考。其中LCD顯示模塊負(fù)責(zé)將信息顯示給用戶；串口通訊模塊、Zigbee無線通訊模塊負(fù)責(zé)將信息傳給中央集控終端。最后中央微控器將需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊存入EEPR0M。圖2為交流電電壓檢測模塊。Jl接交流電零線；R2_R11為采樣電阻；C4_C7為濾波電容，J31、J32接中央微控器。交流電零線電壓通過R2-R11分壓后，通過J31、J32傳遞給中央微控器，供中央微控器處理。圖3為交流電電流檢測模塊。J3、J4接采樣電阻；R15_R16為采樣分壓電阻；R17、R18為限流保護(hù)電阻；C8、C9為濾波電容，J33、J34接中央微控器。交流電火線電壓通過R15、R16分壓后，通過J33、J34傳遞給中央微控器，供中央微控器處理。圖4為中央微控器原理圖。采用ATT7037型號(hào)。C16、C17、R42、OSCl構(gòu)成晶振電路，為中央微控器提供時(shí)鐘；R20、C14、SW5、El構(gòu)成復(fù)位電路，實(shí)現(xiàn)上電系統(tǒng)復(fù)位和系統(tǒng)死鎖復(fù)位；R44是下拉電阻電阻，將第44腳電平置為高。上電后復(fù)位電路為中央微控器提供一個(gè)低電平，使中央微控器復(fù)位，整個(gè)系統(tǒng)從初始狀態(tài)開始運(yùn)行；上電后晶振OSCl起振，配合C16/C17/R42產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，供中央微控器使用。圖5為IXD顯示模塊原理圖。IXDl是IXD顯示屏；R19是限流保護(hù)電阻，R38是上拉電阻，在Ql不導(dǎo)通期間，將Ql與R38連接處的電平置為高；R35是連通電阻，負(fù)責(zé)將晶體管與IXD顯示屏連接起來；Q1是晶體管。Ql用來控制IXD背光，當(dāng)BKL_EN為低電平時(shí)IXD第20腳為高電平，背光不點(diǎn)亮，反之背光點(diǎn)亮。C0M0-C0M3，SEG1-SEG14接中央微控器，由中央微控器輸入LCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)，LCDl根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)顯示數(shù)據(jù)。圖6是按鍵檢測模塊電路。R28是上拉電阻，將R28與SWl連接處的電平置為高； R27是限流保護(hù)電阻；C21是濾波電容；SW1是按鍵。SWl按下后，KEY4處的電平被置為低，反之位置高。圖7是Zigbee與串口通訊接口原理圖。C24是濾波電容；C5為Zigbee與串口的通訊接口。圖8是EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片原理圖。U4是EEPROM芯片；C22是濾波電容；R31、R32是上拉電阻，為E2_SCL、E2_SDA提供高電平；R33、R34是限流保護(hù)電阻。E2_SCL、E2_SDA接中央微控器，中央微控器通過E2_SCL、E2_SDA與EEPROM進(jìn)行I2C通訊，將數(shù)據(jù)發(fā)送給EEPROM，EEPROM將發(fā)來的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)入芯片中。
權(quán)利要求1.一種帶有計(jì)量功能的智能插座，包括控制單元和交流電接口單元兩個(gè)部分，其特征在于，控制單元包括中央微控器，以及與中央微控器分別電氣連接的按鍵檢測模塊、IXD顯示模塊、交流電電壓檢測模塊、交流電電流檢測模塊、EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、串口通訊模塊，Zigbee無線通訊模塊與串口通訊模塊相連接，串口模塊通過電源管理模塊與交流電接口單元進(jìn)行電氣連接，通過串口通訊模塊與中央微控器進(jìn)行信息交互；交流電電壓檢測模塊、交流電電流檢測模塊從交流電接口處采樣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶有計(jì)量功能的智能插座，其特征在于，中央微控器采用ATT7037 型號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶計(jì)量功能的插座設(shè)備，尤其涉及帶Zigbee無線通訊功能的智能插座。本實(shí)用新型的帶有計(jì)量功能的智能插座，包括控制單元和交流電接口單元兩個(gè)部分，控制單元包括中央微控器，以及與中央微控器分別電氣連接的按鍵檢測模塊、LCD顯示模塊、交流電電壓檢測模塊、交流電電流檢測模塊、EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、串口通訊模塊，Zigbee無線通訊模塊與串口通訊模塊相連接，串口模塊通過電源管理模塊與交流電接口單元進(jìn)行電氣連接，通過串口通訊模塊與中央微控器進(jìn)行信息交互；交流電電壓檢測模塊、交流電電流檢測模塊從交流電接口處采樣。本智能插座的智能化程度高，操作簡單，功能廣，可廣泛應(yīng)用在家居智能等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01R13/66GK202633672SQ201120573098
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者于忠清, 李鵬, 卜祥峰, 王艷青, 薛鑫 申請(qǐng)人:青島海爾軟件有限公司