基于ZigBee技術(shù)傳輸?shù)募矣弥悄懿遄闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種插座，尤其是一種能夠?qū)崟r(shí)采集設(shè)備用電信息的基于ZigBee (紫蜂協(xié)議)技術(shù)傳輸?shù)募矣弥悄懿遄?br>【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平也越來(lái)越高，各式各樣的家用電器設(shè)備也不斷地涌現(xiàn)出來(lái)，走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，比如冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、微波爐等，為人們的生活帶來(lái)便利，提高了人們的生活質(zhì)量。隨著家用電器的增多，用戶(hù)的電費(fèi)支出也大幅增加，每個(gè)月都不知不覺(jué)地消耗掉幾百元的電費(fèi)。
[0003]目前，現(xiàn)有的電器設(shè)備通常只有在型號(hào)標(biāo)識(shí)中說(shuō)明其自身的耗電功率，或者以能耗等級(jí)的方式表示單位用電量的多少，而沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的計(jì)量模塊對(duì)家用電器的用電情況進(jìn)行計(jì)量，消費(fèi)者也無(wú)法獲得家用電器的用電信息，不能讓用戶(hù)直觀、實(shí)時(shí)地了解每個(gè)電氣設(shè)備的耗電情況。用戶(hù)只能通過(guò)總電表了解總用電量的多少，而無(wú)法知道每個(gè)家用電器的耗電量的多少，不利于節(jié)約用電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種基于ZigBee技術(shù)傳輸?shù)募矣弥悄懿遄?，以?duì)家用電器的電參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控、便于消費(fèi)者獲知家用電器的用電信息。
[0005]本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案。
[0006]基于ZigBee技術(shù)傳輸?shù)募矣弥悄懿遄?，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，包括盒體，所述盒體之內(nèi)設(shè)置有電源轉(zhuǎn)換模塊、電能采集模塊和ZigBee通信模塊；所述電源轉(zhuǎn)換模塊外接220V交流電源并輸出220V交流電，電源轉(zhuǎn)換模塊和電能采集模塊相連接并為電能采集模塊提供+5V直流電源；所述電源轉(zhuǎn)換模塊與所述ZigBee通信模塊相連接并為ZigBee通信模塊提供+5V直流電源；所述電能采集模塊和ZigBee通信模塊相連接，由電能采集模塊將所采集的用電信息發(fā)送給ZigBee通信模塊，由ZigBee通信模塊將用電信息傳送給外部設(shè)備。
[0007]本發(fā)明的基于ZigBee技術(shù)傳輸?shù)募矣弥悄懿遄慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:
[0008]所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括變壓器B、整流橋BR、電容C30-C33和穩(wěn)壓芯片UlO ;所述變壓器B的一次線圈NI連接220V交流電源，所述變壓器B的二次線圈N2通過(guò)所述整流橋BR連接所述穩(wěn)壓芯片UlO ;所述電容C30的正極連接穩(wěn)壓芯片UlO的端子Vin，所述電容C30的負(fù)極連接穩(wěn)壓芯片UlO的端子GND ;所述電容C31的一端連接穩(wěn)壓芯片UlO的端子Vin，所述電容C31的另一端連接穩(wěn)壓芯片UlO的端子GND ；
[0009]所述電容C32的正極連接穩(wěn)壓芯片UlO的端子Vout，所述電容C32的負(fù)極連接穩(wěn)壓芯片UlO的端子GND ;所述電容C33的一端連接穩(wěn)壓芯片UlO的端子Vout，所述電容C33的另一端連接穩(wěn)壓芯片UlO的端子GND。
[0010]所述ZigBee通信模塊包括ZigBee芯片Ul 1、穩(wěn)壓芯片U12、液晶顯示模塊U13、溫濕度傳感器U14、電容C41?C48、電阻R41?R42、晶振Yl和Y2、發(fā)光二極管LEDl和LED2。
[0011]所述電能采集模塊包括電源轉(zhuǎn)換電路、微控制器U1、信號(hào)采集電路和通信電路；所述電源轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)采集電路和通信電路均與所述微控制器Ul相連接；所述電源轉(zhuǎn)換電路用于將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電，為所述信號(hào)采集電路、微控制器Ul和通信電路提供電源；所述信號(hào)采集電路對(duì)家用電器的電源信號(hào)進(jìn)行電壓、電流采樣；所述微控制器U1，用于接收信號(hào)采集電路發(fā)送的電壓采樣值和電流采樣值，計(jì)算電壓有效值、電流有效值、電能值、有功功率、無(wú)功功率和功率因數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送給通信電路；所述通信電路用于將計(jì)算結(jié)果定期向所述ZigBee通信模塊發(fā)送。
[0012]所述電源轉(zhuǎn)換電路包括電源芯片U4、整流濾波電路和穩(wěn)壓電路；所述整流濾波電路的輸入端與外部電源相連接，所述整流濾波電路的輸出端與所述電源芯片U4相連接，所述電源芯片U4與所述穩(wěn)壓電路相連接；所述整流濾波電路包括二極管D4、電阻R20和電容EC2 ;所述穩(wěn)壓電路包括電容ECl、二極管Dl、二極管Dl?D3、二極管D5?D6、電容Cl?C2、電容C20?C21、電容E1、電感LI和芯片VR1。
[0013]所述信號(hào)采集電路包括錳銅分流器U2、電阻Rl I?R16、電阻Rl I?R16、電阻R22、電阻R27?R28、電阻R30?R31、壓敏電阻RV2、電容C12?C19、連接端子P1、連接端子P3
和連接端子J4。
[0014]所述通信電路包括光耦U3、電阻R32?R33 ;所述光耦U3的引腳4通過(guò)電阻R32連接電源VDD，所述光耦U3的引腳3接地；所述光耦U3的引腳I通過(guò)電阻R33連接電源M_VDD0
[0015]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0016]本發(fā)明的基于ZigBee技術(shù)傳輸?shù)募矣弥悄懿遄?，主要由ZigBee通信模塊、電能采集模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊以及通用插座盒體組成。ZigBee技術(shù)通訊模塊使用高性能、低功耗的8051微控制器內(nèi)核，可適應(yīng)2.4GHz IEEE 802.15.4的RF收發(fā)器；電能采集模塊包括電源轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)采集電路、微控制器和通信電路；電源轉(zhuǎn)換模塊可將220V交流電轉(zhuǎn)為5V直流電。基于ZigBee技術(shù)傳輸?shù)募矣弥悄懿遄?，可?duì)家用電器的電參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控并通過(guò)ZigBee技術(shù)發(fā)送到接收端，便于消費(fèi)者獲知家用電器的用電信息。
[0017]電能采集模塊的信號(hào)采集電路對(duì)家用電器的電源信號(hào)進(jìn)行電壓、電流采樣。微控制器接收信號(hào)采集電路發(fā)送的電壓采樣值和電流采樣值，計(jì)算電壓有效值、電流有效值、電能值、有功功率、無(wú)功功率和功率因數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送給通信電路；所述通信電路用于將計(jì)算結(jié)果定期向所述ZigBee通信模塊發(fā)送，然后傳輸給設(shè)定的接收終端；用戶(hù)通過(guò)接收終端可獲取家用電器的用電信息，從而可以非常準(zhǔn)確地獲知各個(gè)用電設(shè)備的用電量，進(jìn)而可通過(guò)控制用電設(shè)備的用電量來(lái)節(jié)約電能。
[0018]本發(fā)明的基于ZigBee技術(shù)傳輸?shù)募矣弥悄懿遄?，具有可?shí)時(shí)采集用電設(shè)備工作時(shí)的電壓、電流值并計(jì)算出用電量、有功功率、無(wú)功功率和功率因數(shù)，對(duì)用電設(shè)備的電參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，便于消費(fèi)者獲知用電設(shè)備的用電信息等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的基于ZigBee技術(shù)傳輸?shù)募矣弥悄懿遄慕Y(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的基于ZigBee技術(shù)傳輸?shù)募矣弥悄懿遄碾娔懿杉K的結(jié)構(gòu)框圖。
[0021]圖3為本發(fā)明的基于ZigBee技術(shù)傳輸?shù)募矣弥悄懿遄碾娫崔D(zhuǎn)換模塊的電路圖。
[0022]圖4為本發(fā)明的基于ZigBee技術(shù)傳輸?shù)募矣弥悄懿遄腪igBee通信模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]圖5為圖2的電能采集模塊的電源轉(zhuǎn)換電路的電路圖。
[0024]圖6為圖2的電能采集模塊的信號(hào)采集電路和微控制器的電路圖。
[0025]圖7為圖2的電能采集模塊的通信電路的電路圖。
[0026]圖8為圖6中的采集電路的電路圖。
[0027]圖9為圖6中的微控制器的電路圖。
[0028]以下通過(guò)【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0029]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的基于ZigB