一种智能开关制造技术

一种智能开关，包括微处理器、隔离光耦、晶闸管、霍尔传感器和电力线通讯调制解调器，所述晶闸管、霍尔传感器及连接在开关上的负载电器依次串联形成负载控制电路，负载控制电路与电力线通讯调制解调器相并联后并接入电力线，所述微处理器通过隔离光耦与晶闸管相连用于控制负载电源的通断，所述霍尔传感器与微处理器相连用于负载电器的电流数据采样，所述微处理器的通讯端与电力线通讯调制解调器相连，所述电力线通讯调制解调器上还设有RJ45接口用于接入因特网或用于连接网络设备。本实用新型专利技术以电力线作为通讯载体，易于智能家居的组网通讯，且无需架设额外的通信线路，结构简单、性能优越，且具有供电过程控制和电能计量功能。

Intelligent switch

An intelligent switch which comprises a microprocessor, isolation optocoupler, thyristor, Holzer sensor and power line communication modem, the thyristor, the Holzer sensor and load the electrical connection in the switch are connected in series to form a load control circuit, load control circuit and power line communication modem parallel and connected to the power line, the the microprocessor is connected to control the load power through the isolation amplifier and the thyristor, the Holzer sensor is connected with the microprocessor for the electric load current data sampling, the microprocessor communication terminal and power line communication modem is connected to the power line communication modem is also provided with a RJ45 interface to connect to the Internet or to connect to the network equipment. The utility model uses the power line as the communication carrier, network communication is intelligent and without Home Furnishing, set up extra communication lines, simple structure, superior performance, and has the power supply process control and energy metering function.

【技术实现步骤摘要】
一种智能开关
本技术涉及智能家居控制与通讯领域，具体涉及一种基于电力线载波的智能开关。
技术介绍
智能家居是物联网的主要应用之一，它以家庭住宅为平台，利用先进的计算机技术、通讯技术、传感器技术及控制技术等，将各种家用电子设备进行集中控制和管理，从而创造出高效、舒适、安全、便利和环保的居住环境。目前，市面上已有各式各样的智能开关，控制方法及功能较为单一，无法满足智能家居的控制需求，都存在以下几个缺点：1、智能家居的开关控制节点众多，这样就需要在控制家电的开关与PC机间构建一个数据传送网络，目前都采用无线网络，但是在家庭这个环境中，“墙多”这一特征严重影响着无线传输的质量，特别是在别墅和跃层式住宅中这一缺陷更加明显。如果架设专用有线网络除了增加成本以外，在以后的日常生活中要更改家电的位置也显得十分困难和繁琐，这就给无须重新架线的电力载波通讯带来了机遇。2、开关通断控制采用传统的机械接触式和继电器方式控制家用电器，使用过程中，在接通与断开的瞬间触点处会产生电火花，并且负载功率越大，其电火花越大。长期使用，这种电火花不仅会烧蚀开关触点，降低开关寿命，而且若环境中存在可燃性气体还会引起燃烧、爆炸等事故隐患。3、电能计量的电流检测一般采用电流互感器进行检测，存在绝缘困难、成本高、体积大、重量重且已受电磁干扰。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种具有供电过程控制、电能计量功能，并利用现有电力线，进行数据传递的基于电力线载波的智能开关。实现上述目的，本技术提供了一种智能开关，包括微处理器、隔离光耦、晶闸管、霍尔传感器和电力线通讯调制解调器，所述晶闸管、霍尔传感器及连接在开关上的负载电器依次串联形成负载控制电路，负载控制电路与电力线通讯调制解调器相并联后并接入电力线，所述微处理器通过隔离光耦与晶闸管相连用于控制负载电源的通断，所述霍尔传感器与微处理器相连用于负载电器的电流数据采样，所述微处理器的通讯端与电力线通讯调制解调器相连，所述电力线通讯调制解调器上还设有RJ45接口用于接入因特网或用于连接网络设备。作为本技术的优选技术方案，所述微处理器为基于Cortex-M3内核的32位增强型闪存的单片机，并采用STM32F1032ZET作为控制核心。作为本技术的优选技术方案，所述微处理器上还连接有用于故障报警的蜂鸣器、显示工作状态的LCD显示屏及用于本地操控的控制按键。作为本技术的优选技术方案，所述微处理器与霍尔传感器之间还设置有滤波器。作为本技术的优选技术方案，所述霍尔传感器采用的型号为ACS712ELCTR-05B。作为本技术的优选技术方案，所述网络设备为计算机、游戏机、IPTV机顶盒、数字视频录像机或打印服务器中的一个或多个设备。本技术的智能开关可以达到如下有益效果：1）智能家居中，只需将一个智能开关接入传统的因特网，在同一电表下的电力线就实现了电力线载波通信，其他基于电力线载波的智能开关即可通过电力线载波通信，即可进行数据通讯传递。整个家庭不需要重新架设网络，极大的节约成本和施工量。2）远程监控方便，智能家居中，只需将一个智能开关接入传统的因特网，用户即可通过访问因特网随时了解所有开关上的负载电器的工作状态，并远程控制开关，实现对智能家居中的家用电器智能控制及管理。3）采用晶闸管控制电源电路的通断，由于晶闸管电路是无触点结构，在接通个断开瞬间都不会产生电火花，并且不论是否阻性负载，还是感性、容性负载，晶闸管均可实现电流的通断，并且可以达到几千个小时连续工作无故障，使寿命远远大于普通触点式开关，并不会因电源电路的通断引发火灾，安全性能可靠。4）晶闸管与微控制器之间采用隔离光耦进行强弱电之间的电气隔离，隔离光耦具有零触发电路，其最小接通、关断时间是半个电源周期，并且可在负载上得到一个完整的正弦波，这种过零控制下的电压与电流波形成既减少了对负载的冲击，也可大大减少了负载对电网的干扰。5）霍尔传感器具有低噪音、响应时间快，使用方便、绝缘电压高及性价比高的优点，内置的低偏置线性霍尔传感器电路能精确的对负载电器进行电流数据采集。6）霍尔传感器将采集的电流数据传输给微处理器，计算出流经负载的电流值，从而计算出开关的输出功率，计算结果与设定值进行比较，一旦超过设定值，微处理器通过控制晶闸管立即切断负载电源，实现对家用电器的功率检测和过流保护。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术智能开关提供的一实例电气结构示意图。本技术目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。图1为本技术智能开关提供的一实例电气结构示意图，如图1所示，智能开关包括微处理器、隔离光耦、晶闸管、霍尔传感器和电力线通讯调制解调器，所述晶闸管、霍尔传感器及连接在开关上的负载电器依次串联形成负载控制电路，负载控制电路与电力线通讯调制解调器相并联后并接入电力线，所述微处理器通过隔离光耦与晶闸管相连用于控制负载电源的通断，所述霍尔传感器与微处理器相连用于负载电器的电流数据采样，所述微处理器的通讯端与电力线通讯调制解调器相连，所述电力线通讯调制解调器上还设有RJ45接口用于接入因特网或用于连接网络设备。具体实施中，所述微处理器为基于Cortex-M3内核的32位增强型闪存的单片机，并采用STM32F1032ZET作为控制核心，Cortex-M3内核的设计满足集高性能、低功耗、实时应用等于一体的嵌入式领域的要求，最高频率可达72MHz，丰富的片上资源大大简化了系统硬件，降低了设计成本。另外，单片机设有内部温度传感器，可以用测量单片机内部及周围环境的温度，其温度测量范围为-40~+125℃，开关内部对温度的精度要求不高，使用过程中，可选择使用单片机内部温度传感器实现对开关内部的温度采集，当检测温度超过设定值时，单片机通过晶闸管切断负载电源，从而实现开关的过温保护。具体实施中，所述微处理器上还连接有用于故障报警的蜂鸣器、显示工作状态的LCD显示屏及用于本地操控的控制按键，当开关出现过温保护或过流保护是，微处理器驱动蜂鸣器进行报警，同时报警信息还可通过LCD显示屏及与开关进行无线通讯的智能终端告知用户。具体实施中，所述微处理器与霍尔传感器之间还设置有滤波器，所述霍尔传感器采用的型号为ACS712ELCTR-05B。具体实施中，所述网络设备为计算机、游戏机、IPTV机顶盒、数字视频录像机或打印服务器中的一个或多个设备。本实施例智能开关的工作原理如下：通过晶闸管实现负载电器电路的通断控制，晶闸管具有体积小、重量轻、容量大、工作电压高、控制灵活方便的特点，并且对应用于大功率下的电能转与功率无触点控制，具有其他器件不可替代的功能。晶闸管与微处理器之间采用隔离光耦进行强弱电之间的电气隔离，其隔离光耦具有过零检测电路。当微处理器的控制信号最有于隔离光耦的隔离电路输入端时，内部发光二极管同步发光照射光敏三极管，使之饱和导通，此时过零检测电路实施对晶闸管电路输入电压的零点检测，并使晶闸管在输入电压为0是导通；同样，当没有控制信号作用于隔离光耦的隔离电路输入端时，过零检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能开关，其特征在于，包括微处理器、隔离光耦、晶闸管、霍尔传感器和电力线通讯调制解调器，所述晶闸管、霍尔传感器及连接在开关上的负载电器依次串联形成负载控制电路，负载控制电路与电力线通讯调制解调器相并联后并接入电力线，所述微处理器通过隔离光耦与晶闸管相连用于控制负载电源的通断，所述霍尔传感器与微处理器相连用于负载电器的电流数据采样，所述微处理器的通讯端与电力线通讯调制解调器相连，所述电力线通讯调制解调器上还设有RJ45接口用于接入因特网或用于连接网络设备。

【技术特征摘要】
1.一种智能开关，其特征在于，包括微处理器、隔离光耦、晶闸管、霍尔传感器和电力线通讯调制解调器，所述晶闸管、霍尔传感器及连接在开关上的负载电器依次串联形成负载控制电路，负载控制电路与电力线通讯调制解调器相并联后并接入电力线，所述微处理器通过隔离光耦与晶闸管相连用于控制负载电源的通断，所述霍尔传感器与微处理器相连用于负载电器的电流数据采样，所述微处理器的通讯端与电力线通讯调制解调器相连，所述电力线通讯调制解调器上还设有RJ45接口用于接入因特网或用于连接网络设备。2.按照权利要求1所述的智能开关，其特征在于，所述微处理器为基于Cortex-M3内核的...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷宇，成文卫，谭奇金，刘军令，
申请(专利权)人：深圳市柚子智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44