一种智能节能插座制造技术

本实用新型专利技术提供了一种智能节能插座，包括电能计量模块、控制器模块、LCD显示模块、继电器模块、无线通信模块和电源供电模块。本实用新型专利技术采用专为住宅用单相电能表或智能插座设计的集成芯片HLW8012，准确的实现对家用电器用电情况的计量，并结合单片机技术和无线通信技术，可远程控制插座对家用电器的智能开启或关闭，节约了电能，延长了家用电器使用寿命，提升了便捷性，其结构简单，体积小巧，成本低廉，系统功耗低，测量精度高，可靠性和稳定性好，具有良好的可扩展性。

An intelligent energy saving socket

The utility model provides an intelligent energy saving socket, which includes an electric energy metering module, a controller module, a LCD display module, a relay module, a wireless communication module and a power supply module. The utility model adopts an integrated chip HLW8012 designed for residential single phase electric energy meter or intelligent socket. It can accurately realize the measurement of the electric power consumption of household appliances. Combined with single chip technology and wireless communication technology, the intelligent opening or closing of the household electrical appliance can be controlled remotely, the electric energy is saved and the household electricity is extended. It has simple structure, compact size, low cost, low power consumption, high measurement precision, good reliability and stability, and has good scalability.

【技术实现步骤摘要】
一种智能节能插座
本技术涉及物联网智能家居
，特别涉及一种智能节能插座。
技术介绍
新能源和节能环保是未来几十年发展的必然趋势，随着人们生活水平的提高以及科学技术的发展，节能环保意识的不断深入人心，人们对身边的“无意识浪费”开始关注起来，比如家庭内部浪费电能的情况：家用电器在未使用情况下的长期待机状态造成的电量消耗。现在市场上有很多电源插座，在使用时经常因家用电器待机而未关闭电源，造成用电量的增加和家用电器设备老化，造成不必要损失。由于长时间未关闭电源造成的电量流失日积月累下来费用相当可观，同时较贵重的家用电器设备的使用寿命也会大大缩短，严重的会造成电器设备损坏，损失更大，既造成家庭开支增加，又浪费宝贵的电力资源，与所提倡的环保节能理念相违背。
技术实现思路
(一)解决的技术问题为了解决上述问题，本技术提供了一种智能节能插座，采用专为住宅用单相电能表或智能插座设计的集成芯片HLW8012，准确的实现对家用电器用电情况的计量，并结合单片机技术和无线通信技术，可远程控制插座对家用电器的智能开启或关闭。(二)技术方案一种智能节能插座，包括电能计量模块、控制器模块、LCD显示模块、继电器模块、无线通信模块和电源供电模块；所述电能计量模块与所述控制器模块相连接，测量家用电器负载的电流有效值、电压有效值和功率；所述控制器模块读取所述电能计量模块测量的家用电器负载电流有效值、电压有效值和功率；所述LCD显示模块与所述控制器模块相连接，显示所述电能计量模块测量的家用电器负载电流有效值、电压有效值和功率；所述继电器模块与所述控制器模块相连接，开启或关闭家用电器负载的电源；所述无线通信模块与所述控制器模块相连接，所述控制器模块通过所述无线通信模块将所述继电器模块的开关状态、工作时间及所述电能计量模块测量的家用电器负载电流有效值、电压有效值和功率数据传输给上位机，并接收用户移动终端发送的家用电器负载开启和关闭指令；所述电源供电模块外接AC市电，给其它各模块提供电压。进一步的，所述电源供电模块包括AC-DC转换单元、稳压降压单元和DC-DC转换单元；所述AC-DC转换单元将AC市电的220V转换成12V电源，供给所述继电器模块；所述稳压降压单元将所述12V电源降到5V，供给所述控制器模块和所述电能计量模块；所述DC-DC转换单元将所述12V电源转换为3.3V，供给所述无线通信单元和所述LCD显示单元。再进一步的，所述AC-DC转换单元包括AC-DC芯片、整流器、变压器、电感、第一～第三二极管、第一～第五电容和第一～第八电阻，其中所述AC-DC芯片为8pinSY50103B。再进一步的，所述稳压降压单元选用稳压芯片78L05。再进一步的，所述DC-DC转换单元选用开关型DC-DC变换器AIC1596-33。再进一步的，所述电能计量模块包括电能计量芯片、采样电阻、第六～第九电容和第九～第十七电阻，其中所述电能计量芯片为8pinHLW8012，所述采样电阻为锰铜电阻。再进一步的，所述控制器模块选用8位单片机NEC9234。再进一步的，继电器模块选用规格为12V10A的继电器。再进一步的，所述无线通信模块选用VT6656WiFi模块。再进一步的，所述LCD显示模块选用20pinLCD12864HZ液晶显示器。(三)有益效果本技术提供了一种智能节能插座，采用专为住宅用单相电能表或智能插座设计的集成芯片HLW8012，准确的实现对家用电器用电情况的计量，并结合单片机技术和无线通信技术，可远程控制插座对家用电器的智能开启或关闭，节约了电能，延长了家用电器使用寿命，提升了便捷性，其结构简单，体积小巧，成本低廉，系统功耗低，测量精度高，可靠性和稳定性好，具有良好的可扩展性。附图说明图1为本技术所涉及的一种智能节能插座的系统结构框图。图2为本技术所涉及的一种智能节能插座的电源供电单元结构框图。图3为本技术所涉及的一种智能节能插座的AC-DC转换单元电路原理图。图4为本技术所涉及的一种智能节能插座的电能计量模块电路原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术所涉及的实施例做进一步详细说明。如图1所示，一种智能节能插座，包括电能计量模块、控制器模块、LCD显示模块、继电器模块、无线通信模块和电源供电模块；电能计量模块与控制器模块相连接，测量家用电器负载的电流有效值、电压有效值和功率；控制器模块读取电能计量模块测量的家用电器负载电流有效值、电压有效值和功率；LCD显示模块与控制器模块相连接，显示电能计量模块测量的家用电器负载电流有效值、电压有效值和功率；继电器模块与控制器模块相连接，开启或关闭家用电器负载的电源；无线通信模块与控制器模块相连接，控制器模块通过无线通信模块将继电器模块的开关状态、工作时间及电能计量模块测量的家用电器负载电流有效值、电压有效值和功率数据传输给上位机，并接收用户移动终端发送的家用电器负载开启和关闭指令；电源供电模块外接AC市电，给其它各模块提供电压。如图2所示，电源供电模块包括AC-DC转换单元、稳压降压单元和DC-DC转换单元；AC-DC转换单元将AC市电的220V转换成12V电源，供给继电器模块；稳压降压单元将12V电源降到5V，供给控制器模块和电能计量模块；DC-DC转换单元将12V电源转换为3.3V，供给无线通信单元和LCD显示单元。如图3所示，AC-DC转换单元包括AC-DC芯片U1、整流器DB1、变压器T1、电感L1、二极管D1～D3、电容C1～C5和电阻R1～R8，其中AC-DC芯片U1为8pinSY50103B。稳压降压单元选用稳压芯片78L05。DC-DC转换单元选用开关型DC-DC变换器AIC1596-33。将交流220V经AC-DC转换成12V电源，采用SY50103B芯片，可以提供1A的电流，纹波控制在100mV以内。开关电源的优势在于功率小，转换效益高，同时体积也小，适合放入较小体积的插座内。由于单片机和电能计量芯片需提供5V电源，而无线通信模块和LCD显示模块采用的是3.3V电源供电，所以12V电源出来之后，分为两路，一路使用稳压芯片78L05，将电源降到5V，给单片机和电能计量芯片提供电源；另一路采用DC-DC芯片，将12V转为3.3V给无线通信模块提供电源。如图4所示，电能计量模块包括电能计量芯片U2、采样电阻Ri、电容C6～C9和电阻R9～R17，其中电能计量芯片U2为8pinHLW8012，采样电阻Ri为锰铜电阻。HLW8012是专为住宅用单相电能表或智能插座设计的一款集成芯片，可精确测量电流有效值IRMS、电压有效值VRMS、有功功率和电量。HLW8012内部由2个可编程增益放大器、2个Δ-Σ调制器、配套的高速滤波器、功率计算、功率监测、串行接口及相应功能寄存器等组成。两个可编程放大器采集电压和电流数据，Δ-Σ调制器对模拟量采样处理，滤取可用电压和电流数字信号，并将计算的功率值、电压有效值和电流有效值通过脉冲指示方式对外输出。HLW8012的V1P和V1N引脚输入电流信号波，电流通道集成一个固定增益放大器，允许的最大差分输入信号为±43.75mV，电压通道允许的最大输入信号是±700mV。HLW8012芯片的脉冲输出频率与有功能量成正比。电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能节能插座，其特征在于：包括电能计量模块、控制器模块、LCD显示模块、继电器模块、无线通信模块和电源供电模块；所述电能计量模块与所述控制器模块相连接，测量家用电器负载的电流有效值、电压有效值和功率；所述控制器模块读取所述电能计量模块测量的家用电器负载电流有效值、电压有效值和功率；所述LCD显示模块与所述控制器模块相连接，显示所述电能计量模块测量的家用电器负载电流有效值、电压有效值和功率；所述继电器模块与所述控制器模块相连接，开启或关闭家用电器负载的电源；所述无线通信模块与所述控制器模块相连接，所述控制器模块通过所述无线通信模块将所述继电器模块的开关状态、工作时间及所述电能计量模块测量的家用电器负载电流有效值、电压有效值和功率数据传输给上位机，并接收用户移动终端发送的家用电器负载开启和关闭指令；所述电源供电模块外接AC市电，给其它各模块提供电压。

【技术特征摘要】
1.一种智能节能插座，其特征在于：包括电能计量模块、控制器模块、LCD显示模块、继电器模块、无线通信模块和电源供电模块；所述电能计量模块与所述控制器模块相连接，测量家用电器负载的电流有效值、电压有效值和功率；所述控制器模块读取所述电能计量模块测量的家用电器负载电流有效值、电压有效值和功率；所述LCD显示模块与所述控制器模块相连接，显示所述电能计量模块测量的家用电器负载电流有效值、电压有效值和功率；所述继电器模块与所述控制器模块相连接，开启或关闭家用电器负载的电源；所述无线通信模块与所述控制器模块相连接，所述控制器模块通过所述无线通信模块将所述继电器模块的开关状态、工作时间及所述电能计量模块测量的家用电器负载电流有效值、电压有效值和功率数据传输给上位机，并接收用户移动终端发送的家用电器负载开启和关闭指令；所述电源供电模块外接AC市电，给其它各模块提供电压。2.根据权利要求1所述的一种智能节能插座，其特征在于：所述电源供电模块包括AC-DC转换单元、稳压降压单元和DC-DC转换单元；所述AC-DC转换单元将AC市电的220V转换成12V电源，供给所述继电器模块；所述稳压降压单元将所述12V电源降到5V，供给所述控制器模块和所述电能计量模块；所述DC-DC转换单元将所述12V电源转换为3.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：施卫杰，
申请(专利权)人：湖州灵感电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33