集成测控智能插座制造技术

本实用新型专利技术涉及集成测控技术领域，是一种集成测控智能插座，其包括插座本体，设在插座本体上的信号采集模块、集中处理模块、电源模块、通信模块和外设功能扩展模块，信号采集模块包括电压采集电路、电流采集电路、AD采样单元和温湿度检测电路；外设功能扩展模块包括继电器控制电路、PWM控制电路、按键单元、USB充电接口电路、LCD显示单元和蜂鸣报警电路。通过对各路电压、电流信号进行实时采样、分析准确得出每路用电设备的电流、电压和用电量信息并根据用户需求记录存储、LCD显示；功能设置接口界面与本地IHD相结合可为用户服务，具有安全报警功能，对用电存在的安全隐患预警并可自动切断电源，有效保护用户的生命财产安全。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成测控
，是一种集成测控智能插座。
技术介绍
近年来，随着科学水平的进步以及社会生活条件逐步改善，人们对家庭生活质量的要求也越来越高，智能家居以及相应电力系统设计已必不可免。作为智能家居系统中必不可少的部分，智能插座直接为家庭用电设备提供电力并可根据用户需求进行相应管理。RS485通信技术是一种多点差分数据传输的技术，现如今成为了业界应用最为广泛的标准通信接口之一，这种通信接口允许在简单的一对双绞线上进行多点双向通信，它所具有的噪声抑制能力、数据传输速率和传输准确率很高，适用于智能插座与本地IHD之间的信息传输。有些智能插座虽然能够实现用电设备的定时通断以及与本地IHD双向通信功能，但很少会对插座所连接用电设备的用电情况进行测量、记录存储、显示与上报。因此无法为用户提供足够的用电信息，无法对在设备出现用电隐患的情况下及时报警和保护电器设备。
技术实现思路
本技术提供了一种集成测控智能插座，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的智能插座不能对用电设备的用电情况进行测量、记录存储、显示与上报的问题以及在用电设备出现用电隐患的情况下不能及时报警和保护用电设备的问题。本技术的技术方案是通过以下措施来实现的：一种集成测控智能插座，包括插座本体，还包括设在插座本体上的信号采集模块、集中处理模块、电源模块、通信模块和外设功能扩展模块，所述的信号采集模块包括电压采集电路、电流采集电路、AD采样单元和温湿度检测电路；外设功能扩展模块包括继电器控制电路、PWM控制电路、按键单元、USB充电接口电路、LCD显示单元和蜂鸣报警电路；电流采样电路的输入端与220V交流电的第一输出端电连接，电压采样电路的输入端与220V交流电的第二输出端电连接，电源模块的输入端与220V交流电的第三输出端电连接，电源模块的输出端分别与信号采样模块的输入端、集中处理模块的输入端、外设功能扩展模块的输入端和通信模块的输入端电连接，电流采样电路的输出端与AD采样单元的第一输入端电连接，电压采样电路的输出端与AD采样电路的第二输入端电连接，AD采样单元的输出端与集中处理模块的第一输入端电连接，温湿度检测电路与集中处理模块的第一I/O接口电连接，通信模块与集中处理模块的第二I/O接口电连接，按键单元与集中处理模块的第三I/O接口电连接，USB充电单元与集中处理模块的第四I/O接口电连接，集中处理模块的第一输出端与继电器控制电路的输入端电连接，集中处理模块的第二输出端与PWM控制电路的输入端电连接，集中处理模块的第三输出端与LCD显示单元的输入端电连接，集中处理模块的第四输出端与蜂鸣报警电路的输入端电连接。下面是对上述技术技术方案的进一步优化或/和改进：上述还可包括过零检测电路，过零检测电路的输入端与220V交流电的第四输出端电连接，过零检测电路的输出端与集中处理电路的第二输入端电连接。上述通信模块可为RS485通信单元。上述继电器控制电路主要可包括继电器驱动电路、三极管、继电器、二极管和相应的电阻，继电器驱动电路的输入端电连接有第一电阻，继电器驱动电路的输出端与第二电阻电连接，第二电阻的输出端与三极管电连接，三极管的输入端还并接有第三电阻，三极管的输出端与二极管并联后与继电器的输入端电连接，继电器的输出端电连接有负载。上述USB充电接口电路可包括两路充电接口。本技术采样电路对智能插座各路电压、电流信号进行实时采样，再经由集中处理模块对采样数据进行运算分析，准确得出每路用电设备的电流、电压和用电量信息并对处理得到的数据根据用户需求记录存储、LCD显示或向本地IHD上报。本技术通过RS485的通信方式实现插座与本地IHD之间双向通信，发送用电信息的同时可接受并执行本地IHD发送的多种控制命令；良好的外设功能扩展模块设置接口界面与本地IHD相结合可为用户提供更为方便和多样的服务，具有安全报警功能，对用电存在的安全隐患预警并在出现问题时可自动切断电源，有效保护用户的生命财产安全。通过对各路接口提供继电器通断控制电路，结合本地IHD与插座功能设置接口极大丰富了智能插座的功能。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的过零检测电路和PWM输出控制电路。图3为本技术电压信号采样电路。图4为本技术的电流信号采样电路。图5为本技术的RS485通讯模块。图6为本技术的继电器控制电路。具体实施方式本技术不受下述实施例的限制，可根据本技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。在本技术中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。下面结合实施例及附图对本技术作进一步描述：如附图1、2所示，一种集成测控智能插座，包括插座本体，还包括设在插座本体上的信号采集模块、集中处理模块、电源模块、通信模块和外设功能扩展模块，所述的信号采集模块包括电压采集电路、电流采集电路、AD采样单元和温湿度检测电路；外设功能扩展模块包括继电器控制电路、PWM控制电路、按键单元、USB充电接口电路、LCD显示单元和蜂鸣报警电路；电流采样电路的输入端与220V交流电的第一输出端电连接，电压采样电路的输入端与220V交流电的第二输出端电连接，电源模块的输入端与220V交流电的第三输出端电连接，电源模块的输出端分别与信号采样模块的输入端、集中处理模块的输入端、外设功能扩展模块的输入端和通信模块的输入端电连接，电流采样电路的输出端与AD采样单元的第一输入端电连接，电压采样电路的输出端与AD采样电路的第二输入端电连接，AD采样单元的输出端与集中处理模块的第一输入端电连接，温湿度检测电路与集中处理模块的第一I/O接口电连接，通信模块与集中处理模块的第二I/O接口电连接，按键单元与集中处理模块的第三I/O接口电连接，USB充电单元与集中处理模块的第四I/O接口电连接，集中处理模块的第一输出端与继电器控制电路的输入端电连接，集中处理模块的第二输出端与PWM控制电路的输入端电连接，集中处理模块的第三输出端与LCD显示单元的输入端电连接，集中处理模块的第四输出端与蜂鸣报警电路的输入端电连接。这里，集中处理模块为现有公知技术，采用型号为STM8S207CB的单片机芯片，该芯片具有128KB的Flash存储空间、6KB内部RAM以及2KB的EEPROM存储空间，对于普通的用户信息、参数设置及用电数据存储已经足够，无需外接存储设备。LCD显示单元通过I2C进行通信控制。温湿度检测模块用于周围环境异常监测；蜂鸣报警电路会在电气设备过流、过载及周围环境异常情况下发出警告，也可根据用户的设置给出提示音；其中温湿度传感器采用低功耗温湿度传感器，数字输出，具有I2C接口。典型湿度测量范围达到0至80%，典型温度测量范围达到-40℃至80℃，典型状态下，湿度测量精度误差为±2%，温度测量精度误差为±0.3℃。该温湿度传感器的信号输出直接到单片机内部，单片机会针对温湿度传感器所传输的温湿度数据做出判断，当出现危险情况是，将会通过蜂鸣报警电路进行预警。同时蜂鸣报警电路还可以根据用户需求设置定时提醒。按键单元的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成测控智能插座，包括插座本体，其特征在于还包括设在插座本体上的信号采集模块、集中处理模块、电源模块、通信模块和外设功能扩展模块，所述的信号采集模块包括电压采集电路、电流采集电路、AD采样单元和温湿度检测电路；外设功能扩展模块包括继电器控制电路、PWM控制电路、按键单元、USB充电接口电路、LCD显示单元和蜂鸣报警电路；电流采样电路的输入端与220V交流电的第一输出端电连接，电压采样电路的输入端与220V交流电的第二输出端电连接，电源模块的输入端与220V交流电的第三输出端电连接，电源模块的输出端分别与信号采样模块的输入端、集中处理模块的输入端、外设功能扩展模块的输入端和通信模块的输入端电连接，电流采样电路的输出端与AD采样单元的第一输入端电连接，电压采样电路的输出端与AD采样电路的第二输入端电连接，AD采样单元的输出端与集中处理模块的第一输入端电连接，温湿度检测电路与集中处理模块的第一I/O接口电连接，通信模块与集中处理模块的第二I/O接口电连接，按键单元与集中处理模块的第三I/O接口电连接，USB充电单元与集中处理模块的第四I/O接口电连接，集中处理模块的第一输出端与继电器控制电路的输入端电连接，集中处理模块的第二输出端与PWM控制电路的输入端电连接，集中处理模块的第三输出端与LCD显示单元的输入端电连接，集中处理模块的第四输出端与蜂鸣报警电路的输入端电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种集成测控智能插座，包括插座本体，其特征在于还包括设在插座本体上的信号采集模块、集中处理模块、电源模块、通信模块和外设功能扩展模块，所述的信号采集模块包括电压采集电路、电流采集电路、AD采样单元和温湿度检测电路；外设功能扩展模块包括继电器控制电路、PWM控制电路、按键单元、USB充电接口电路、LCD显示单元和蜂鸣报警电路；电流采样电路的输入端与220V交流电的第一输出端电连接，电压采样电路的输入端与220V交流电的第二输出端电连接，电源模块的输入端与220V交流电的第三输出端电连接，电源模块的输出端分别与信号采样模块的输入端、集中处理模块的输入端、外设功能扩展模块的输入端和通信模块的输入端电连接，电流采样电路的输出端与AD采样单元的第一输入端电连接，电压采样电路的输出端与AD采样电路的第二输入端电连接，AD采样单元的输出端与集中处理模块的第一输入端电连接，温湿度检测电路与集中处理模块的第一I/O接口电连接，通信模块与集中处理模块的第二I/O接口电连接，按键单元与集中处理模块的第三I/O接口电连接，USB充电单元与集中处理模块的第四I/O接口电连接，集中处理模块的第一输出端与继电器控制电路的输入端电连接，集中处理模块的第二输出端与PWM控制电路的输入端电连接，集中处理模块的第三输出端与LCD显示单元的输入端电连接，集中处理模块的第四输出端与蜂鸣报警电路的输入端电连接。2.根据权利要求1所述的集成测控智能插座，其特征在于还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建文，滕召胜，宋俊皓，赵梅芳，李发亮，李君芝，冉懿，杨胜东，
申请(专利权)人：国网新疆电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：新疆;65