自供电智能安全监测插座制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自供电智能安全监测插座，包括电磁换能器、自供电电源管理模块、WIFI通信模块、电流电压检测模块、控制执行电路模块和低功耗微控制模块；电磁换能器采用非接触式采集电能，供电路工作；自供电电源管理模块用于电量储放；WIFI通信模块用于与远端控制器进行通信，低功耗微控制模块响应外部控制端的命令对控制执行电路模块进行控制；控制执行电路模块用于控制电源通断，电流电压检测模块用于对用电设备的电流电压进行采集，微控制模块根据采集到的电流电压计算得到实时功率数据。本实用新型专利技术对用电器的实时用电情况进行监测，为设备的工作时间计时提供了依据，能检测出用电器漏电故障，在实现低功耗的同时也保证了该实用新型专利技术的安全性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
自供电智能安全监测插座
本技术涉及一种插座，具体涉及一种自供电智能安全监测插座。
技术介绍
近年来，随着校园实验室和各大研究所电子仪器等贵重实验设备数量的增多，实验室用电设备耗电量较大，由于忘记关闭用电器的所造成的安全事故以及浪费现象严重，当前实验室的用电设备除了基本的用电保护，基本没有一个集中的管理系统，特别是对于可移动的插座型设备，如电脑、示波器、打印机等大型贵重实验设备，很难进行集中管理，尤其是学校的学生开放实验室，其学生流动性大，同时缺乏管理，由于忘关电器所造成的电能浪费和安全隐患屡见不鲜。如果人工去检查，耗时耗力，效率低。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种自供电智能安全监测插座。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的，自供电智能安全监测插座，包括电磁换能器、自供电电源管理模块、WIFI通信模块、电流电压检测模块、控制执行电路模块和低功耗微控制模块；电磁换能器与自供电电源管理模块连接，自供电电源管理模块分别为电流电压检测模块、WIFI通信模块、低功耗微控制模块供电，WIFI通信模块、电流电压检测模块分别与低功耗微控制模块连接，控制执行电路模块与低功耗微控制模块连接；所述电磁换能器采用非接触式采集电能，供电路工作；所述自供电电源管理模块用于电量储放；所述WIFI通信模块用于与远端控制器进行通信，低功耗微控制模块响应外部控制端的命令对控制执行电路模块进行控制；控制执行电路模块用于控制电源通断；所述电流电压检测模块用于对用电设备的电流电压进行采集，微控制模块根据采集到的电流电压计算得到实时功率数据。进一步，所述低功耗微控制模块包括微控制器及其外围电路。进一步，所述WIFI模块包括芯片U3，所述芯片U3的21脚、20脚分别与微控制器连接。进一步，所述控制执行电路模块包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R4、电阻R6、电阻R7、二极管D1的继电器U4，所述电阻R4并联于三极管Q1的发射极与基极之间，三极管Q1的发射极接3.3V电源，三极管Q1的基极通过电阻R6与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的基极通过电阻R7与微控制器连接，三极管Q2的发射极接地，三极管Q1的集电极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极接地，二极管并联于继电器U4的线圈两端。进一步，所述电流电压检测模块包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R16、放大器U6、二极管D2～D5和电容C13，所述电阻R10用于并联于电压传感器或电流传感器输出侧两端，电阻R10的一端通过电阻R9与放大器U6的反向输入端连接，电阻R10的另一端通过电阻R11与放大器U6的正向输入端连接，放大器U6的正向输入端经电阻R12接地，放大器U6的反向输入端经电阻R8与放大器U6的输出端连接，放大器U6的输出端分别与二极管D2的正极、二极管D3的负极、二极管D4的正极、二极管D5的负极连接，二极管D3的正极、二极管D5的正极接地，二极管D2的负极、二极管D4的负极分别与微控制器连接，二极管D2的负极经电容C13接地，电阻R16并联于电容C13的两端。进一步，该插座还包括温度检测模块，所述温度检测模块与低功耗微控制模块连接。进一步，所述电磁换能器包括依次连接的磁能转化线圈、阻抗匹配电路、转换电路、整流滤波电路、能量存储电路和LDO电路，该插座还包括过压保护电路，过压保护电路并联于LDO电路的两端。进一步，所述磁能转化线圈包括环形磁芯和环绕于磁芯上的线圈绕阻。进一步，所述转换电路为一并联于线圈绕阻两端的电容，所述阻抗匹配电路为一并联于转换电路两端的电容，所述能量存储电路为一并联于阻抗匹配电路两端的电容。由于采用了上述技术方案，本技术具有如下的优点：(1)实时监控，远程控制，节能减排，完善规范管理制度，降低安全事故的发生概率，实现可行高效的规范化管理，信息化管理。(2)自供能，无须担心续航，体积小巧，即插即用。(3)一方面非接触式电流采集技术，另一方面对用电器的实时功率大小进行检测，为设备的工作时间计时提供了依据，同时也可以有效的检测出用电器漏电故障，在实现低功耗的同时也保证了该技术的安全性和稳定性。(4)温度、电流、功耗等多参数传感，确保电路控制的准确性。附图说明为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步的详细描述，其中：图1为WIFI通信模块电路图；图2为控制执行模块电路图；图3为电流电压检测模块电路图；图4为电源模块电路图；图5为电磁换能器框图；图6为线圈示意图；图7为电磁换能器的等效电路示意图；图8为本技术的原理框图；其中，1、导线，2、磁芯，3、线圈绕阻。具体实施方式以下将结合附图，对本技术的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本技术，而不是为了限制本技术的保护范围。本技术通过使用非接触式电流采集技术，存储能量给低功耗微控制模块供电，同时实时监测实验室用电设备的用电状态、电流情况，工作温度等信息，通过物联网云平台将数据传送至客户端,实验室管理者可通过手机APP、电脑、监控大屏等远程查看设备的运行和使用情况，并可根据实际情况远程关闭违规使用的仪器等，从而实现科学、高效、安全的管理，达到节能减排以及规范学生行为的效果。具体地，如图8所示，自供电智能安全监测插座，包括电磁换能器、自供电电源管理模块、WIFI通信模块、电流电压检测模块、控制执行电路模块和低功耗微控制模块；电磁换能器与自供电电源管理模块连接，自供电电源管理模块分别为电流电压检测模块、WIFI通信模块、低功耗微控制模块供电，WIFI通信模块、电流电压检测模块分别与低功耗微控制模块连接，控制执行电路模块与低功耗微控制模块连接；所述电磁换能器采用非接触式采集电能，供电路工作；所述自供电电源管理模块用于电量储放；所述WIFI通信模块用于与远端控制器进行通信，低功耗微控制模块响应外部控制端的命令对控制执行电路模块进行控制；控制执行电路模块用于控制电源通断；所述电流电压检测模块用于对用电设备的电流电压进行采集，微控制模块根据采集到的电流电压计算得到实时功率数据。所述微控制模块包括微控制器及其外围电路，微控制器选型：msp430f5529。WIFI通信模块：ESP8266芯片，是一个完整且自成体系的WiFi网络解决方案，能够独立运行，也可以作为slave搭载于其他Host运行。ESP8266尺寸为5x5mm，ESP8266模组需要的外围器件有：10个电阻电容电感、1个无源晶振、1个flash。工作温度范围：-40～125℃。可以连入WIFI无线网络，接收网络命令并发给微控制模块，实现智能插座的控制与监测。如图2所示，所述控制执行电路模块包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R4、电阻R6、电阻R7、二极管D1的继电器U4，所述电阻R4并联于三极管Q1的发射极与基极之间，三极管Q1的发射极接3.3V电源，三极管Q1的基极通过电阻R6与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的基极通过电阻R7与微控制器连接，三极管Q2的发射极接地，三极管Q1的集电极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极接地，二极管并联于继电器U4的线圈两端。主电路控制模块使用SRD-05VDC-SL-C继电器控制高本文档来自技高网...

【技术保护点】
自供电智能安全监测插座，其特征在于：包括电磁换能器、自供电电源管理模块、WIFI通信模块、电流电压检测模块、控制执行电路模块和低功耗微控制模块；电磁换能器与自供电电源管理模块连接，自供电电源管理模块分别为电流电压检测模块、WIFI通信模块、低功耗微控制模块供电，WIFI通信模块、电流电压检测模块分别与低功耗微控制模块连接，控制执行电路模块与低功耗微控制模块连接；所述电磁换能器采用非接触式采集电能，供电路工作；所述自供电电源管理模块用于电量储放；所述WIFI通信模块用于与远端控制器进行通信，低功耗微控制模块响应外部控制端的命令对控制执行电路模块进行控制；控制执行电路模块用于控制电源通断；所述电流电压检测模块用于对用电设备的电流电压进行采集，微控制模块根据采集到的电流电压计算得到实时功率数据。

【技术特征摘要】
1.自供电智能安全监测插座，其特征在于：包括电磁换能器、自供电电源管理模块、WIFI通信模块、电流电压检测模块、控制执行电路模块和低功耗微控制模块；电磁换能器与自供电电源管理模块连接，自供电电源管理模块分别为电流电压检测模块、WIFI通信模块、低功耗微控制模块供电，WIFI通信模块、电流电压检测模块分别与低功耗微控制模块连接，控制执行电路模块与低功耗微控制模块连接；所述电磁换能器采用非接触式采集电能，供电路工作；所述自供电电源管理模块用于电量储放；所述WIFI通信模块用于与远端控制器进行通信，低功耗微控制模块响应外部控制端的命令对控制执行电路模块进行控制；控制执行电路模块用于控制电源通断；所述电流电压检测模块用于对用电设备的电流电压进行采集，微控制模块根据采集到的电流电压计算得到实时功率数据。2.根据权利要求1所述的自供电智能安全监测插座，其特征在于：所述低功耗微控制模块包括微控制器及其外围电路。3.根据权利要求2所述的自供电智能安全监测插座，其特征在于：所述WIFI模块包括芯片U3，所述芯片U3的21脚、20脚分别与微控制器连接。4.根据权利要求2所述的自供电智能安全监测插座，其特征在于：所述控制执行电路模块包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R4、电阻R6、电阻R7、二极管D1的继电器U4，所述电阻R4并联于三极管Q1的发射极与基极之间，三极管Q1的发射极接3.3V电源，三极管Q1的基极通过电阻R6与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的基极通过电阻R7与微控制器连接，三极管Q2的发射极接地，三极管Q1的集电极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极接地，二极管并联于继电器U4的线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆晶，张润，余翔，郭方，王福海，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：新型
国别省市：重庆,50