一种智能开关控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电器技术领域，特别是一种电源插接件。
【背景技术】
[0002]近年来，随着网络技术的日趋成熟和发展，智能家居的概念已经逐渐被人们所认识和接受，然而智能家电在给人们带来舒适便捷的同时，也在不知不觉中消耗着电能。据中国节能产品认证中心(CECP)调查显示，空调每年待机能耗约达到30亿度以上，饮水机一年的待机能耗达到137亿度等。在平均待机能耗占家庭总能耗10%的情况下，更换现有电器设备来使用绿色节能电器的做法得不偿失，因此在不影响生活质量的前提下，通过增加认知模块的智能化操作来代替机器智能化的使用方案应运而生，例如智能开关的开发等。
[0003]目前外市场上出现的智能开关有传感式(光控、声控、温控)智能开关、可定时式智能开关、永磁式开关以及漏电保护开关等，这些智能开关应用在不同的领域中，能够起到自动控制电器设备接通和关断电源的目的；然而这些智能开关的功能都较为单一，智能化程度不高，交互性不足，存在着使用面窄、可控性差的局限性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种智能开关控制器，它能够智能控制电器设备通断电，不仅能够对电器设备本身进行监测，还能够与人进行交互，从而使电器设备在处于待机状态或无人使用的情况下自动切断电源，减少电能的浪费。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
[0006]—种智能开关控制器，包括壳体，所述壳体的前侧壁上设置有插座，壳体的后侧壁上设置有插头，壳体内设置有输入端连接插头、输出端连接插座的控制电路；所述控制电路包括微处理器、电源转换模块、电能计量模块、人体红外监测模块以及继电器组，所述电源转换模块的输入端连接插头，电源转换模块的输出端分别与微处理器、电能计量模块和人体红外监测模块连接；所述电能计量模块连接在插头与继电器组之间，电能计量模块的输出端连接微处理器的信号输入端；所述微处理器的信号输入端还与人体红外监测模块连接，微处理器的输出端连接继电器组的受控端，继电器组的常开触点串接在电能计量模块与插座之间。
[0007]上述智能开关控制器，所述壳体内还设置有与微处理器信号输入端连接的声音检测模块。
[0008]上述智能开关控制器，所述微处理器通过设置在壳体内的ZIGBEE终端模块与云端服务器进行数据传输。
[0009]上述智能开关控制器，所述电源转换模块包括依次连接的降压变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路。
[0010]由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得的技术进步如下。
[0011 ] 本实用新型不仅可以通过对电器设备自身的工作状态进行检测，以便在电器设备处于待机状态时及时切断电源；还可以通过红外探测技术判断用户是否正在使用电器，若用户不在电器使用范围内，但电器却处于正常工作状态，也会自动切断电源，实现电能的零损耗。本实用新型的壳体内设置有电源转换模块，能够为盒体内的其他模块供电，无需第三方供电，使用和携带均很方便。本实用新型的应用，可在不需要利用大成本的更换现有家电的情况下，以认知模块的智能化操作代替机器的智能化，实现节能减排。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的电原理框图；
[0013]图2为本实用新型电气原理图；
[0014]图3为本实用新型的外观结构示意图。
[0015]图中各标号表不为:1.壳体，2.插座，3.天线。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0017]本实用新型的结构如图3所示，包括壳体I，壳体的前侧壁上设置有插座2，壳体的后侧壁上设置有插头，壳体内设置有控制电路，控制电路的输入端连接插头，控制电路输出端的连接插座；控制电路用于对用户是否正在使用电器设备或者电器设备是否处于待机状态进行信息采集，并根据采集的信息控制电器设备的通断电。
[0018]控制电路包括微处理器、ZIGBEE终端模块、电源转换模块、电能计量模块、声音检测模块、人体红外监测模块以及继电器组，各模块之间的连接关系如图1所示。
[0019]电源转换模块的输入端连接插头，电源转换模块的输出端分别与微处理器、电能计量模块、声音检测模块、ZIGBEE终端模块和人体红外监测模块连接，用于将220V的交流电压转换成5V直流电，为其他模块供电。本实用新型中，电源转换模块包括依次连接的降压变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路；具体到本实施例，降压变压器采用NLT-PQ-4-10变压器，整流电路为桥式整流电路，滤波电路为电容滤波，稳压电路主芯片采用三端集成稳压管LMl 17H。电源转换模块的工作原理为:220V交流电经过降压变压器降压之后变成9V的交流电，然后经过桥式整流电路整流、电容滤波和三端集成稳压管LMl 17H稳压后，输出稳定的5V直流电。
[0020]电能计量模块连接在插头与继电器组之间，电能计量模块的信号输出端连接微处理器的信号输入端。电能计量模块相当于一个单相电子式电能表，用于对电器设备的电压、电流以及功率进行监测，并将检测结果传输给微处理器，本实施例中电能计量模块的主芯片为 HLW8012。
[0021]人体红外监测模块用于对电器设备周围是否有使用者进行判断，并将采集的信息发送给微处理器。本实施例中，人体红外监测模块采用DYP-ME003热释电传感器，热释电传感器是对温度敏感的传感器，由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在传感器监测范围内温度有Λ T的变化时，热释电效应会在两个电极上产生电荷Λ Q，即在电极之间产生一微弱的电压Λ V。由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换，热释电效应所产生的电荷Λ Q会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度有差别，产生AT，则有Δ T输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出。
[0022]声音检测模块用于检测电器设备周围环境声音的有无和判断声音强度的大小，并将采集的信息发送给微处理器。本实施例中，声音检测模块的主芯片采用LM368，LM368是一种音频集成功率放大器，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点。
[0023]微处理器的信号输入端分别与人体红外监测模块、声音检测模块连接，微处理器的输出端连接继电器组的受控端，继电器组的常开触点串接在电能计量模块与插座之间。微处理器根据电能计量模块、人体红外监测模块和声音检测模块采集的数据判断电器设备周围是否存在使用者，并向继电器组发出控制信号，控制电器设备的通断电。本实施例中，微处理器采用STM32F103单片机，STM32F103与其他模块的连接关系如图2所示，具体为:STM32F103的PBl信号输入端口连接人体红外监测模块的输出端；STM32F103的PBO信号输入端口连接声音检测模块的输出端；STM32F103的串口端PB10、PBll分别与电能计量模块的RX1、TXl信号端连接，进行数据传输。
[0024]微处理器还与ZIGBEE终端模块通信，通过ZIGBEE终端模块和设置在壳体上的天线3将采集的数据传输给云端服务器，ZIGBEE终端模块通过2.4GHz频率的信号进行低功率数据传输。本实施例中，微处理器STM32F103的PA9、PAlO串口端连接ZIGBEE终端模块的P0.2和P0.3通信端口。
[0025]继电器组包含多个继电器，每个继电器对应壳体前侧面设置的一个插座。继电器的线圈连接在微处理器的输出端和地之间，继电器的两个常开触点串接在交流电源和电器设备之间；当继电器线圈得电时，常开触点闭合，电器设备得电。
[0026]本实用新型使用时，只需将插头插入普通插座，与220V交流电压相连，再将电器设备的插头插入插座中，就可以实现认知模块的智能化操作。其工作原理为:各模块从电源转换模块的输出端获得稳定电源后开始正常工作；当人体红外监测感应模块和声音检测模块检测到电器设备附近无人时，输出高电平；在此期间，电能计量模块持续进行电能计量，并将数据传输给微处理器；微处理器将电能计量模块采集的数据存储到单片机的FLASH中，同时还将数据通过ZIGBEE终端模块传输到云端服务器，进行数据分析。微处理器根据采集的信息判断某一电器设备是否处于待机损耗状态或正常工作却无人使用状态，并通过I/O 口控制继电器的开启或关闭，从而实现对电器设备通断电的控制。
[0027]本实用新型的壳体内还可设置温度传感器、烟雾报警器等功能模块，可扩展性强。
【主权项】
1.一种智能开关控制器，包括壳体，其特征在于:所述壳体的前侧壁上设置有插座，壳体的后侧壁上设置有插头，壳体内设置有输入端连接插头、输出端连接插座的控制电路；所述控制电路包括微处理器、电源转换模块、电能计量模块、人体红外监测模块以及继电器组，所述电源转换模块的输入端连接插头，电源转换模块的输出端分别与微处理器、电能计量模块和人体红外监测模块连接；所述电能计量模块连接在插头与继电器组之间，电能计量模块的输出端连接微处理器的信号输入端；所述微处理器的信号输入端还与人体红外监测模块连接，微处理器的输出端连接继电器组的受控端，继电器组的常开触点串接在电能计量模块与插座之间。2.根据权利要求1所述的智能开关控制器，其特征在于:所述壳体内还设置有与微处理器信号输入端连接的声音检测模块。3.根据权利要求2所述的智能开关控制器，其特征在于:所述微处理器通过设置在壳体内的ZIGBEE终端模块与云端服务器进行数据传输。4.根据权利要求1至3任一项所述的智能开关控制器，其特征在于:所述电源转换模块包括依次连接的降压变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路。
【专利摘要】一种智能开关控制器，包括壳体，壳体前侧壁上设置有插座，壳体后侧壁上设置有插头，壳体内设置有输入端连接插头、输出端连接插座的控制电路；控制电路包括微处理器、电源转换模块、电能计量模块、人体红外监测模块以及继电器组，电能计量模块连接在插头与继电器组之间，电能计量模块的输出端连接微处理器的信号输入端；微处理器的信号输入端还与人体红外监测模块连接，微处理器的输出端连接继电器组的受控端，继电器组的常开触点串接在电能计量模块与插座之间。本实用新型不仅能够对电器设备本身进行监测，还能够与人进行交互，从而使电器设备处于待机状态或正常工作却无人使用时自动切断电源，减少了电能的浪费。
【IPC分类】H01R31/06, H01R13/66, H01R13/70
【公开号】CN204858163
【申请号】CN201520582123
【发明人】李保罡, 丁敏, 王聪聪, 裴浩洋
【申请人】华北电力大学（保定）
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月5日