用于家用電器的插座的制作方法

本實用新型涉及插座技術領域，尤其涉及一種用于家用電器的插座。

背景技術：

目前市場上的智能插座大部分采用wifi通信方式，其通信距離與信號強度都具有一定局限性，且都要求安裝環境中必須存在wifi網絡。目前市場上的智能插座大部分不帶電壓、電流、功率、以及電量監測功能，且即使具有個別此類功能，功能不全面，精度也不高，只能用作參考。目前市場上智能插座大部分通過繼電器來控制用電器的開關，只能單純控制用電器的電源。

技術實現要素：

本實用新型提供一種用于家用電器的插座，以解決現有技術中的一項或多項缺失。

本實用新型提供一種用于家用電器的插座，包括：采樣單元，用于實時采集家用電器的電壓信號、電流信號及功率信號；MCU處理單元，與所述采樣單元連接，用于處理所述的電壓信號、電流信號及功率信號；無線公網通信單元，與所述MCU處理單元連接，用于將所述插座與服務器和客戶端裝置連接；紅外通信單元，與所述MCU處理單元連接，用于根據所述操控信號和所述MCU處理單元中的家用電器紅外碼庫發射紅外信號至所述家用電器；電源單元，用于分別為所述采樣單元、MCU處理單元、無線公網通信單元及所述紅外通信單元提供電源。

一個實施例中，所述采樣單元為單相交采芯片。

一個實施例中，所述MCU處理單元采用32位Cortex-M4處理器。

一個實施例中，所述無線公網通信單元為CDMA通信模塊。

一個實施例中，上述各實施例的插座還包括：隔離紅外擴展口，用于將所述紅外信號引至插座外部。

一個實施例中，所述電源單元為隔離開關電源。

一個實施例中，上述各實施例的插座還包括：SPI接口，用于使所述MCU處理單元和所述采樣單元通信。

一個實施例中，上述各實施例的插座還包括：UART串行接口，用于使所述MCU處理單元和所述無線公網通信單元通信。

本實用新型實施例的用于家用電器的插座，通過采樣單元實時采集家用電器的電壓信號、電流信號及功率信號，通過MCU處理單元處理采集的電壓信號、電流信號及功率信號，并通過無線公網通信單元將插座與服務器和客戶端裝置連接，能夠實現實時監控家用電器的電壓、電流、功率、電量等信號，采用無線公網通信單元聯網，在距離、信號強度及安裝環境上不受限制。進而通過紅外通信單元140根據客戶端裝置發出的操控信號和MCU處理單元中存儲的家用電器紅外碼庫發射相應的紅外信號至家用電器，能夠達到利用客戶端裝置例如手機方便地操控家用電器的功效。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1是本實用新型實施例的用于家用電器的插座的結構示意圖；

圖2是本實用新型一實施例中的利用隔離開關電源供電的示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。

針對現有智能插座不能同時進行電壓、電流、功率、以及電量監測，通過WiFi通信的通信距離和信號強度受到限制，必須要求安裝環境存在WiFi網絡等問題，本實用新型提供了一種用于家用電器的智能插座，能夠解決上述問題。

圖1是本實用新型實施例的用于家用電器的插座的結構示意圖。如圖1所示，本實用新型實施例的用于家用電器的插座，可包括：采樣單元110、MCU處理單元120、無線公網通信單元130、紅外通信單元140及電源單元150。

采樣單元110用于實時采集家用電器的電壓信號、電流信號及功率信號。MCU處理單元120與所述采樣單元110連接，用于處理所述的電壓信號、電流信號及功率信號。無線公網通信單元130與所述MCU處理單元120連接，用于將所述插座與服務器和客戶端裝置連接。紅外通信單元140與所述MCU處理單元連接，用于根據所述操控信號和所述MCU處理單元中的家用電器紅外碼庫發射紅外信號至所述家用電器。電源單元150用于分別為所述采樣單元、MCU處理單元、無線公網通信單元及所述紅外通信單元提供電源。

該家用電器可以是各種電器，例如空調、熱水器等。該家用電器一般能夠接收紅外信號，并通過紅外信號得以控制。

當家用電器插入本實用新型實施例的插座時，該家用電器與采樣單元110連接，采樣單元110可以獲取該家用電器的電壓、電流、功率等信號。該家用電器的電壓、電流、功率等信號可以通過與MCU處理單元120連接的無線公網通信單元130傳送至客戶端裝置，例如手機，從而可以在客戶端裝置上同時實時查看該家用電器的電壓、電流、功率等信號的情況。該家用電器的電壓、電流、功率等信號可以通過與MCU處理單元120連接的無線公網通信單元130傳送至服務器，例如臺式電腦，該服務器可以對電壓、電流、功率等信號進行各種處理，例如統計、分析、監測，可以計算得到該家用電器實時使用的電量，從而達到監測家用電器電量的目的。

MCU處理單元120可以通過各種現有的MCU芯片實現，例如型號為STM32F401RET6的芯片。MCU處理單元120可以對采樣單元110采集的家用電器的電壓信號、電流信號、功率信號等做必要的處理，以通過無線公網通信單元130傳送至服務器或客戶端裝置。

用戶可以通過客戶端裝置輸入操控家用電器的信號，例如開關、模式選擇、溫度調節等操控信號，操控信號通過無線公網通信單元130傳輸至MCU處理單元120。MCU處理單元120可以存儲有對應各種家用電器的紅外碼庫，從該紅外碼庫可以找到對應操控該家用電器的紅外碼，該紅外碼傳送至紅外通信單元140，紅外通信單元140可以發出相應的紅外信號，該紅外信號例如可被反射至該家用電器，從而實現利用客戶端裝置操控該家用電器。

本實用新型實施例的用于家用電器的插座通過采樣單元實時采集家用電器的電壓信號、電流信號及功率信號，通過MCU處理單元處理采集的電壓信號、電流信號及功率信號，并通過無線公網通信單元將插座與服務器和客戶端裝置連接，能夠實現實時監控家用電器的電壓、電流、功率、電量等信號，采用無線公網通信單元聯網，在距離、信號強度及安裝環境上不受限制。進而通過紅外通信單元140根據客戶端裝置發出的操控信號和MCU處理單元中存儲的家用電器紅外碼庫發射相應的紅外信號至家用電器，能夠達到利用客戶端裝置例如手機方便地操控家用電器的功效。

一些實施例中，所述采樣單元110為單相交采芯片或單相計量芯片。通過單相交采芯片或單相計量芯片實時采集家用電器的電壓、電流、功率等信號，能夠提高電壓、電流、功率等監測精度。

一些實施例中，所述MCU處理單元120采用32位Cortex-M4處理器。該處理器的主頻可達84MHz，該MCU處理單元可具有512Kbytes的內部Flash和96Kbytes的SRAM，可以是工業級處理芯片，工作溫度可在-40℃～85℃范圍。

一些實施例中，所述無線公網通信單元130為CDMA通信模塊。通過無線公網通信單元可使該插座連接服務器。本實施例中，無線公網通信單元采用燒號模式，無需再另外購買sim卡。通信參數可在出廠前設置好，無需現場再進行設置，上電后即可快速上線，使用方便。

一些實施例中，本實用新型各實施例的用于家用電器的插座還可包括：隔離紅外擴展口，用于將所述紅外信號引至插座外部。目前市場上智能插座不具備紅外引出功能，當遇到安裝位置遮擋本體時，就無法實現紅外控制功能。本實施例中，通過增加一個隔離紅外擴展口或隔離紅外輸出口，在插座安裝位置遮擋紅外信號時，可利用延長線將紅外信號引出方便控制，且此接口為隔離設計，安全可靠。

一些實施例中，所述紅外通信單元中的紅外發射部分可采用大功率。這可使得安裝位置不受限制，能夠充分利用反射實現控制功能。

一些實施例中，所述電源單元150為隔離開關電源。本實施例中，使用隔離開關電源，可具有效率高、安全可靠等優點。圖2是本實用新型一實施例中的利用隔離開關電源供電的示意圖。如圖2所示，該智能插座使用AC220V交流電壓輸入，輸入范圍可為180V～250V，該電源單元150例如可采用4W隔離開關電源，可以隔離輸出例如3V～5V的隔離直流電壓和4V電壓，例如可輸出3.3V電壓和隔離直流5V電壓。該3.3V電壓可給MCU處理單元120、采樣單元110、無線公網通信單元130及紅外通信單元140供電。該隔離直流5V電壓可給隔離紅外通信接口/隔離紅外擴展接口160供電。

一些實施例中，本實用新型各實施例的用于家用電器的插座還可包括：SPI接口(Serial Peripheral Interface，串行外設接口)，用于使所述MCU處理單元120和所述采樣單元110通信。MCU處理單元120通過SPI接口與例如單相交采芯片通信，能夠方便地完成電壓、電流、功率等監測。

一些實施例中，本實用新型各實施例的用于家用電器的插座還可包括：UART串行接口(Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用異步收發器)，用于使所述MCU處理單元120和所述無線公網通信單元130通信。MCU處理單元120通過UART串行接口與無線公網通信單元130通信，能夠方便地實現與服務器的連接，通過紅外實現對空調的控制功能。

一個實施例中，該家用電器可以是空調，該插座可以是針對于空調遠程遙控的智能插座。該插座可包括電源單元、交采單元/采樣單元、無線公網通信單元、紅外通信單元、處理單元(MCU處理單元)。其中，電源單元的輸出端可連接交采單元、無線公網通信單元、紅外通信單元、處理單元的電源輸入端；處理單元的第一信號輸出/輸入端可通過UART串行接口與無線公網通信單元的信號輸入/輸出端對應相接，處理單元的第二信號輸出/輸入端可通過SPI通信口與交采單元的信號輸入/輸出端對應相接，處理單元的第三信號輸出/輸入端可通過UART串行接口與紅外通信單元的信號輸入/輸出端對應相接。上行通信方式可為無線公網模式，安裝過程中無需進行設置參數，上電后即可連接服務器。可通過紅外方式實現空調遙控功能，另外本智能插座可預留一個隔離紅外輸出口，如果安裝位置將本機上的紅外擋住時，可通過延長線將紅外信號引出，實現紅外控制功能。可采用專業單相計量芯片，保證電壓、電流、功率等監測精度。

本實施例的優點：該智能插座采用CDMA無線公網作為通信方式，在出廠前就設置好參數，用戶只需通電就可以完成安裝，這樣對現場安裝環境要求低，安裝方便，通信可靠。采用專業單相計量芯片完成對電壓、電流、功率等參數監測，使得改智能插座的精度高于市場水平。采用紅外方式進行空調遙控，配合手機APP可以通過手機實現空調的遠程開關、模式選擇、溫度調節、風向風速調節等，可完全替代遙控，實現真正的遠程遙控。另外，增加一個隔離紅外擴展口，在插座安裝位置遮擋紅外信號時，可利用延長線將紅外信號引出方便控制，且此接口為隔離設計安全可靠。

本實用新型實施例的用于家用電器的插座，通過采樣單元實時采集家用電器的電壓信號、電流信號及功率信號，通過MCU處理單元處理采集的電壓信號、電流信號及功率信號，并通過無線公網通信單元將插座與服務器和客戶端裝置連接，能夠實現實時監控家用電器的電壓、電流、功率、電量等信號，采用無線公網通信單元聯網，在距離、信號強度及安裝環境上不受限制。進而通過紅外通信單元140根據客戶端裝置發出的操控信號和MCU處理單元中存儲的家用電器紅外碼庫發射相應的紅外信號至家用電器，能夠達到利用客戶端裝置例如手機方便地操控家用電器的功效。本實用新型的用于家用電器的智能插座，可使用戶通過手機APP(支持Android和iOS)進行遠程操作，實現空調的遠程開關、模式選擇、溫度調節等，并實時監測用電器的電壓、電流、功率、以及電量。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一個具體實施例”、“一些實施例”、“例如”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。各實施例中涉及的步驟順序用于示意性說明本實用新型的實施，其中的步驟順序不作限定，可根據需要作適當調整。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。