一種無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的一種無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，包括：微控制器單元；以及電連接所述微控制單元的無(wú)線通訊單元、繼電器控制單元、功能管理單元、JTAG接口單元、存儲(chǔ)器單元和復(fù)位單元；以及為所述微控制器單元、無(wú)線通訊單元、繼電器控制單元、功能管理單元、JTAG接口單元、存儲(chǔ)器單元和復(fù)位單元供電的電源管理單元，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，接口資源豐富，功能強(qiáng)大，良好實(shí)現(xiàn)了具備無(wú)線功能的智能插座。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及插座，特別是涉及一種無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有插座功能單一，通過(guò)手動(dòng)控制其開關(guān)狀態(tài)，并且不能提供無(wú)線功能，而無(wú)線功能是智能家居的基礎(chǔ)，例如遠(yuǎn)程控制家電的功能或開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)一些個(gè)性化的需求或者用電安全的目的，但是目前的插座并不具備這樣的功能，此為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，包括:具有多個(gè)IO 口的微控制器單元；以及通過(guò)所述多個(gè)IO 口分別連接所述微控制單元的無(wú)線通訊單元、繼電器控制單元、功能管理單元、JTAG接口單元、存儲(chǔ)器單元和復(fù)位單元；以及為所述微控制器單元、無(wú)線通訊單元、繼電器控制單元、功能管理單元、JTAG接口單元、存儲(chǔ)器單元和復(fù)位單元供電的電源管理單元。
[0004]優(yōu)選的，所述無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)包括:連接所述微控制器單元的LED指示單元；所述LED指示單元用于指示所述無(wú)線智能插座的工作狀態(tài)和工作模式，通過(guò)連接所述微控制器單元的IO 口進(jìn)行控制。
[0005]優(yōu)選的，所述無(wú)線通信單元包括無(wú)線通信芯片、匹配網(wǎng)絡(luò)單元、天線。
[0006]優(yōu)選的，所述無(wú)線通信是W1-Fi通信方式，所述無(wú)線芯片是W1-Fi芯片，所述匹配網(wǎng)絡(luò)單元是阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，所述天線是PCB天線。
[0007]優(yōu)選的，所述微控制器單元和無(wú)線通信單元集成于同一芯片。
[0008]優(yōu)選的，所述繼電器控制單元包括連接的繼電器、三極管、二極管和濾波電容；其中，所述三極管的基極通過(guò)限流電阻連接所述微控制器單元的IO 口 ；所述繼電器連接一端連接標(biāo)準(zhǔn)電壓源，另一端連接所述三極管的集電極；所述二極管并聯(lián)在所述繼電器兩端且所述二極管的陰極連接所述標(biāo)準(zhǔn)電壓源；所述標(biāo)準(zhǔn)電壓源通過(guò)濾波電容接地，所述三極管的發(fā)射機(jī)接地。
[0009]優(yōu)選的，所述功能管理單元連接所述微控制器單元的IO 口，所述功能管理單元包括功能按鈕，所述功能管理單元用于控制所述無(wú)線智能插座的工作狀態(tài)和工作模式。
[0010]優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)器單元通過(guò)I2C接口或GPIO接口與所述微控制器單元連接，所述存儲(chǔ)器單元存儲(chǔ)有用于對(duì)無(wú)線智能插座進(jìn)行升級(jí)處理的配置信息。
[0011]優(yōu)選的，所述復(fù)位單元用于對(duì)所述無(wú)線智能插座進(jìn)行硬復(fù)位。
[0012]優(yōu)選的，所述電源管理單元外接220V的交流電并轉(zhuǎn)換為5V的直流電輸出，經(jīng)過(guò)所連接的LDO轉(zhuǎn)換為所述供電用的3.3V電壓。
[0013]如上所述，本實(shí)用新型提供的一種無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，包括:微控制器單元；以及電連接所述微控制單元的無(wú)線通訊單元、繼電器控制單元、功能管理單元、JTAG接口單元、存儲(chǔ)器單元和復(fù)位單元；以及為所述微控制器單元、無(wú)線通訊單元、繼電器控制單元、功能管理單元、JTAG接口單元、存儲(chǔ)器單元和復(fù)位單元供電的電源管理單元，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，接口資源豐富，功能強(qiáng)大，良好實(shí)現(xiàn)了具備無(wú)線功能的智能插座控制。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1顯示為本實(shí)用新型的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2顯示為本實(shí)用新型的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)一實(shí)施例中的微控制器單元及無(wú)線通信單元的電路原理圖。
[0016]圖3顯示為本實(shí)用新型的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)一實(shí)施例中的LED指示單元的電路原理圖。
[0017]圖4顯示為本實(shí)用新型的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)一實(shí)施例中的繼電器控制單元的電路原理圖。
[0018]圖5顯示為本實(shí)用新型的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)一實(shí)施例中的功能管理單元的電路原理圖。
[0019]圖6顯示為本實(shí)用新型的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)一實(shí)施例中的JTAG接口單元的電路原理圖。
[0020]圖7顯示為本實(shí)用新型的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)一實(shí)施例中的存儲(chǔ)器單元的電路原理圖。
[0021]圖8顯示為本實(shí)用新型的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)一實(shí)施例中的復(fù)位單元的電路原理圖。
[0022]圖9顯示為本實(shí)用新型的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)一實(shí)施例中的電源管理單元的電路原理圖。
[0023]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0024]I無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)
[0025]11微控制器單元
[0026]12LED指示單元
[0027]13無(wú)線通信單元
[0028]14繼電器控制單元
[0029]15功能管理單元
[0030]16JTAG 接 口單元
[0031]17存儲(chǔ)器單元
[0032]18復(fù)位單元
[0033]19電源管理單元
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。[0035]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型提供的一種無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)1，所述無(wú)線智能插座的主要應(yīng)用特點(diǎn)為，插座通過(guò)智能配置連接路由器并接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過(guò)可以接入互聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)插座的遠(yuǎn)程控制。
[0036]所述無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)I包括:具有多個(gè)IO 口的微控制器單元11 ;以及通過(guò)所述多個(gè)IO 口分別連接所述微控制單元的無(wú)線通訊單元、繼電器控制單元14、功能管理單元15、JTAG接口單元16、存儲(chǔ)器單元17和復(fù)位單元18 ;以及為所述微控制器單元11、無(wú)線通訊單元、繼電器控制單元14、功能管理單元15、JTAG接口單元16、存儲(chǔ)器單元17和復(fù)位單元18供電的電源管理單元19。
[0037]優(yōu)選的，微控制器單元11可以采用處理能力強(qiáng)、成本不高的例如STM32F207單片機(jī)或同系列的其他芯片，該芯片擁有較多的片上資源，為后續(xù)功能擴(kuò)展提供了支持；而所述無(wú)線通信單元13包括無(wú)線通信芯片、匹配網(wǎng)絡(luò)單元、天線，其中，所述無(wú)線通信是W1-Fi通信方式，所述無(wú)線通信單元13的無(wú)線通信芯片為W1-Fi芯片，例如采用Broadcom的BCM43362芯片或同系列的其他芯片，所述微控制器單元11與無(wú)線通信單元13通過(guò)SDIO接口通信，用于配置并控制W1-Fi數(shù)據(jù)通信，所述匹配網(wǎng)絡(luò)單元是阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，可以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，選用UPG2179TB開關(guān)選擇芯片或同系列的其他芯片實(shí)現(xiàn)天線的快速切換，天線部分采用PCB天線，該天線尺寸較小，僅需要較小的區(qū)域即可，以上型號(hào)參數(shù)等皆為例舉，本領(lǐng)域技術(shù)人員皆可據(jù)以結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)無(wú)創(chuàng)造性勞動(dòng)而變更，并非以本實(shí)施例為限。
[0038]如圖2所不，在本實(shí)施例中，為了減小芯片占用體積，減小插座尺寸，選用集成微控制器單元11和無(wú)線通信單元13的集成芯片或同系列的其他芯片，即集成了 STM32F207單片機(jī)和BCM43362無(wú)線W1-Fi通信芯片，當(dāng)然在其他實(shí)施例中也可以根據(jù)需求加以分別實(shí)現(xiàn)，并非以本實(shí)施例為限。
[0039]如圖3所示，優(yōu)選的，所述無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)I還可以包括:連接所述微控制器單元11的LED指示單元12 ;在本實(shí)施例中,所述LED指示單元12包括兩個(gè)指示燈,分別用于指示所述無(wú)線智能插座的工作狀態(tài)和工作模式，通過(guò)連接所述微控制器單元11的IO口來(lái)進(jìn)行控制，在本實(shí)施例中，舉例來(lái)說(shuō)，如圖所示，所述集成芯片的2號(hào)管腳接無(wú)線(本實(shí)施例中為W1-Fi)工作模式LED指示燈，用于指示工作模式，例如是正常工作模式或恢復(fù)出廠設(shè)置的工作模式，3號(hào)管腳接開關(guān)狀態(tài)LED指示燈，用于指示無(wú)線插座的工作狀態(tài)，例如指示插座開或者關(guān)的工作狀態(tài)，又或者指示插座無(wú)線功能開或者關(guān)的工作狀態(tài)，以上LED指示燈的數(shù)量及所指示的內(nèi)容僅為例舉，在數(shù)量上可以單燈實(shí)現(xiàn)也可以多燈實(shí)現(xiàn)，在所指示的內(nèi)容上也可以加以變更,并非以本實(shí)施例為限。
[0040]如圖4所示，所述繼電器控制單元14包括連接的繼電器RLl、三極管Ql、二極管Dl和濾波電容C4 ;其中，所述三極管的基極通過(guò)限流電阻連接所述微控制器單元11的IO 口，在本實(shí)施例中是接所述集成芯片的17號(hào)管腳，所述三極管Ql較佳的可以選用ONSEMI公司的MMBTA13LT1-D型號(hào)或同系列芯片；所述繼電器RLl連接一端連接5V標(biāo)準(zhǔn)電壓源VCC，另一端連接所述三極管Ql的集電極；所述二極管Dl并聯(lián)在所述繼電器RLl兩端且所述二極管Dl的陰極連接所述標(biāo)準(zhǔn)電壓源VCC ;所述標(biāo)準(zhǔn)電壓源通過(guò)濾波電容接地，所述三極管的發(fā)射機(jī)接地，其中，三極管起到放大信號(hào)和隔離干擾作用，二極管可以防止反向?qū)?，濾波電容C4濾除雜波，使輸出電流更加穩(wěn)定，當(dāng)然，以上連接方式及參數(shù)皆為例舉，并非以本實(shí)施例為限。[0041]如圖5所示，所述功能管理單元15連接所述微控制器單元11的IO 口，在本實(shí)施例中，即接所述集成芯片的5號(hào)管腳；所述功能管理單元15包括功能按鈕SI，所述功能管理單元15連接有計(jì)時(shí)器，其中，所述計(jì)時(shí)器可以通過(guò)所述所述集成芯片集成硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)或者編程實(shí)現(xiàn)皆可，所述計(jì)時(shí)器根據(jù)按鈕SI按下時(shí)間不同設(shè)置插座的工作模式(同前述工作模式對(duì)應(yīng))和工作狀態(tài)(同前述工作狀態(tài)對(duì)應(yīng))等，在本實(shí)施例中，所述功能管理單元15用于對(duì)插座進(jìn)行的功能控制主要實(shí)現(xiàn)有兩種功能，一是短按可以改變插座開關(guān)狀態(tài)，二是長(zhǎng)按可以使插座恢復(fù)出廠設(shè)置，其與微控制器單元11通過(guò)IO 口進(jìn)行連接，內(nèi)部可以通過(guò)中斷捕捉或者狀態(tài)機(jī)查詢，獲取功能按鈕SI的觸發(fā)方式，當(dāng)然，所述長(zhǎng)按、短按實(shí)現(xiàn)功能可以互換，或者還可加入其它功能如低功耗工作模式、半雙工工作模式等等，并非以本實(shí)施例為限。
[0042]如圖6所示，在本實(shí)施例中，所采用的JTAG接口單元16可以實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的燒錄和調(diào)試，如圖所示，所述JTAG接口單元16的5個(gè)JTAG管腳連接于所述集成芯片的24?28號(hào)管腳，串行接口 UART TX和UART RX則連接所述集成芯片的13和15號(hào)管腳。
[0043]如圖7所示，所述存儲(chǔ)器單元17通過(guò)I2C接口或GPIO接口與所述微控制器單元11連接(即如圖2所示的所述集成芯片的6、11和16號(hào)管腳)，所述存儲(chǔ)器單元17存儲(chǔ)有用于對(duì)無(wú)線智能插座進(jìn)行升級(jí)處理的配置信息。
[0044]如圖8所示，所述復(fù)位單元18用于對(duì)所述無(wú)線智能插座進(jìn)行硬復(fù)位，連接于所述微控制器單元11的22號(hào)管腳；可以手動(dòng)通過(guò)所述復(fù)位單元18的復(fù)位按鈕S3對(duì)插座進(jìn)行硬件復(fù)位，當(dāng)然，所述微控制器單元11內(nèi)也可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)插座的復(fù)位功能。
[0045]如圖9所示，所述電源管理單元19外接220V的交流電并轉(zhuǎn)換為5V的直流電輸出，經(jīng)過(guò)所連接的LDO轉(zhuǎn)換為所述供電用的3.3V電壓，其中的3.3V電壓從所述集成芯片的29號(hào)管腳輸入提供供電，并如上述各圖所示也為其他單元供電。
[0046]綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，包括:微控制器單元；以及電連接所述微控制單元的無(wú)線通訊單元、繼電器控制單元、功能管理單元、JTAG接口單元、存儲(chǔ)器單元和復(fù)位單元；以及為所述微控制器單元、無(wú)線通訊單元、繼電器控制單元、功能管理單元、JTAG接口單元、存儲(chǔ)器單元和復(fù)位單元供電的電源管理單元，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，接口資源豐富，功能強(qiáng)大，良好實(shí)現(xiàn)了具備無(wú)線功能的智能插座控制。
[0047]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:具有多個(gè)IO 口的微控制器單元；以及通過(guò)所述多個(gè)IO 口分別連接所述微控制單元的無(wú)線通訊單元、繼電器控制單元、功能管理單元、JTAG接口單元、存儲(chǔ)器單元和復(fù)位單元；以及為所述微控制器單元、無(wú)線通訊單元、繼電器控制單元、功能管理單元、JTAG接口單元、存儲(chǔ)器單元和復(fù)位單元供電的電源管理單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:連接所述微控制器單元的LED指示單元；所述LED指示單元用于指示所述無(wú)線智能插座的工作狀態(tài)和工作模式，通過(guò)連接所述微控制器單元的IO 口進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線通信單元包括無(wú)線通信芯片、匹配網(wǎng)絡(luò)單元和天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線通信是W1-Fi通信方式，所述無(wú)線芯片是W1-Fi芯片，所述匹配網(wǎng)絡(luò)單元是阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，所述天線是PCB天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器單元和無(wú)線通信單元集成于同一芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，其特征在于，所述繼電器控制單元包括連接的繼電器、三極管、二極管和濾波電容；其中，所述三極管的基極通過(guò)限流電阻連接所述微控制器單元的IO 口 ；所述繼電器連接一端連接標(biāo)準(zhǔn)電壓源，另一端連接所述三極管的集電極；所述二極管并聯(lián)在所述繼電器兩端且所述二極管的陰極連接所述標(biāo)準(zhǔn)電壓源；所述標(biāo)準(zhǔn)電壓源通過(guò)濾波電容接地，所述三極管的發(fā)射機(jī)接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，其特征在于，所述功能管理單元連接所述微控制器單元的IO 口，所述功能管理單元包括功能按鈕，所述功能管理單元用于控制所述無(wú)線智能插座的工作狀態(tài)和工作模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)器單元通過(guò)I2C接口或GPIO接口與所述微控制器單元連接，所述存儲(chǔ)器單元存儲(chǔ)有用于對(duì)無(wú)線智能插座進(jìn)行升級(jí)處理的配置信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，其特征在于，所述復(fù)位單元用于對(duì)所述無(wú)線智能插座進(jìn)行硬復(fù)位。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線智能插座控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電源管理單元外接220V的交流電并轉(zhuǎn)換為5V的直流電輸出，經(jīng)過(guò)所連接的LDO轉(zhuǎn)換為所述供電用的3.3V電壓。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203720627SQ201420030833
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】于凱, 趙玉峰, 錢驊, 楊旸 申請(qǐng)人:上海無(wú)線通信研究中心