基于zigbee無線通信的插座，緊湊式插座的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能家居系統(tǒng)的智能用電信息采集插座技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于ZIGBEE無線通信技術(shù)的智能用電信息采集的插座。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能用電信息采集插座是基于智能電網(wǎng)智能節(jié)能環(huán)保理念下誕生的一款智能化 產(chǎn)品。針對普通智能插座和智能電表，其功能單一，操作繁瑣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性不高，用戶 體驗不佳，不利于節(jié)能環(huán)保等。本發(fā)明有針對性的集成了上述設(shè)備的突出功能，實現(xiàn)了集智 能開關(guān)控制和用電信息采集于一體，采用標準化、模塊化設(shè)計理念，具有可靠性高，穩(wěn)定性 強、結(jié)構(gòu)緊湊、外觀優(yōu)美、體積小巧，低功耗、節(jié)能環(huán)保，不僅為用戶提供了智能和方便的操 作，其自身的低功耗也滿足了節(jié)能環(huán)保的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實施例技術(shù)方案的特點是開發(fā)一種基于ZIGBEE無線通信技術(shù)的智能用電信息 采集插座，主要的技術(shù)創(chuàng)新組成有以下5點： 1、 整個電路系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計理念，分別將ZIGBEE無線通信模塊、電量計量模塊、 電源模塊和繼電器開關(guān)模塊設(shè)置于電路板基本中，具有可靠性高，穩(wěn)定性強、結(jié)構(gòu)緊湊、夕卜 觀優(yōu)美、體積小巧、即插即用，減少了電表內(nèi)的占地面積，同時也可以植入其他用電設(shè)備內(nèi)， 采集用電信息，方便產(chǎn)品模塊化推廣等優(yōu)點； 2、ZIGBEE無線通信模塊采用了基于IEEE802. 15. 4標準和國際ZIGBEE聯(lián)盟標準，使 用免費、抗干擾能力強、速率適中、成本低、功耗低、網(wǎng)絡(luò)容量大、穿透能力強、全方向通信、 時延短、傳輸可靠等特點決定了比其他技術(shù)更具有優(yōu)勢性。
[0004] 3、電量計量模塊主要包括電壓、電流互感器、電能計量芯片。采用電壓、電流互感 器采集用電信息并傳送給電能計量芯片，經(jīng)過電能計量芯片進行測量，并計算出家庭用電 信息。
[0005] 4、電源模塊主要采用集成的交流轉(zhuǎn)直流的供電模塊，將交流220V的市電直接轉(zhuǎn) 化為直流電給ZIGBEE無線通信模塊、電量計量模塊和其他電路供電。繼電器開關(guān)模塊主要 控制智能插座的通電與斷電。
[0006] 技術(shù)方案：基于ZIGBEE無線通信的插座，通過ZIGBEE應(yīng)用協(xié)議被一個用戶設(shè)備 控制，所述插座具有一個本體，在本體一端設(shè)置有室內(nèi)用戶設(shè)備的取電插槽，另一端連接市 電電力線，在本體內(nèi)設(shè)有：電量計量模塊，用于采集通過此插座取電的室內(nèi)用戶設(shè)備的用電 信息；ZIGBEE通信模塊，用于承載所述的ZIGBEE應(yīng)用協(xié)議，與用戶設(shè)備建立無線連接；繼電 器開關(guān)，連接所述ZIGBEE通信模塊，以根據(jù)其接收的用戶信號通斷所述插座；以及電源，將 AC220V市電轉(zhuǎn)換為供所述的ZIGBEE通信模塊和電量計量模塊提供工作電源。
[0007]在一個實施例中，在所述本體一端設(shè)置擴展接口，所述電量計量模塊、ZIGBEE通信 模塊通過擴展接口與所述插座集成。
[0008] 在一個實施例中，所述的擴展接口為多個，使得所述插座在功能性上按照所拆裝 的功能模塊的不同而相應(yīng)地增減。
[0009] 在另一個實施例中，緊湊式插座，其功能組件被限定于一個絕緣性本體內(nèi)，所述功 能組件包括：在本體表面上設(shè)置的供室內(nèi)用戶設(shè)備使用的取電插槽，以及在另一本體表面 上設(shè)置的取電插頭；連接于所述取電插槽與取電插頭之間的擴展接口，其中所述擴展接口 的截面尺寸設(shè)定為小于或等于18_X14. 5_。
[0010] 在一個實施例中，所述擴展接口包括：電量計量模塊，用于采集通過此插座取電的 室內(nèi)用戶設(shè)備的用電信息；ZIGBEE通信模塊，用于承載所述的ZIGBEE應(yīng)用協(xié)議，與用戶設(shè) 備建立無線連接；繼電器開關(guān)，連接所述ZIGBEE通信模塊，以根據(jù)其接收的用戶信號通斷 所述插座；或者電源，將AC220V市電轉(zhuǎn)換為供所述的ZIGBEE通信模塊和電量計量模塊提供 工作電源。
[0011] 在一個實施例中，所述絕緣性本體包括不設(shè)有用于控制安裝于所述擴展接口中的 任一功能性模塊或電路的控制按鍵的平滑本體，所述功能組件進一步包括用于自動檢測電 流通斷的插座檢測電路，用于所述緊湊式插座的安全插拔連接。
[0012] 在一個實施例中，所述取電插槽或取電插頭的導(dǎo)電接觸部分包括耦合連接的端部 接觸件、中段接觸件和末端接觸件。
[0013] 在一個實施例中，所述絕緣性本體的截面尺寸設(shè)定為40mmX39. 8mm或更小。
[0014]采用本發(fā)明實施例的技術(shù)效果顯著，首先，其外觀設(shè)計新穎，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧， 適合單獨安裝或攜帶，使用方便；其次，插座的功能性可以按照所安裝的模塊的不同而產(chǎn)生 變化，擴展性較強；插座對由于不當插拔做了保護措施，便于用戶安全使用。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明插座的功能示意圖； 圖2為本發(fā)明插座的立體示意圖； 圖3為本發(fā)明立體圖在縱向上的剖視圖。
【具體實施方式】
[0016] 參照圖1至3,本實施例是一種基于ZIGBEE無線通信技術(shù)的智能用電信息采集插 座包括插座本體23,在所述插座本體23中設(shè)置有ZIGBEE無線通信模塊21、電量計量模塊、 繼電器開關(guān)模塊和電源模塊(未繪示出）。與一般技術(shù)相比，本發(fā)明智能用電信息采集插座 基于ZIGBEE無線通信網(wǎng)絡(luò)，用戶可遠程控制插座的通電和斷電，同時可遠程采集家電設(shè)備 的用電信息(包括：電壓，電流，功率，電量等)，輸出功率滿足主要家電負荷需求。在一個實 施例中，電量計量模塊，采用鉅泉光電科技(上海)股份有限公司的ATI7039A芯片，主要負責(zé) 采集測量室內(nèi)用戶用電設(shè)備的電壓，電流，功率，電量等信息。在一個實施例中，ZIGBEE無線 通信模塊采用SILICONLABS公司的EM357芯片，主要通過ZIGBEE無線通信技術(shù)、控制插座 繼電器開關(guān)的斷開和閉合、讀取繼電器開關(guān)狀態(tài)，讀取家電設(shè)備的用電信息，并基于ZIGBEE 協(xié)議將實時上傳監(jiān)測的智能插座的運行參數(shù)傳遞給手持終端。
[0017] 基于ZIGBEE無線通信的插座2是通過ZIGBEE應(yīng)用協(xié)議被一個用戶無線手持設(shè)備 1控制，所述插座具有一個本體，在本體23 -端設(shè)置有室內(nèi)用戶設(shè)備的取電插槽22,另一端 連接市電電力線，在本體內(nèi)設(shè)有：電量計量模塊，用于采集通過此插座取電的室內(nèi)用戶設(shè)備 的用電信息；ZIGBEE通信模塊，用于承載所述的ZIGBEE應(yīng)用協(xié)議，與用戶設(shè)備建立無線連 接；繼電器開關(guān)，連接所述ZIGBEE通信模塊，以根據(jù)其接收的用戶信號通斷所述插座；以及 電源，將AC220V市電轉(zhuǎn)換為供所述的ZIGBEE通信模塊和電量計量模塊提供工作電源。
[0018] 在一個實施例中，智能用電信息采集插座結(jié)構(gòu)外形如圖3所示，其外觀設(shè)計新穎， 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，表面帶有狀態(tài)指示燈26和復(fù)位按鍵27。
[0019] 在一個實施例中，在所述本體23的一端部24上設(shè)置擴展接口 25，所述電量計量模 塊、ZIGBEE通信模塊通過此擴展接口與所述插座2插拔式集成。智能用電信息采集插座的 整個電路系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計理念，主要包括ZIGBEE無線通信模塊、電量計量模塊、電源 模塊和繼電器開關(guān)模塊，在不同的需求下，可以向擴展接口 25中插入功能模塊，使得插座 的功能發(fā)生變化。
[0020] 在一個實施例中，所述的擴展接口為多個，使得所述插座在功能性上按照所拆裝 的功能模塊的不同而相應(yīng)地增減。
[0021] 插座2內(nèi)可以包括可調(diào)的DC電源電路，通過在不同時刻在擴展接口 25中接入的 功能模塊的不同而提供不同的DC電壓，DC電壓一方面作為供電所用，另一方面作為向功能 模塊承載一定大小的數(shù)據(jù)信號，數(shù)據(jù)信號可包括例如給無線模塊(WIFI信號)的供電信號或 確認信號進行響應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。
[0022] 在一個實施例中，整個插座2的電路系統(tǒng)是以電量計量模塊為核心的控制系統(tǒng)， 市電220V輸入，供AC-DC電源模塊轉(zhuǎn)換成5V直流電壓，再經(jīng)過DC-DC變換電路輸出3. 3V 電壓，給電量計量模塊，ZIGBEE無線通信模塊供電；電量計量模塊采集輸入電壓，輸入電流 信息，經(jīng)過ATI7039A芯片計算處理，得出相關(guān)的功率，電量等其他用電信息；電量計量模塊 控制繼電器開關(guān)模塊的閉合和斷開，從而控制用電設(shè)備的通電和斷電；ZIGBEE無線通信模 塊與電量計量模塊實時通信，通過ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)使無線手持終端