專利名稱：基于電力線載波通訊的智能插座的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種將用電設備連接到電源上的插座裝置，尤其是涉及一 種基于電力線載波通訊的智能型插座。
背景技術：
家用電器或辦公電子設備一般都要經(jīng)過插座裝置連接到電源上，隨著社會 的發(fā)展，家用電器和辦公用電子設備越來越多，其待機功耗已經(jīng)是一個不可忽 略的耗電因素。在家庭，電視、家庭影院、機頂盒以及空調等電器，按下遙控 器上的關閉之后并沒有完全斷電，還在處于繼續(xù)工作的狀態(tài)。在辦公室，除電 腦主機外，顯示器、音響、打印機、掃描儀、復印機、傳真機、路由器等設備 依然處于通電狀態(tài)。這樣不僅造成了電能的浪費，而且縮短了設備的使用壽命， 還會帶來一定的安全隱患。
目前，市面上有一種專用節(jié)能插座，在電腦主機或者電視機處于待機狀態(tài) 下能夠自動切斷附屬設備電源但不能自動開啟電源，很多插座在人手難以觸及 的地方，再次開啟插座很不方便，而且公司的路由器、交換機、復印機這類長 期處于待機或者小功耗的設備無法使用這類節(jié)能插座。

實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種安裝使用簡單、基于電力線載 波通訊的智能插座，只需通過一個智能插座發(fā)出控制命令，其他的智能插座收 到控制命令后，根據(jù)命令切斷或接通各自智能插座上的用電設備。
為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案如下
一種基于電力線載波通訊的智能插座，包括系統(tǒng)電源單元、微控制器單元、 電力線載波通訊單元、控制信號接收單元和插座開關控制單元，系統(tǒng)電源單元 為各單元提供電源，微控制器單元分別與電力線載波通訊單元、控制信號接收單元和插座開關控制單元連接，電力線載波通訊單元的另一端連接到市電輸入 的電力線上，其特征是控制信號接收單元設有用于把本插座設置為主插座或 從插座的選擇開關、用于主插座對從插座進行分組的數(shù)字對碼開關和一個或一 個以上用于控制從插座開關或給從插座編組的控制按鍵，微控制器單元設有用 于主插座對從插座進行分組的數(shù)字對碼串行接口 。
所述插座開關控制單元設有繼電器或可控硅，串接在電力線輸入端接點及 插座插孔接點之間，通過繼電器或可控硅來接通或斷開市電輸入接點與插座插 孔接點。
所述微控制器單元設有用于與電腦連接的ISP數(shù)據(jù)下載接口。
所述控制單元設有紅外線接收模塊或GPRS無線網(wǎng)絡接收模塊。
所述智能插座內還設有電源指示燈、顯示本插座開關狀態(tài)的指示燈和進行 電力線載波通訊時即閃爍的指示燈。
所述控制按鍵設有6個分別用于控制6組插座的通斷和為6組從插座編號。
所述電力載波通訊單元包括耦合電路、載波接收電路和載波發(fā)射電路，耦 合電路分別與載波接收電路、載波發(fā)射電路連接，所述插座開關控制單元采用 可控硅控制，所述微控制器單元使用的是電力線載波通用智能芯片 PL3105C-641，芯片PL3105C-641的載波信號接收引腳與載波接收電路的信號輸 出端連接，芯片PL3105C-64I的載波信號輸出引腳與載波發(fā)射電路的信號輸入 腳連接，芯片PL3105C-641輸出插座開關控制信號的引腳與插座開關控制單元 的控制信號輸入端連接。
所述系統(tǒng)電源單元采用HS-5W開關電源模塊，所述電力線載波通訊單元采 用BWIO電力線載波模塊，所述插座開關控制單元采用繼電器控制。
本實用新型具有以下優(yōu)點
結構簡單，成本低，安裝使用方便，利用電力線傳送控制信號，對原供電 線路改動及影響極??；可實現(xiàn)多點分組群控，只需對主插座進行操作，就可以 控制各個從插座上用電設備的通斷電，可廣泛應用于家庭、辦公場所、學校、 機關單位等等。


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以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。 圖1是本實用新型的原理方框圖2是本實用新型的一個單相回路連接關系示意圖； 圖3是本實用新型的一個家庭的安裝方式示意圖； 圖4是本實用新型第一種實施方式的電路原理圖； 圖5是本實用新型第二種實施方式的原理示意圖。
具體實施方式
第一種實施方式
如圖1、 4所示，本智能插座包括系統(tǒng)電源單元、微控制器單元、電力線
載波通訊單元、控制信號接收單元和插座開關控制單元。系統(tǒng)電源單元為各單 元提供電源，微控制器單元分別與電力線載波通訊單元、控制信號接收單元和 插座開關控制單元連接，電力線載波通訊單元的另一端連接到市電輸入的電力 線上，控制信號接收單元設有用于把本插座設置為主插座或從插座的選擇開關
SW0、用于主插座對從插座進行分組的數(shù)字對碼開關SW1和6個用于控制從插 座開關或給從插座編組的控制按鍵KEY0、 KEY1、 KEY2、 KEY3、 KEY4、 KEY5，分 別控制6組插座的開關和為6組插座編號。微控制器單元設有用于主插座對從 插座進行分組的數(shù)字對碼串行接口 J2、用于與電腦連接的ISP數(shù)據(jù)下載接口 Jl?？刂平邮諉卧O有紅外線接收模塊或GPRS無線網(wǎng)絡接收模塊。本插座設 有電源指示燈D10、顯示本插座開關狀態(tài)的指示燈D9和進行電力線載波通訊時 即閃爍的指示燈D8。
系統(tǒng)電源單元由壓敏電阻RV1、變壓器U2、整流橋U3、電容C2、電容C3、 電容C4、電容C5、三端穩(wěn)壓器Ul組成，將220V交流電壓變成12V直流電和 5V直流電供整個插座的控制電路使用。
電力載波通訊單元包括載波發(fā)射和接收共用的耦合電路、載波接收電路和 載波發(fā)射電路，耦合電路由電容C17、耦合線圈T1、瞬態(tài)電壓抑制二極管D7組 成；載波接收電路由電阻RIO、電容C20、電容C19、電感L3、穩(wěn)壓管D6、穩(wěn)壓 管D5、電容C18組成；載波發(fā)射電路由電感L2、電容C14、 二極管D3、 二極管D4、 三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4、穩(wěn)壓二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2、電阻R7、電阻R8、電容C12、電容C13組成；耦合電路的一端分別與載波接收電 路和載波發(fā)射電路連接，另一端連接到市電輸入電力線上。微控制器單元發(fā)出 的控制信號通過載波發(fā)射電路的電容C12、電容C13、電阻R7、電阻R8傳輸?shù)饺?極管Q1、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4進行放大，再由電容C14、電感L2穩(wěn) 定發(fā)射電流和波形，最后通過耦合電路的電容C17、耦合線圈T1耦合到電力線 上傳輸。其中，穩(wěn)壓二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2具有穩(wěn)壓作用，二極管D3、 二極 管D4用于電路保護，瞬態(tài)電壓抑制二極管D7有限壓保護作用。當電力線上有信 號的時候，便通過耦合電路的電容C17、耦合線圈T1輸入到載波接收電路的電 阻RIO，再經(jīng)過電容C20、電容C19、電感L3組成的并聯(lián)諧振電路進行選頻，選 出主插座所發(fā)的信號頻率，通過電容C18傳輸?shù)轿⒖刂破鲉卧M行處理。其中 二極管D5、 二極管D6有限幅的作用，使輸入微控制器單元的信號小于700mV。
插座開關控制單元采用可控硅Q6控制，可控硅Q6串接在市電輸入端接點 L及插座插孔接點C之間，通過開、關可控硅Q6來接通或斷開市電輸入接點L 與插座插孔接點C。插座開關控制單元還包括電阻R3、電阻R4、電阻R5、電 阻R14、電阻R15、電阻R16、三極管Q5、光耦U5、電容C21和熱敏電阻NTC1。 由微控制器單元發(fā)出控制開關信號，通過三極管Q5驅動光耦U5來控制開關可 控硅Q6，來達到控制被控設備的通斷電。其中，電阻R15、電容C21、熱敏電阻 NTC1組成可控硅保護電路。
微控制器單元使用的是電力線載波通用智能芯片PL3105C-64I,電阻R6、 電容Cll、電容C6組成了PL3105C-64I芯片的模擬電源供電電路；陶瓷濾波器 Bl、電阻R9組成了 PL3105O64I芯片的陶瓷濾波電路；接口 Jl、電阻R2、電 容C8、電容C9組成了PL3105O64I芯片的ISP數(shù)據(jù)下載線接口，用于跟計算 機連接，燒錄程序；晶振XT1、電容C15、電容C16組成PL3105C-64I芯片的 時鐘電路；電容C7、電容C10為濾波電容。芯片PL3105C-641的載波信號接收 引腳SIGIN與載波接收電路的信號輸出端連接，芯片PL3105C-641的載波信 號輸出引腳Pl. 7與載波發(fā)射電路的信號輸入端連接，芯片PL3105C-641輸 出插座開關控制信號的引腳P2. 4與插座開關控制單元的控制信號輸入端連 接。
控制信號接收單元，由開關SWO、開關SW1和上拉電阻R17、上拉電阻R19組成主從插座選擇開關電路和數(shù)字對碼開關電路，向微控制器單元的 PL3105C-641芯片的引腳P0. 6和引腳P0. 7輸入主從開關選擇信號和數(shù)字對碼 信號，由按鈕KEY0、 KEY1、 KEY2、 KEY3、 KEY4、 KEY5和上拉電阻R1、上拉電 阻R18、上拉電阻R20、上拉電阻R21、上拉電阻R22、上拉電阻R23組成按鍵 輸入電路，向微控制器單元芯片PL3105C-641的引腳輸入控制信號。開關SWO 斷開為從插座，合上為主插座；合上開關SWO后可通過6個按鍵來控制6組插 座的開關情況。開關SW1合上后為數(shù)字對碼狀態(tài)；把主從插座的數(shù)據(jù)對碼接口 J2連接并合上開關SW1，可通過6個按鍵把處于對碼狀態(tài)的從插座設定組號， 設好后斷開開關SW1。把從插座分好組后就可以通過主插座上的6個控制按鍵 來控制各組插座的開關，按一次開再按一次關。
使用時只能把其中一個插座設置為主插座1，其余的都設置為從插座2 ， 把主插座1和從插座2的數(shù)字對碼接口J2對接，合上主插座1和從插座2的對 碼開關SW1，進行數(shù)字對碼編組，結束后，該從插座2才能響應主插座1發(fā)出 的指令。工作時，控制信號接收單元把控制信號輸給微控制器單元，經(jīng)微控制 器單元處理后通過電力線載波通訊單元耦合到電力線上，電力線上的從插座2 的電力線載波通訊單元把控制信號從電力線上調制出來并輸給從插座2的微 控制器單元，微控制器單元根據(jù)控制信號對插座開關控制單元輸出斷電或重新 開啟用電設備的命令。因此只需通過一個主插座1就可以控制其它從插座2上 用電設備的斷電或重新開啟。
如圖2所示，在一個共用兩條輸電線的場合，回路的每一個或幾個被控用 電設備接一個智能插座，并把其中一個智能插座設置為主插座1，其余的都設 置為從插座2 ，則主插座1就可以通過電力線和每一個從插座2通信，控制所 有的被控用電設備。
如圖3所示，在門口安裝主插座l，其余各個房間安裝從插座2 ，當最后 一個離開家的人在門口通過主插座1向所有從插座2發(fā)送關閉所有電源命令， 則房間內所有智能插座全部關閉，被控用電設備斷電。當?shù)谝粋€回家的人在門 口通過主插座1向所有從插座2發(fā)送打開所有電源命令，則房間內所有智能插 座全部打開，被控用電設備通電。
第二種實施方式如圖5所示，本智能插座包括系統(tǒng)電源單元、微控制器單元、電力線載 波通訊單元、插座開關控制單元和控制信號接收單元。與第一種實施方式不同
的是系統(tǒng)電源單元采用HS-5W開關電源模塊，電力線載波通訊單元采用BWIO
電力線載波模塊，插座開關控制單元采用繼電器控制。
權利要求1、一種基于電力線載波通訊的智能插座，包括系統(tǒng)電源單元、微控制器單元、電力線載波通訊單元、控制信號接收單元和插座開關控制單元，系統(tǒng)電源單元為各單元提供電源，微控制器單元分別與電力線載波通訊單元、控制信號接收單元和插座開關控制單元連接，電力線載波通訊單元的另一端連接到市電輸入的電力線上，其特征是控制信號接收單元設有用于把本插座設置為主插座或從插座的選擇開關、用于主插座對從插座進行分組的數(shù)字對碼開關和一個或一個以上用于控制從插座開關或給從插座編組的控制按鍵，微控制器單元設有用于主插座對從插座進行分組的數(shù)字對碼串行接口。
2、 根據(jù)權利要求1所述的基于電力線載波通訊的智能插座，其特征是 所述插座開關控制單元設有繼電器或可控硅，串接在電力線輸入端接點及插座 插孔接點之間，通過繼電器或可控硅來接通或斷開市電輸入接點與插座插孔接 點。
3、 根據(jù)權利要求1所述的基于電力線載波通訊的智能插座，其特征是 所述微控制器單元設有用于與電腦連接的ISP數(shù)據(jù)下載接口 。
4、 根據(jù)權利要求1所述的基于電力線載波通訊的智能插座，其特征是 所述控制單元設有紅外線接收模塊或GPRS無線網(wǎng)絡接收模塊。
5、 根據(jù)權利要求1所述的基于電力線載波通訊的智能插座，其特征是 所述智能插座內還設有電源指示燈、顯示本插座開關狀態(tài)的指示燈和進行電力 線載波通訊時即閃爍的指示燈。
6、 根據(jù)權利要求1所述的基于電力線載波通訊的智能插座，其特征是所述控制按鍵設有6個分別用于控制6組插座的通斷和為6組從插座編號。
7、 根據(jù)權利要求1-6中任意一項權利要求所述的基于電力線載波通訊的智能插座，其特征是所述電力載波通訊單元包括耦合電路、載波接收電路和載波發(fā)射電路，耦合電路分別與載波接收電路、載波發(fā)射電路連接，所述插座 開關控制單元采用可控硅控制，所述微控制器單元使用的是電力線載波通用智能芯片PL3105C-64I,芯片PL3105C-641的載波信號接收引腳與載波接收電路 的信號輸出端連接，芯片PL3105C-64I的載波信號輸出引腳與載波發(fā)射電路的信號輸入腳連接，芯片PL3105C-64I輸出插座開關控制信號的引腳與插座開關 控制單元的控制信號輸入端連接。
8、根據(jù)權利要求1-6任意一項權利要求所述的基于電力線載波通訊的智 能插座，其特征是所述系統(tǒng)電源單元采用HS-5W開關電源模塊，所述電力線 載波通訊單元采用BW10電力線載波模塊，所述插座開關控制單元采用繼電器 控制。
專利摘要本實用新型公開了一種基于電力線載波通訊的智能插座，包括系統(tǒng)電源單元、微控制器單元、電力線載波通訊單元、控制信號接收單元和插座開關控制單元，其特征是控制信號接收單元設有用于把本插座設置為主插座或從插座的選擇開關、用于主插座對從插座進行分組的數(shù)字對碼開關和一個或一個以上用于控制從插座通斷或給從插座編組的控制按鍵，微控制器單元設有用于主插座和從插座之間進行數(shù)字對碼的串行接口。本實用新型采用原有的電力線輸送信號，不需要重新布線、安裝簡單、成本低、可靠性高，只需在主插座上操作就可以控制其它從插座，操作非常方便。
文檔編號H01R13/707GK201374466SQ200920053459
公開日2009年12月30日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權日2009年3月27日
發(fā)明者邱天昌, 麥重恩 申請人:邱天昌;麥重恩