智能插座-专利

11说明书摘要--本发明涉及了一种智能家电控制器，具体说是一种基于无线射频通信的带有电能检测、红外遥控、电源控制和液晶显示功能的通用家电控制器。本发明包括电能检测模块，实时检测家电的工作功率和电能消耗；无线通信模块，传送采集到的家电的工作功率和电能消耗数据并接收控制命令；液晶显示模块，实时显示工作状态、家电的工作功率和电能消耗；家电控制模块，对家电的工作状态进行控制；主控单元，与电能检测模块、无线通信模块和液晶显示模块连接，实现对各个模块的控制。本发明将电量检测和控制相结合，具有通用性强，安装方便，使用灵活，通信网络稳定、可靠的优点。电源通断控制模块I家电控制模块主控单元液晶显不模块*电源模块1红外模块电源通断控制模块I家电控制模块主控单元液晶显不模块*电源模块1红外模块电源模块射频逋信模块电能检测模块（自供电）权利要求书1.一种基于无线通信的智能家电控制器，其特征在于，包括电能检测模块，实时检测家电的工作功率和电能消耗；无线通信模块，传送采集到的家电的工作功率和电能消耗数据并接收控制命令；液晶显示模块，实时显示工作状态、家电的工作功率和电能消耗；家电控制模块，对家电的工作状态进行控制；主控单元，与电能检测模块、无线通信模块和液晶显示模块连接，实现对各个模块的控制。2．根据权利要求1所述的基于无线通信的智能家电控制器，其特征在于，还包括电源模块，通过变压整流为各个模块提供所需工作电压。3．根据权利要求1所述的基于无线通信的智能家电控制器，其特征在于，所述电能检测模块由专业电能计量芯片和与其匹配的外围电路组成，通过采集负载的电流和电压信号，得出功率值，并转换成脉冲的形式输出给主控单元。4．根据权利要求3所述的基于无线通信的智能家电控制器，其特征在于，所述电能检测模块还包括实时时钟电路，用于记录计量电量的时间信息并显示在液晶显示模块上。5．根据权利要求1所述的基于无线通信的智能家电控制器，其特征在于，所述家电控制模块为红外模块，对带有红外遥控功能的家电进行控制。6．根据权利要求1所述的基于无线通信的智能家电控制器，其特征在于，所述家电控制模块为电源通断控制模块，对不带红外遥控功能的家电进行控制。7．根据权利要求5所述的基于无线通信的智能家电控制器，其特征在于，所述红外模块包括接收、发射和存储电路，能够自学习红外编码控制指令，从而可以替代遥控器控制家电。8．根据权利要求6所述的基于无线通信的智能家电控制器，其特征在于，所述电源通断控制模块，由固态继电器实现对负载电源的通断控制。9．根据权利要求1所述的基于无线通信的智能家电控制器，其特征在于，所述无线通信模块兼有路由的功能，支持Mesh网络拓扑结构，支持网络节点的自动22加入和删除，支持自动请求数据重传机制。10．根据权利要求1或9所述的基于无线通信的智能家电控制器，其特征在于，所述无线通信模块支持远程设置采样频率、数据传输频率以及控制器远程升级的功能。说明书说明书22．通用性强。对于带有红外遥控功能的设备，控制器可以学习其红外控制编码，实现遥控器的所有控制功能；对于不带有红外遥控功能的普通设备，控制器通过继电器可以控制设备的电源通断。3．安装方便，使用灵活。本发明的接口采用插座形式，家电即插即用，对已有系统不会造成任何影响，通信方式采用无线射频通信，布线布局简单、灵活，并且本控制器支持远程设置采样频率、数据传输频率和远程软件升级。4.通信网络稳定、可靠。本控制器兼有路由的功能，支持Mesh网络拓扑结构，支持网络节点的自动加入和删除，支持自动请求数据重传机制。附图说明图1是本发明一个实施例的硬件组成框图；图2是本发明实现控制家电的原理图；图3是本发明的网络结构图；图4是本发明的软件流程图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。如图1所示，本发明实施例由电源模块、电能检测模块、红外模块、电源通断控制模块、射频通信模块、液晶显示模块以及主控单元七部分组成。其中：所述电源模块要能够产生5V以及3.3V电压，供系统中各个模块使用。5V电源是经过变压、整流后由三端稳压集成电路lm7805生成，3.3V电源由低压差线性稳压器芯片生成；所述电能检测模块由专业电能计量芯片ADE7755和与其匹配的外围电路组成，其中还包括时钟芯片DS1302电路，用于计量电量的时间信息；所述红外模块包括红外接收电路和红外发射电路，接收电路主要由一体化红外接收头HS0038B组成，发射电路主要由38K载波发生电路、驱动电路和红外发射管组成；该实施例中，电能检测和红外模块都需要数据的存储，他们共用一个存储电路，由64K字节容量的EEPROM芯片AT24C64组成；所述电源通断控制模块由固态继电器SMI-5VDC-SL-2C组成；所述射频通信模块由2.4G射频芯片CC2430及其外围电路组成；所述液晶显示模块由自带中文字库的128X64点阵LCD12864M-1组成；所述主控单元由MSP430F16n单片机及其外围电路组成。图2给出了实现控制家电的原理框图，如图2所示，控制器与家电之间主要有两方面的信息交互。一个是对家电用电信息的采集，一个是执行接收到的指令，控制家电。控制器以插座为接口形式采集家电的电流和电压信号，通过电能测量模块把消耗的电量信息以脉冲的方式输出给主控单元，主控单元经过分析处理，计算出相应的耗电信息，最后经由无线射频模块传送出去，并通过液晶显示模块实时显示。控制器在工作之前需要先把家电遥控器的红外代码学习下来，这样才能有效的控制家电；然后，控制器等待接收控制命令，执行相应操作。图3给出了由本控制器组成的Mesh网络拓扑图。每个控制器均具有其固定的设备ID和路由功能，在加入网络之前，先要搜索网络，把搜索到的一跳范围内的所有节点ID加入自己的路由表中，同时，相邻节点也把它的设备ID加入路由表中，完成入网过程；如果在几次通信周期中，都没有检测到路由表中的某个ID,则认为该节点已不存在，从表中删除。Mesh网络拓扑结构可以提供多个数据通路。当最优路径出现故障时，冗余的其他通路提供相应的路径，控制器还支持自动请求数据重传机制，当数据发送失败后，会自动重传，高了通讯网络的可靠性。图4所示为本发明实施例的软件流程图，上电后，控制器先要进行系统的初始化，包括定时器初始化、I/O端口初始化、无线模块的参数配置；初始化完成后，程序会一直等待无线射频命令的到来，根据相应的命令，进入到子程序中执行对应的任务。一共有四种命令：分别是红外学习指令，遥控指令，电源通断控制指令和测量指令。控制器在第一次使用时，先要有学习的过程，即先要接收红外学习指令，调用红外代码学习程序，并把学习下来的红外代码存储下来。这样在以后使用的时候，直接调用代码即可，如果不更换家电，就不必重新学习代码。遥控指令与学