专利名称：基于电力线载波通讯的智能插座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将用电设备连接到电源上的插座装置，尤其是涉及一 种基于电力线载波通讯的智能型插座。
背景技术：
家用电器或办公电子设备一般都要经过插座装置连接到电源上，随着社会 的发展，家用电器和办公用电子设备越来越多，其待机功耗已经是一个不可忽 略的耗电因素。在家庭，电视、家庭影院、机顶盒以及空调等电器，按下遥控 器上的关闭之后并没有完全断电，还在处于继续工作的状态。在办公室，除电 脑主机外，显示器、音响、打印机、扫描仪、复印机、传真机、路由器等设备 依然处于通电状态。这样不仅造成了电能的浪费，而且縮短了设备的使用寿命， 还会带来一定的安全隐患。
目前，市面上有一种专用节能插座，在电脑主机或者电视机处于待机状态 下能够自动切断附属设备电源但不能自动开启电源，很多插座在人手难以触及 的地方，再次开启插座很不方便，而且公司的路由器、交换机、复印机这类长 期处于待机或者小功耗的设备无法使用这类节能插座。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种安装使用简单、基于电力线载 波通讯的智能插座，只需通过一个智能插座发出控制命令，其他的智能插座收 到控制命令后，根据命令切断或接通各自智能插座上的用电设备。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下
一种基于电力线载波通讯的智能插座，包括系统电源单元、微控制器单元、 电力线载波通讯单元、控制信号接收单元和插座开关控制单元，系统电源单元 为各单元提供电源，微控制器单元分别与电力线载波通讯单元、控制信号接收单元和插座开关控制单元连接，电力线载波通讯单元的另一端连接到市电输入 的电力线上，其特征是控制信号接收单元设有用于把本插座设置为主插座或 从插座的选择开关、用于主插座对从插座进行分组的数字对码开关和一个或一 个以上用于控制从插座开关或给从插座编组的控制按键，微控制器单元设有用 于主插座对从插座进行分组的数字对码串行接口 。
所述插座开关控制单元设有继电器或可控硅，串接在电力线输入端接点及 插座插孔接点之间，通过继电器或可控硅来接通或断开市电输入接点与插座插 孔接点。
所述微控制器单元设有用于与电脑连接的ISP数据下载接口。
所述控制单元设有红外线接收模块或GPRS无线网络接收模块。
所述智能插座内还设有电源指示灯、显示本插座开关状态的指示灯和进行 电力线载波通讯时即闪烁的指示灯。
所述控制按键设有6个分别用于控制6组插座的通断和为6组从插座编号。
所述电力载波通讯单元包括耦合电路、载波接收电路和载波发射电路，耦 合电路分别与载波接收电路、载波发射电路连接，所述插座开关控制单元采用 可控硅控制，所述微控制器单元使用的是电力线载波通用智能芯片 PL3105C-641，芯片PL3105C-641的载波信号接收引脚与载波接收电路的信号输 出端连接，芯片PL3105C-64I的载波信号输出引脚与载波发射电路的信号输入 脚连接，芯片PL3105C-641输出插座开关控制信号的引脚与插座开关控制单元 的控制信号输入端连接。
所述系统电源单元采用HS-5W开关电源模块，所述电力线载波通讯单元采 用BWIO电力线载波模块，所述插座开关控制单元采用继电器控制。
本实用新型具有以下优点
结构简单，成本低，安装使用方便，利用电力线传送控制信号，对原供电 线路改动及影响极小；可实现多点分组群控，只需对主插座进行操作，就可以 控制各个从插座上用电设备的通断电，可广泛应用于家庭、办公场所、学校、 机关单位等等。
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以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。 图1是本实用新型的原理方框图2是本实用新型的一个单相回路连接关系示意图； 图3是本实用新型的一个家庭的安装方式示意图； 图4是本实用新型第一种实施方式的电路原理图； 图5是本实用新型第二种实施方式的原理示意图。
具体实施方式
第一种实施方式
如图1、 4所示，本智能插座包括系统电源单元、微控制器单元、电力线
载波通讯单元、控制信号接收单元和插座开关控制单元。系统电源单元为各单 元提供电源，微控制器单元分别与电力线载波通讯单元、控制信号接收单元和 插座开关控制单元连接，电力线载波通讯单元的另一端连接到市电输入的电力 线上，控制信号接收单元设有用于把本插座设置为主插座或从插座的选择开关
SW0、用于主插座对从插座进行分组的数字对码开关SW1和6个用于控制从插 座开关或给从插座编组的控制按键KEY0、 KEY1、 KEY2、 KEY3、 KEY4、 KEY5，分 别控制6组插座的开关和为6组插座编号。微控制器单元设有用于主插座对从 插座进行分组的数字对码串行接口 J2、用于与电脑连接的ISP数据下载接口 Jl。控制接收单元设有红外线接收模块或GPRS无线网络接收模块。本插座设 有电源指示灯D10、显示本插座开关状态的指示灯D9和进行电力线载波通讯时 即闪烁的指示灯D8。
系统电源单元由压敏电阻RV1、变压器U2、整流桥U3、电容C2、电容C3、 电容C4、电容C5、三端稳压器Ul组成，将220V交流电压变成12V直流电和 5V直流电供整个插座的控制电路使用。
电力载波通讯单元包括载波发射和接收共用的耦合电路、载波接收电路和 载波发射电路，耦合电路由电容C17、耦合线圈T1、瞬态电压抑制二极管D7组 成；载波接收电路由电阻RIO、电容C20、电容C19、电感L3、稳压管D6、稳压 管D5、电容C18组成；载波发射电路由电感L2、电容C14、 二极管D3、 二极管D4、 三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、稳压二极管D1、稳压二极管D2、电阻R7、电阻R8、电容C12、电容C13组成；耦合电路的一端分别与载波接收电 路和载波发射电路连接，另一端连接到市电输入电力线上。微控制器单元发出 的控制信号通过载波发射电路的电容C12、电容C13、电阻R7、电阻R8传输到三 极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4进行放大，再由电容C14、电感L2稳 定发射电流和波形，最后通过耦合电路的电容C17、耦合线圈T1耦合到电力线 上传输。其中，稳压二极管D1、稳压二极管D2具有稳压作用，二极管D3、 二极 管D4用于电路保护，瞬态电压抑制二极管D7有限压保护作用。当电力线上有信 号的时候，便通过耦合电路的电容C17、耦合线圈T1输入到载波接收电路的电 阻RIO，再经过电容C20、电容C19、电感L3组成的并联谐振电路进行选频，选 出主插座所发的信号频率，通过电容C18传输到微控制器单元进行处理。其中 二极管D5、 二极管D6有限幅的作用，使输入微控制器单元的信号小于700mV。
插座开关控制单元采用可控硅Q6控制，可控硅Q6串接在市电输入端接点 L及插座插孔接点C之间，通过开、关可控硅Q6来接通或断开市电输入接点L 与插座插孔接点C。插座开关控制单元还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电 阻R14、电阻R15、电阻R16、三极管Q5、光耦U5、电容C21和热敏电阻NTC1。 由微控制器单元发出控制开关信号，通过三极管Q5驱动光耦U5来控制开关可 控硅Q6，来达到控制被控设备的通断电。其中，电阻R15、电容C21、热敏电阻 NTC1组成可控硅保护电路。
微控制器单元使用的是电力线载波通用智能芯片PL3105C-64I,电阻R6、 电容Cll、电容C6组成了PL3105C-64I芯片的模拟电源供电电路；陶瓷滤波器 Bl、电阻R9组成了 PL3105O64I芯片的陶瓷滤波电路；接口 Jl、电阻R2、电 容C8、电容C9组成了PL3105O64I芯片的ISP数据下载线接口，用于跟计算 机连接，烧录程序；晶振XT1、电容C15、电容C16组成PL3105C-64I芯片的 时钟电路；电容C7、电容C10为滤波电容。芯片PL3105C-641的载波信号接收 引脚SIGIN与载波接收电路的信号输出端连接，芯片PL3105C-641的载波信 号输出引脚Pl. 7与载波发射电路的信号输入端连接，芯片PL3105C-641输 出插座开关控制信号的引脚P2. 4与插座开关控制单元的控制信号输入端连 接。
控制信号接收单元，由开关SWO、开关SW1和上拉电阻R17、上拉电阻R19组成主从插座选择开关电路和数字对码开关电路，向微控制器单元的 PL3105C-641芯片的引脚P0. 6和引脚P0. 7输入主从开关选择信号和数字对码 信号，由按钮KEY0、 KEY1、 KEY2、 KEY3、 KEY4、 KEY5和上拉电阻R1、上拉电 阻R18、上拉电阻R20、上拉电阻R21、上拉电阻R22、上拉电阻R23组成按键 输入电路，向微控制器单元芯片PL3105C-641的引脚输入控制信号。开关SWO 断开为从插座，合上为主插座；合上开关SWO后可通过6个按键来控制6组插 座的开关情况。开关SW1合上后为数字对码状态；把主从插座的数据对码接口 J2连接并合上开关SW1，可通过6个按键把处于对码状态的从插座设定组号， 设好后断开开关SW1。把从插座分好组后就可以通过主插座上的6个控制按键 来控制各组插座的开关，按一次开再按一次关。
使用时只能把其中一个插座设置为主插座1，其余的都设置为从插座2 ， 把主插座1和从插座2的数字对码接口J2对接，合上主插座1和从插座2的对 码开关SW1，进行数字对码编组，结束后，该从插座2才能响应主插座1发出 的指令。工作时，控制信号接收单元把控制信号输给微控制器单元，经微控制 器单元处理后通过电力线载波通讯单元耦合到电力线上，电力线上的从插座2 的电力线载波通讯单元把控制信号从电力线上调制出来并输给从插座2的微 控制器单元，微控制器单元根据控制信号对插座开关控制单元输出断电或重新 开启用电设备的命令。因此只需通过一个主插座1就可以控制其它从插座2上 用电设备的断电或重新开启。
如图2所示，在一个共用两条输电线的场合，回路的每一个或几个被控用 电设备接一个智能插座，并把其中一个智能插座设置为主插座1，其余的都设 置为从插座2 ，则主插座1就可以通过电力线和每一个从插座2通信，控制所 有的被控用电设备。
如图3所示，在门口安装主插座l，其余各个房间安装从插座2 ，当最后 一个离开家的人在门口通过主插座1向所有从插座2发送关闭所有电源命令， 则房间内所有智能插座全部关闭，被控用电设备断电。当第一个回家的人在门 口通过主插座1向所有从插座2发送打开所有电源命令，则房间内所有智能插 座全部打开，被控用电设备通电。
第二种实施方式如图5所示，本智能插座包括系统电源单元、微控制器单元、电力线载 波通讯单元、插座开关控制单元和控制信号接收单元。与第一种实施方式不同
的是系统电源单元采用HS-5W开关电源模块，电力线载波通讯单元采用BWIO
电力线载波模块，插座开关控制单元采用继电器控制。
权利要求1、一种基于电力线载波通讯的智能插座，包括系统电源单元、微控制器单元、电力线载波通讯单元、控制信号接收单元和插座开关控制单元，系统电源单元为各单元提供电源，微控制器单元分别与电力线载波通讯单元、控制信号接收单元和插座开关控制单元连接，电力线载波通讯单元的另一端连接到市电输入的电力线上，其特征是控制信号接收单元设有用于把本插座设置为主插座或从插座的选择开关、用于主插座对从插座进行分组的数字对码开关和一个或一个以上用于控制从插座开关或给从插座编组的控制按键，微控制器单元设有用于主插座对从插座进行分组的数字对码串行接口。
2、 根据权利要求1所述的基于电力线载波通讯的智能插座，其特征是 所述插座开关控制单元设有继电器或可控硅，串接在电力线输入端接点及插座 插孔接点之间，通过继电器或可控硅来接通或断开市电输入接点与插座插孔接 点。
3、 根据权利要求1所述的基于电力线载波通讯的智能插座，其特征是 所述微控制器单元设有用于与电脑连接的ISP数据下载接口 。
4、 根据权利要求1所述的基于电力线载波通讯的智能插座，其特征是 所述控制单元设有红外线接收模块或GPRS无线网络接收模块。
5、 根据权利要求1所述的基于电力线载波通讯的智能插座，其特征是 所述智能插座内还设有电源指示灯、显示本插座开关状态的指示灯和进行电力 线载波通讯时即闪烁的指示灯。
6、 根据权利要求1所述的基于电力线载波通讯的智能插座，其特征是所述控制按键设有6个分别用于控制6组插座的通断和为6组从插座编号。
7、 根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的基于电力线载波通讯的智能插座，其特征是所述电力载波通讯单元包括耦合电路、载波接收电路和载波发射电路，耦合电路分别与载波接收电路、载波发射电路连接，所述插座 开关控制单元采用可控硅控制，所述微控制器单元使用的是电力线载波通用智能芯片PL3105C-64I,芯片PL3105C-641的载波信号接收引脚与载波接收电路 的信号输出端连接，芯片PL3105C-64I的载波信号输出引脚与载波发射电路的信号输入脚连接，芯片PL3105C-64I输出插座开关控制信号的引脚与插座开关 控制单元的控制信号输入端连接。
8、根据权利要求1-6任意一项权利要求所述的基于电力线载波通讯的智 能插座，其特征是所述系统电源单元采用HS-5W开关电源模块，所述电力线 载波通讯单元采用BW10电力线载波模块，所述插座开关控制单元采用继电器 控制。
专利摘要本实用新型公开了一种基于电力线载波通讯的智能插座，包括系统电源单元、微控制器单元、电力线载波通讯单元、控制信号接收单元和插座开关控制单元，其特征是控制信号接收单元设有用于把本插座设置为主插座或从插座的选择开关、用于主插座对从插座进行分组的数字对码开关和一个或一个以上用于控制从插座通断或给从插座编组的控制按键，微控制器单元设有用于主插座和从插座之间进行数字对码的串行接口。本实用新型采用原有的电力线输送信号，不需要重新布线、安装简单、成本低、可靠性高，只需在主插座上操作就可以控制其它从插座，操作非常方便。
文档编号H01R13/707GK201374466SQ200920053459
公开日2009年12月30日 申请日期2009年3月27日 优先权日2009年3月27日
发明者邱天昌, 麦重恩 申请人:邱天昌;麦重恩