一种蓝牙插座的制作方法

本实用新型涉及一种插座，具体涉及一种可以通过蓝牙和云端服务器远程控制、输出电参量受限，具有漏电、超载保护功能，且控制通信层和主体可分开的蓝牙插座。

背景技术：

插座，又称电源插座、开关插座。插座是指有一个或一个以上电路接线可插入的取电口，便于与其他电路接通。通过线路与铜件之间的连接与断开，来达到该部分电路的接通与断开。

现有的插座中，在控制开关方面，需要拔下插座上的插头，或者通过控制与插座连接的设备开关，才可控制设备开关，不能实现无线、定时、远程、电参可控，不能提供漏电、超载保护，故体验性差。

现有的部分蓝牙插座结构不灵活，或者功能有限。有些只实现了插座可控开关量的现实需求，而忽略了对于超载、漏电的安全保护。体验方面忽略了各种可能的场景，不能管理输出时长，不能管理输出功率、输出电流等。使用过程中，只考虑了usb插口，而忽略了充电线携带也很麻烦的问题。同样，忽视了应急状况充电需求的场景。

如何设计一种结构简单、性能稳定、安全性能卓越、可远程控制开关、可控制输出电能参数、有效应急、充电更方便的民用电气插座，是本领域技术人员一直致力研究的问题。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的上述缺陷，提供一种蓝牙插座，解决插座不能远程控制、或者实现了开关控制但是不能精确控制电参量、不具备应急功能、使用场景不灵活、蓝牙插座和普通插座不能自由变化等的问题。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：提供了一种蓝牙插座：一种蓝牙插座，包括插座面板、控制通信层、插座部分和底座，所述控制通信层插扣在插座部分上，且与插座部分可分离，在取下控制通信层时，插座部分可独立工作；

所述插座部分包含基本功能模组和元器件，具体包括交流电输入端、民用交流电的电源驱动模块、继电器和与继电器相连接的输出电路，输出电路部分包括交流电输出端、ac-dc降压电路、usb插口和5v输出数据线；

所述插座面板为所述插座部分预留了交流电输出端外接口、本地临时控制按键外接口、5v输出数据线外接口和usb插口外接口；

所述控制通信层为一块嵌入式数字电路板，包括蓝牙通信模块和本地控制模组，所述本地控制模组包括本地控制开关、本地计时器、输出电路电参控制单元、漏电过载保护模块、本地临时控制按键。

进一步的，所述控制通信层与插座部分通过排针直插的方式连接。

进一步的，一种蓝牙插座，还包括用于该蓝牙插座的控制系统，所述控制系统包括插座面板、控制通信层、插座部分、底座和外部系统；所述外部系统包括外部蓝牙控制前端和云端服务器；

所述继电器与电源驱动模块相连，与本地控制模组相连并受其控制，与ac-dc降压电路相连并在本地控制模组允许时向其输出电能，与交流电输出端相连并按照控制模组要求的电参量向其输出电能；

所述ac-dc降压电路与继电器相连，并与usb插口和5v输出数据线相连，在本地控制模组允许时，从继电器获得供电，继而向外输出5v直流电；

所述蓝牙通信模块和本地控制模组集中在一块单独的嵌入式数字电路板上，构成控制通信层，控制通信层通过接口与继电器连接；

所述蓝牙通信模块，包括了蓝牙模组和蓝牙天线，通过射频方式与外部系统进行蓝牙匹配、接收数据并写入本地控制模组的各存储器中；

所述本地控制模组中，本地控制开关负责允许或者禁止继电器工作；本地计时器负责继电器开合过程中时长的计量；输出电路电参控制单元负责在允许继电器接通电路时，通知继电器按照设定的电参量进行输出；漏电、过载保护模块负责检测漏电和有输出情况下的电参量数据，漏电电流超出阀值或者输出超过设定的最大输出功率时，通知继电器停止工作；本地临时控制按键则是为临时紧急用电者提供的便利服务，可提供限时的、参数受限的电能输出。

进一步的，所述外部蓝牙控制前端为手机、平板、笔记本或智能穿戴设备。

本实用新型可以通过蓝牙和云端服务器对插座进行远程管理：控制输出电参量受限的电能；同时具有漏电、超载保护功能；且控制通信层和主体可分开，既可以作为蓝牙插座又可以作为普通插座使用。

附图说明

图1是本实用新型包含控制通信层的结构示意图。

图2是本实用新型剥离控制通信层后的结构示意图。

图3是本实用新型的外观结构主视图。

图4是本实用新型的总体控制模式示意图。

具体实施方式

结合附图1、2、3和4，对本实用新型的实施作详细说明。

如图1、2所示，一种蓝牙插座，包括插座面板40、控制通信层20、插座部分30和底座50，控制通信层20插扣在插座部分30上，且与插座部分30可分离，在取下控制通信层20时，插座部分30可独立工作，如图2所示将所述插座部分30装入底座50，再将所述插座面板40盖扣在顶上，就组成了普通插座。将控制通信层20插扣在插座部分30时，就组成了蓝牙插座，如图1所示。

如图3所示，插座面板40包括了为所述插座部分30预留了交流电输出端外接口330、本地临时控制按键外接口2250、5v输出数据线外接口360和usb插口外接口350。本实用新型以蓝牙通讯方式控制插座输出指定参数电能。

控制通信层20为一块嵌入式数字电路板，插座部分30为传统插座的基本功能模组及元器件部分。承载控制通信层20功能的嵌入式数字电路板通过排针直插的形式可嵌入到插座部分30上。从而使传统插座拓展了与网络的通信功能。插座部分30的功能因为受到控制通信层20的控制，变成可以编辑逻辑、可与网络通信的物联网插座。

如图4所示，插座部分30包括交流电输入00、民用交流电的电源驱动模块31、继电器32和与继电器32相连接的输出电路，还包括交流电输出端33、ac-dc降压电路34、usb插口35和5v输出数据线36。

控制通信层20包括蓝牙通信模块21和本地控制模组22。

所述继电器32前端与电源驱动模块31相连，与本地控制模组22相连并受其控制，与ac-dc降压电路34相连并在本地控制模组22允许时向其输出电能，与交流电输出端33相连并按照控制模组22要求的电参量向其输出电能；所述ac-dc降压电路34与继电器32相连，并与usb插口35和5v输出数据线36相连，在本地控制模组22允许时，从继电器32获得供电，继而向外输出5v直流电。

蓝牙通信模块21和本地控制模组22集中在一块单独的嵌入式数字电路板上，构成控制通信层20。控制通信层20通过接口与继电器32连接。所述控制通信层20与插座部分30是两个相对独立的部分，可以快速插拔，插拔的方式为排针直插形式，从而实现插座在普通插座与智能蓝牙插座之间的快速切换。

蓝牙通信模块21，包括了蓝牙模组和蓝牙天线，通过射频方式与外部系统10进行蓝牙匹配、接收数据并写入本地控制模组22的各存储器中。

如图4所示，本地控制模组22，包括了本地控制开关221，本地计时器222，输出电路电参控制单元223，漏电、过载保护模块224，本地临时控制按键225。

本地控制模组22中，本地控制开关221负责允许或者禁止继电器32工作；本地计时器222负责继电器32开合过程中时长的计量；输出电路电参控制单元223负责在允许继电器32接通电路时，通知继电器32按照设定的电参量进行输出；漏电、过载保护模块224负责检测漏电和有输出情况下的电参量数据，漏电电流超出阀值或者输出超过设定的最大输出功率时，通知继电器32停止工作；本地临时控制按键225则是为临时紧急用电者提供的便利服务，可提供限时的、参数受限的电能输出。

如图4所述，蓝牙插座正常工作过程中，外部蓝牙控制前端11配对蓝牙通信模块21；而后外部蓝牙控制前端11向云端服务器12申请服务；在获得云端服务器12认证许可后，云端服务器12通过外部蓝牙控制前端11向蓝牙插座发送命令，命令包括许可、时长、功率等字段；命令数据写入本地计时器222、输出电路电参量控制单元223及漏电、过载保护模块224，这些部分汇同本地控制开关221共同控制继电器32的工作状态。至此，用户通过外部蓝牙控制前端11汇同云端服务器12，实现了对于近端取电端口的安全与规范使用。

所述外部蓝牙控制前端11包括了手机、平板、笔记本、智能穿戴等各类可移动蓝牙设备。

工作过程中：

蓝牙插座的控制通信层20通过向外发布的广播包，使自己处于可被发现的状态。外部蓝牙控制前端11通过云端服务器12提供的界面可查找并发现蓝牙插座的ip地址，进一步配对该设备的蓝牙通信模块21；接着，外部蓝牙控制前端11通过特定的云服务器12提供的界面向云端服务器12提出用电服务的申请；云端服务器12根据申请前端的状态、申请人的权限、申请时间等要素下发相应许可内容，许可为一条数据，内容包括是否许可使用、许可使用时长、允许最大输出功率等。许可内容通过外部蓝牙控制前端11转发送给插座的蓝牙通信模块21，再经由蓝牙通信模块21写入到本地控制模组22各存储单元。

具体地，当控制通信层20插入插座部分30之上时，普通插座变成蓝牙插座。所述蓝牙插座通过蓝牙通信模块21可以收到外部蓝牙控制前端11发送过来的、经由云端服务器12审核并下发的电参量信息。该数据能被写入本地控制模组22各控制模块中。此时继电器32动作受到本地控制模组22中的各参数的控制。具体地，经由外部蓝牙控制前端11发送过来的、经由云端服务器12审核并下发的电参量，包括了是否允许继电器32工作的本地控制开关221的参数y/n；允许继电器32工作的本地计时器222的时长hh:mm:ss；允许继电器32工作时输出电路电参控制单元223的电参量最大值，例如250v，2.5a，500w等；还包括了漏电、过载保护模块224允许工作的漏电范围，例如<15ma允许接通、>30ma不允许接通的漏电保护要求。除非本地临时控制按键225被按下，否则所有条件必须全部符合时，本地控制模组22才允许继电器32向外输出电能。

如上例，本地控制开关221的参数值为y、且本地计时器222时长>0、且电压<250v、且电流<2.5a、同时漏电、过载保护模块224监测到的漏电电流<15ma、漏电-过载保护模块224监测到的输出功率<500w时，允许继电器32输出电能。

上例中，当本地控制开关221的参数值为n，或者本地计时器222时长等于0，或者电压大于等于250v，或者电流大于等于2.5a，或者漏电过载保护模块224监测到的漏电电流大于30ma，或者漏电-过载保护模块224监测到的输出功率大于等于500w时，任一条件成立都会触发继电器32被切断，即不允许输出电能。

本地临时控制按键225则是为临时紧急用电者提供的便利服务。按下时，可提供限时的、参数受限的电能输出。按键被按下时，参考输出电路电参控制单元最近一次数值，例如，提供电流小于2.5a，电压小于250v，功率小于500w的电能输出；同时本地计时器222倒计时2分钟，当本地计时器222数值为0时，触发继电器32被切断。与此同时，本地计时器222倒计时30分钟，在此期间本地临时控制按键225失效。

在控制通信层20与插座部分30断开连接时，由于继电器32不受控制通信层20的限制，插座部分30仍可独立正常工作，交流电输入00在经由电源驱动模块31后，通过继电器32被分配到ac-dc降压电路34和交流电输出端33；ac-dc降压电路又将220v交流电降压转换至5v直流电，并分别输出至5v输出数据线36和usb插口35，总体工作状况将不受控制通信层20的限制。