一种节能插座

1.一种节能插座，其特征在于，包括节能插座的控制系统和普通插座，所述节能插座的控制系统的电阻分压电流取样检测模块、供电控制模块分别串接在普通插座的火线上，所述节能插座的控制系统的火线偷电的电源模块输入端分别连接普通插座的火线和零线；
节能插座的控制系统包括电源模块、电流检测模块、供电控制模块、I/O输入控制模块、红外遥控接收模块、单片机处理模块，由单片机处理模块对电流检测模块、I/O输入控制模块和红外遥控接收模块传送的信号进行处理，并通知供电控制模块和指示灯进行相应操作，单片机处理模块中的系统程序包括初始化程序、恢复供电程序、红外学习程序、红外遥控程序、节电模式程序、自适应学习程序；
电源模块为：将220V交流电由火线L、零线N引入，通过整流、滤波、稳压，各环节得到较稳定的8.2V直流，选用TI公司的低压差线性稳压器U4TLV1117，为单片机和外围电路提供稳定的5V电压，其中，+5V输出为继电器提供电源，+5V_MCU输出为单片机提供电源，两者之间用二极管隔离，以避免在继电器动作的瞬间+5V电压下降引起单片机复位，设计开关S0用于切换插座的工作模式，断开时则插座为常通模式，闭合时则由单片机来控制插座通断电；
电流检测模块为：由大功率二极管UGB15JT实现对火线电流的检测并将其转换为模拟电压信号，再利用线性光耦芯片做隔离保护，最后信号输入至单片机的A/D采样端口；
供电控制模块为：选择日本松下的DSP1A-L2双线圈自锁继电器，当其接收到单片机接通或断开电源指令后，线圈只需瞬间带电，其磁保持环节可实现保持接点动作以使节能插座接通或断开电源；
I/O输入控制模块为：设计切换开关、独立开关、按键一、按键二，其中切换开关用于切换节电插座的节电模式与自适应学习模式，独立开关决定插座是否处于长通模式，按键一用于节电插座的恢复供电以及进入红外学习中断程序，按键二用于手动记录节能插座的最小工作电流；
红外遥控接收模块为：红外遥控接收模块采用一体化红外接收头NB1838，其光电检测和前置放大器集成于同一封装，中心频率为37.9kHz，NB1838对接收到的红外信号放大、检波、整形，并解调出红外遥控编码，得到TTL电平，反相后输入至单片机中处理；
单片机处理模块为：单片机型号选择INTEL公司MCS-51系列单片机89C52；
设计系统的软件程序，采用模块化设计方式，分为：系统初始化、电流计算子程序、按键处理子程序、红外学习和遥控子程序、节电模式子程序、过负荷保护子程序、继电器跳合闸逻辑、LED输出子程序和自适应学习子程序；
系统在上电之后首先进行初始化以及开中断工作，判断当前模式，分别进入相应程序；
通常自适应学习子程序先被执行且只被执行一次用于获取当前电器所对应的断电门槛值，进入自适应学习子程序之后相应的指示灯亮，循环定时读取火线电流大小，记录其最大值与最小值，当自适应学习定时时间到2分钟，结束循环，判断最大值与最小值相差4倍时，将最小值乘以可靠系数作为整定值保存到闪存，所述可靠系数默认设为1.2，指示灯改为平光提示用户学习结束；
之后系统启动，进入节电模式，循环定时读取火线电流大小，与整定阈值进行比较，当其小于整定阈值时启动定时器，当负载电流连续30s小于整定值时，子程序返回0，由继电器跳合闸模块断开插口供电，由LED输出模块使LED指示灯每秒闪一次示意用户已断电；
当检测到按键一被按下，进入外部中断；若判断为短按则置红外合闸命令标志，由继电器跳合闸模块合上继电器，向负载供电；若判断为长按则跳入红外配对子程序，将红外数据保存到闪存中，完成红外学习。

一种节能插座\n技术领域\n[0001] 本发明涉及节能技术领域，尤其涉及一种节能插座的控制系统、节能插座及控制方法。\n背景技术\n[0002] 节约用电已成为大家的共识。家用电器的节能降耗方案从本质上可以归结为两种措施：一是降低家用电器自身的待机能耗；二是在家用电器与电源之间加装节能插座，用于检测家用电器的待机状态，并在家电进入待机状态后切断供电，使之处于断电状态而不消耗电能。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的在于提供一种节能插座的控制系统、节能插座及控制方法，通过检测插座火线电流，达到待机时切断电源、节能目的。\n[0004] 为了达到以上目的，本发明实施例公开了一种节能插座的控制系统，包括：电源模块、电流检测模块、供电控制模块、单片机处理模块，所述电流检测模块用于对插座火线电流进行检测，电源模块用于为其它模块提供电源，单片机处理模块对电流检测模块信号进行处理，如果电流检测模块检测到的插座火线电流小于门槛值，则通过供电控制模块切断插座火线。\n[0005] 进一步，作为一种优选，还包括I/O输入控制模块、红外遥控接收模块和指示灯，所述I/O输入控制模块由一个切换开关和两个按键组成，切换开关用于切换节能插座的工作模式，按键一短按用于节电插座的恢复供电，长按用于红外学习模式启动，按键二用于手动记录节能插座的最小工作电流；红外遥控接收模块，用于接收红外遥控信号，并将输入信号送入单片机处理模块进行红外学习配对和控制处理；指示灯与单片机处理模块连接，用于指示插座的各种状态。\n[0006] 本发明实施例还公开了一种节能插座，包括一个普通插座和一个节能插座的控制系统，节能插座的控制系统的电流检测模块、供电控制模块分别串接在普通插座的火线上，节能插座的控制系统的电源模块输入端分别连接普通插座的火线和零线。\n[0007] 本发明实施例还公开了一种节能插座控制方法，包括以下步骤：自适应学习步骤：\n获得插座待机时火线电流，根据待机火线电流获得门槛值；\n[0008] 节能步骤：检测插座火线上工作电流，如果工作电流小于设定的所述门槛值，则切断火线，否则保持不变。\n[0009] 进一步，作为一种优选，所述自适应学习步骤具体为：\n[0010] 循环定时读取火线电流，记录火线电流最大值和最小值；\n[0011] 达到自适应学习定时时间，结束循环，当所述火线电流最大值与最小值相差超过设定倍数时，将最小值乘以可靠系数后作为门槛值保存至闪存中，结束。\n[0012] 本发明通过检测火线电流，达到切断电源、节能效果，具有节能、智能学习的功能特性，能自适应于多厂家多类型的家用电器，并可由多种已有家用遥控器实现对其通断的可靠控制，有效降低家用电器的待机能耗。\n附图说明\n[0013] 当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：\n[0014] 图1为本发明实施例节能插座的整体框图。\n[0015] 图2为本发明实施例电源模块硬件电路图。\n[0016] 图3为本发明系统程序实施例流程图。\n[0017] 图4为本发明基于红外学习配对的遥控电源恢复的程序实施例流程图。\n[0018] 图5为本发明基于自适应学习的待机电流检测的程序实施例流程图。\n具体实施方式\n[0019] 为使上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。\n[0020] 如图1所示，一种节能插座，包括：节能插座的控制系统1、普通插座2，节能插座的控制系统1包括电源模块11、电流检测模块 12、供电控制模块13、I/O输入控制模块15、红外遥控接收模块16、单片机处理模块14，由单片机处理模块14对电流检测模块12、I/O输入控制模块15和红外遥控接收模块16传送的信号进行处理，并通知供电控制模块13和指示灯17进行相应操作，单片机处理模块14中的系统程序包括初始化程序、恢复供电程序、红外学习程序、红外遥控程序、节电模式程序、自适应学习程序。\n[0021] 实施例\n[0022] 步骤1：设计节能插座的硬件电路：\n[0023] 电源模块11：如图2所示，将220V交流电由火线L、零线N引入，通过整流（RV1、R19、C8构成输入滤波，经过U3整流）、滤波（E2、DZ1、C10构成滤波）、稳压（D13、U4构成稳压，E3、C11、D8、E4构成滤波）各环节得到较稳定的8.2V直流，选用TI公司的低压差线性稳压器U4TLV1117，为单片机和外围电路提供稳定的5V电压，其中，+5V输出为继电器提供电源，+5V_MCU输出为单片机提供电源，两者之间用二极管隔离，以避免在继电器动作的瞬间+5V电压下降引起单片机复位，设计开关S0用于切换插座的工作模式，断开时则插座为常通模式，闭合时则由单片机来控制插座通断电。\n[0024] 电流检测模块12：由大功率二极管UGB15JT实现对火线电流的检测并将其转换为模拟电压信号，再利用线性光耦芯片做隔离保护，最后信号输入至单片机的A/D采样端口。\n[0025] 供电控制模块13：选择日本松下的DSP1A-L2双线圈自锁继电器，当其接收到单片机接通或断开电源指令后，线圈只需瞬间带电，其磁保持环节可实现保持接点动作以使节能插座接通或断开电源。\n[0026] I/O输入控制模块15：设计切换开关、独立开关、按键一、按键二，其中切换开关用于切换节电插座的节电模式与自适应学习模式，独立开关决定插座是否处于长通模式，按键一用于节电插座的恢复供电以及进入红外学习中断程序，按键二用于手动记录节能插座的最小工作电流。\n[0027] 红外遥控接收模块16：控接收模块采用一体化红外接收头NB1838，其光电检测和前置放大器集成于同一封装，中心频率为37.9kHz，NB1838对接收到的红外信号放大、检波、整形，并解调出红外遥控编码，得到TTL电平，反相后输入至单片机中处理。\n[0028] 单片机处理模块14：单片机型号选择INTEL公司MCS-51系列单片机89C52。\n[0029] 步骤2：如图3所示，设计系统的软件程序，采用模块化设计方式，分为：系统初始化、电流计算子程序、按键处理子程序、红外学习和遥控子程序、节电模式子程序、过负荷保护子程序、继电器跳合闸逻辑、LED输出子程序和自适应学习子程序。\n[0030] 系统在上电之后首先进行初始化以及开中断工作，判断当前模式，分别进入相应程序。通常自适应学习子程序先被执行且只被执行一次用于获取当前电器所对应的断电门槛值，具体实现流程如图5所示，进入自适应学习子程序之后相应的指示灯亮，循环定时读取火线电流大小，记录其最大值与最小值，当自适应学习定时时间到2分钟，结束循环，判断最大值与最小值相差4倍时，将最小值乘以可靠系数（默认设为1.2）作为整定值保存到闪存，指示灯改为平光提示用户学习结束。\n[0031] 之后系统启动，进入节电模式，循环定时读取火线电流大小，与整定阈值进行比较，当其小于整定阈值时启动定时器，当负载电流连续30s小于整定值时，子程序返回0，由继电器跳合闸模块断开插口供电，由LED输出模块使LED指示灯每秒闪一次示意用户已断电。\n[0032] 当检测到K1被按下，进入外部中断。若判断为短按则置红外合闸命令标志，由继电器跳合闸模块合上继电器，向负载供电。若判断为长按则跳入红外配对子程序，具体实现流程如图4所示，将红外数据保存到闪存中，完成红外学习。\n[0033] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。