关于新型安全智能插座的开发以及研究

关于新型安全智能插座的开发以及研究

(中国石油大学山东省青岛市266580)

摘要:市场上出现的插座,其实对于电路的保护并不完全,也并不全面。智能插座的开发以及生产不仅能有效避免电路漏电的发生同时也能有效的避免家庭火灾的发生,智能插座不仅方便便捷,更重要的是它将会改变人们的生活方式,对于人们生活方式的改变有着至关重要的作用,新型安全智能插座不仅自身安全同时也能更好的保证家庭用电安全。

关键词:智能插座;材料安全;新型安全

大学生创新创业训练计划资助,本实用新型公开了一种新型智能插座,此智能插座的开发结构精巧,且部件安全,该插座的组成部分有以下几部分:主控制插座电路、受控制插座电路、智能限电器以及主控单元等部分。主控单元根据电压检测单元反馈信号控制继电器线圈电流的通断。本实用新型具有以下显著的有益效果:(1)采用智能控制技术,彻底解决电器在不使用时的待机功耗问题,使电器在不使用时将待机功耗降低到零,解决了我国很多科技漏洞问题(2)简单制造,方便进行工业化生产。

一、前期完成成果

在前期的制作中,并没有使用申请书中提到的51单片机,而是使用了arduino,型号为promini,其具有体积小,使用简单、跨平台、简单清晰、开放性、发展迅速等特点。越来越多的软件开发者使用Arduino进入硬件、物联网等开发领域;大学里,自动化、软件,甚至艺术专业,也纷纷开展了Arduino相关课程。

除此之外,报警还用到了GSM模块,当插座状态不正常时,单片机控制继电器切断电源,同时通过gsm模块向用户手机发送短信,对用户报警,这个功能没有实现,但是通过学习研究,对这个模块的功能有了一定了解。我们选用的是GA6模块,A6GPRS模块是一款GPRS数据传输核心模块,提供串口转GPRS/短信息/语音通话等信息传输功能,被广泛应用于物联网/车载/电力环境检测等领域。定时功能是通过红外遥控来实现的。通过编写程序完成了红外遥控功能,通过遥控能够使智能插座根据不同的时间设定值自主控制通断,给用户提供简介的使用体验;红外外遥控应用在该设备中,不仅可以增加用户的使用体验,同时他也为该新型智能插座增加应用性,该技术的应用将是我国插座行业的一场技术革新,更具市场。

二、中期检查以及存在的问题

1.与手机通信。目前GSM模块的使用有了初步的学习,也通过学习编程掌握了要实现插座向手机报告消息功能使用的基本逻辑,但是实际的调试还存在问题,与手机通信的功能并未真正实现,为了保证能远程对插座进行控制,这是首先要解决的问题。除此之外,也启用了esp8266模块,通过下载器向模块中下载lua源码,结合app,就可以通过wifi实现手机与插座的连接,进行远程控制,用户可以通过app自主选择插座的两种状态,即ON和OFF,此功能能够进一步增加使用的舒适性,具有良好的用户体验。

2.定时模块的开发。目前采用的红外遥控已经初步实现,通过使用红外遥控器可以自主设定插座工作的时间,给使用者带来便利,目前此功能也已经基本实现,但是不能实时更改已经设置好的时间值,用户不能根据需求设定认识时间,这是可以优化的一个方面。

3.能够实现电量的监控,准确显示出使用电量的数值,初步选定为HLW8012芯片。HLW8012芯片提供了不仅高效精确的节能方案还未该装置带来更加方便的控制系统,该集成芯片可准确无误的进行精确的测量电流的有效数值IRMS和电压有效值数值VRMS、有功功率以及电量。HLW8012的V1P和V1N引脚输入电流信号波,电流通道集成一个固定增益放大器,允许的最大差分输入信号为±43.75mV;电压通道允许的最大输入信号是±700mV。HLW8012可以使用低成本的锰铜采样电阻或电流互感器来测量电流,并使用分压电阻或电压互感器来测量电压,其芯片的脉冲输出频率与有功能量成正比。

4.对插座进行进一步完善包装,包括结构布局、外形封装等,使之成为一个“产品”而不是“作品”

还没有调试好gsm模块与单片机的连接程序,实现实时汇报的功能;插座目前没有电量测量功能,这也是下一阶段的主要问题

三、研发新型插座的优势

1、材质安全可靠,并且适用范围广阔,具有十分前景的市场;2、环保安全,无异味精巧可安置在家中任何地方;3、成型后变形率低,而且尺寸的固定性良好;4、可长期使用;5、可适应各种气候;6、电气特性优;7、环保且无污染符合国家生产要求8、耐热老化性:增强后的UL温度指数达120~140℃(户外长期老化性也很好);9、绝缘性能:优良(潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料),触点和弹片就是关系到开关插座内在质量的两个重要要素。

【总结】该项目所涉及的产品总体来讲,第一实现输出功率的调节、第二点插座能够控制插头在遇到危险时自动弹出、第三点将插座的外形进行优化缩小了占地空间、第四点将现有的插座的功能实现一体化。通过对上述插座的开发与研究,我们不难看出新型智能插座能够实现现有插座无法涉及的领域,实现定时关闭电源,实现插座自动调节与保护,实现远程控制等。

参考文献:

[1]袁麓,刘丹斌,安国超.面向广电物联网的智能家居系统及其网关的研究[J].中国有线电视,2014(S1):154-155.

[2]中国电器工业协会.GB1002-2008.家用和类似用途单相插头插座型式、基本参数和尺寸[S].北京:中国标准出版社,2009.

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