[实用新型]一种基于电磁辐射和电量检测的模块化嵌入式智能插座

说明书

本实用新型公开了一种基于电磁辐射和电量检测的模块化嵌入式智能插座，由前面板、供电单元、天线单元、传感器单元、信号处理单元、显示单元、USB TypeC接口单元、电源插孔单元和开关控制单元组成。使用电流、电压传感器和天线对插座电量进行状态监测，数据信息可实时反馈到上位机处理，实现对电源或电子模块进行故障检测并进行状态报告，保证插座的安全运行；采用天线模块，既可以作为故障检测传感器，也可以用来无线传输、中继智能家居系统信号；使用嵌入式底座和功能模块，功能模块可灵活更改、升级和扩展。

技术领域

本实用新型涉及电气智能插座领域，具体是一种集成了电磁辐射传感器、电流检测传感器以及无线传感网络控制器的智能插座，该插座可实现自我故障诊断，可进行中继通信智能家居组网和控制，模块化嵌入式设计保证在体积小巧的同时功能可变和可扩展。

背景技术

插座是人们日常生活常见的基本用电设备，同时也是提供电源和控制电器的最重要的设备之一。随着现代科学技术的进步以及人们对生活质量的追求，智能家居设备受到人们越来越多的关注和青睐，而插座的选择也是构建智能家居系统的基础之一。传统插座中的机械式开关虽然操作简单、成本低、便于安装，但并不适用于智能家居设备的控制。因而，带有电子模块的智能插座发展起来，其产品不断涌现。

现有的智能开关主要是单向接收远程控制信号，用来实现远程开断功能，属于受控端其功能较单一；由于增加了电子模块，这种开关较纯机械式开关更易损坏，不带有故障检测传感器和相关电路，无法实现自我诊断功能和保护功能；智能家居系统往往使用集线器、交换机或路由器等其他设备作为信号传输中转站，给这些设备供电需要额外布线，造成了空间浪费和成本的提高；并且随着智能家居网络规模和复杂性的增加，现有插座无法改变或增加新功能，可扩展性和可升级性较差。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型提供了一种基于电磁辐射和电量检测的模块化嵌入式智能插座，目的在于实现自我诊断功能从而及时和精准的发现和解决故障，可以进行中继通信构建智能家居系统信号通信网络，由嵌入式底座和功能模块构成可灵活搭配插座功能。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种基于电磁辐射和电量检测的模块化嵌入式智能插座，由前面板、供电单元、天线单元、传感器单元、信号处理单元、显示单元、USB TypeC接口单元、电源插孔单元和开关控制单元组成：(1)前面板由嵌入式底座和功能模块构成，功能模块分为主要功能模块和副功能模块，不同模块之间可以更替实现插座功能转变；(2)供电单元可以提供交流电或者转换为直流电提供给电子器件；(3)天线单元包括SMA天线接口和宽频带天线，既可以用来接收智能家居系统通信信号，还可以检测电源线路故障电磁辐射信号；(4)传感器单元包括电流传感器、电压传感器，实现对电流和电压的检测；(5)信号处理单元包含认知无线电与宽频带天线配合，控制天线智能变频通信，收发、中继无线传感网络信号实现智能家居系统组网，以及检测电源线路故障电磁辐射信号；(6)显示单元由液晶显示器构成，用来显示当前状态；(7)USB接口单元包含USB TypeC型接口，可以把当前数据传输到U盘中，也可以对芯片编程用以改善或升级功能；(8)电源插孔单元可接3脚插头和双脚插头；(9)开关控制单元包含电子模块，当插座接收到外部指令后可以实现远程开关控制功能。

所述的前面板包括嵌入式底座和功能模块，嵌入式底座表面长宽尺寸固定，可嵌入墙内也可放在盒柜内，功能模块表面长宽尺寸固定，便于嵌入在底座内。

所述的供电单元用于提供交流电源给插头，以及转换为直流电提供给直流电子模块。

所述的天线单元包含SMA天线接口，连接宽频带天线可以检测插座发出的电磁辐射信号进行故障诊断，也可以收发和中继外部智能家居系统通信信号。

所述的传感器单元由直流电流互感器和分压电阻传感器构成，电流互感器可采集0-25A直流电流，分压电阻可采集0-400V直流电压，用于采集低压直流线路中的电流和电压等电量参数。