智能插座在智能家居系统中的设计和应用

中国仪器仪表 CHINA INSTRUMENTATION

2010年 第10期

智能插座在智能家居系统中的设计和应用

The Design and Application of Smart Power Outlet in Smart Home System

1 引言

物联网是指在物理世（The Internet of Things）界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式系统，使之成为“智能物体”通过网络，设施实现信息传输、协同和处理，从而实现物与物、物与人之间的互联。物联网代表着下一代信息技术的发展方向，预计将在10年内大规模普及，发展成为一个上万亿元规模的高科技产业。

智能家居是物联网的主要应用之一，它以家庭住宅为平台，利用先进的计算机技术、通信技术、传感器技术、控制技术等，将各种家用电子设备进行集中的控制和管理，从而创造出高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。本文介绍了智能插座在智能家居系统中的应用，以及新型智能插座的设计方法。

2 智能插座发展现状

传统的电源插座功能仅是分配多路电源，而智能插座除具备该功能外，还具有智能化的特点，普通插座和智能插座从外形到功能均有较大不同，如图1所示。目前市场上已经出现了多种不同功能的智能插座，主要可以分为以下几类：

漏电保护型智能插座。该类插座具有漏电保（1）

护、超限断电等功能，当发现超过一定幅值的电流未与零线构成回路，认为漏电并立刻切断供电，同时在输入电压过高、用电负荷异常时可自动切断电源，保护电器。

定时型智能插座。该类插座主要为用户分时（2）

用电而设计。例如在电价便宜时启动电热水器、洗衣机等工作，从而节约电费。该类插座一般具有时钟功

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能，可对插座中的每一个插口进行编程，控制电源定时开断。

C

手持控制器

V

嵌入式控制器

本地端

Internet

远程端

普通插座智能插座

智能插座

智能插座

图1 普通插座和智能插座外观对比图

主路控制型智能插座。该类型插座一般有一（3）

个主路，其它为辅路。如电脑主机断电后，判断出该主路无电流，则切断整个插座的电源，这样当电脑关机后，可以将辅路上的其他设备如显示器、音箱等也进行断电，从而减少待机功耗，提高用电安全性。

插座中的每一路都可以由（4）遥控型智能插座。

无线遥控器进行远程控制，该类插座一般需要同时配一个无线遥控器，通信方式一般为红外或小无线，也可声控。

计量型智能插座。这类插座的功能类似于单（5）

相多功能电表，它可以计量插座中用电设备的电压、电流、功率、电能值等。该类插座一般配有按键和LCD屏，也可将数据传送到电脑上，分析设备的用电情况。图1中的智能插座即为此类。

由以上几类智能插座的分析可以得知，智能插座内部均集成了微处理器芯片，可进行智能处理，但目前的智能插座设计以提供单一的保护、监测或控制为主，产品功能较为单一，很难实现信息化和远程控制，还无法达到智能家居系统的应用要求。

电气1电气N

智能

安防系统智能灯光系统网络智能家电

图2 智能家居系统框图

智能模块。包括智能插座、智能安防系统、智（1）

能灯光系统、网络家电等，智能插座主要用于监测插座上电器的用电状态、控制电器的供电，在电器提供支持的前提下，也可以控制电器的工作；智能安防系统和智能灯光系统通过相应的视频探头、传感器监视当前状态，将状态信息实时传送给主控制器，同时自动进行系统报警、灯光开启关闭等；网络家电由于具有网络功能，可直接由主控制器或远程端控制工作。

主控制器。主控制器包括嵌入式控制器和手（2）

持式控制器，嵌入式控制器一般固定安装在入户处，手持式控制器则可以在户内任意地点使用。主控制器可以通过按键，查看或控制智能家居系统内所有设备的状态，如对电器开关、状态监测、灯光控制、安防控制等。

本地和远程控制端。本地计算机可通过有（3）

线方式与嵌入式主控制器连接通信，结合计算机端的监控软件，可以方便地在计算机上对家居系统进行参数设置和状态查看。而嵌入式主控制器被连接到Internet网络上，用户可利用远程端的上网计算机进行远程登录设置，同时，用户也可以在手机上利用3G公网登录Internet，实现远程操作。远程操作必须有相应的接入许可措施，保证智能家居系统的安全性。

3 智能插座与智能家居

智能插座的未来发展是成为智能家居的组成部分，智能家居是物联网的重要应用，它将融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体，将各种家庭设备如家电设备、照明系统、安防系统、网络家电等通过智能家庭网络联网实现自动化，图2为一个智能家居系统的典型框图。

由图2可知，一个典型的智能家居系统一般包括以下几部分。

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4 智能插座的功能与实现

4.1 智能插座功能要求

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为满足智能家居系统的需求，我们需要设计出新型的智能插座，其必须具有智能化、 …… 此处隐藏：1500字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……