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智能节能插座的方案原理与实现 - 全文
来源：IC猫 作者：佚名日 11:00
[导读] 随着物联网的快速发展，使节能插座产品延伸到智能家居领域，节能插座朝着智能化的方向发展，出现了智能节能插座，智能插座与普通节能插座相比，多出了一个 WIFI 模块，通过接入网络的手机能接收开启和关闭指令，通过切断电源来实现与之接驳电器的开关，不仅能帮助你远程关闭家中的电器，还能够提前开启。
　　随着物联网的快速发展，使节能插座产品延伸到智能家居领域，节能插座朝着智能化的方向发展，出现了智能节能插座，智能插座与普通节能插座相比，多出了一个 WIFI 模块，通过接入网络的手机能接收开启和关闭指令，通过切断电源来实现与之接驳电器的开关，不仅能帮助你远程关闭家中的电器，还能够提前开启。
　　一、智能插座方案主芯片HLW8012 介绍
　　HLW8012 为插座厂家和智能家居厂家提供了一个高度精确且成本低廉的电能测量解决方案。该集成芯片专为住宅用单相电能表或智能插座设计，可精确测量电流有效值IRMS 和电压有效值VRMS、有功功率和电量。
　　HLW8012 的内部结构
　　HLW8012 的内部结构如图1 所示。它由2 个可编程增益放大器、2 个&D－&S调制器、配套的高速滤波器、功率计算、功率监测、串行接口及相应功能寄存器等组成。两个可编程放大器采集电压和电流数据，&D－&S调制器对模拟量采样处理，滤取可用电压、电流数字信号，并将计算的功率值、电压有效值和电流有效值通过脉冲指示方式对外输出。
　　二、 芯片HLW8012 工作原理
　　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。
　　三、HLW8012 的主要特性
　　& 高频脉冲CF，指示有功功率，满足50/60Hz IEC 687/1036 标准的准确度要求，在1000:1范围内达到&0.2%的精度。
　　& 高频脉冲CF1，可配置成为输出电流有效值或者电压有效值，在500:1 范围内达到&0.5%的精度。
　　& 内置电源监控电路，当电源电压低到4V 时，芯片进入复位状态。
　　& 内置2.43V 的电压参考源。
　　& 5V 单电源供电，工作电流小于3mA。
　　& SOP8 封装
　　图2 为智能节能插座的功能框图，由电源模块、主控制器模块、电能信号采集电路、无线通信模块组成。图为智能节能插座的功能框图，由电源模块、主控制器模块、电能信号采集电路、无线通信模块组成。主控器为NEC 的 9234，为消除串行通讯波特率误差，晶振设为11.0592M。电源部分采用AC-DC 电路，由220V 转为12V，再经稳压芯片转换成5V 给主控MCU NEC9234，电能计量IC HLW8012 和继电器提供电源。由于现在的无线模块大多采用3.3V的工作电源，所以5V 电源需经DC-DC 降压为3.3V 后，提供给WIFI 无线模块，如定时开关，过载报警等。
　　智能节能插座的功能框图
　　1 电源电路
　　智能插座电源电路
　　电源电路有两路，一路是将交流220V 经AC-DC 转换成12V 电源，采用SY50103 芯片，可以提供1A 的电流，纹波控制在100mV 以内。开关电源的优势在于功率小、转换效益高，同时体积也小，适合放入较小体积的插座内。开关电源电路图如下图所示：继电器选用12V 10A 继电器，12V 继电器相比5V 继电器的成本要低一些。由于主控制器和电能计量IC 需提供5V 电源，而无线WIFI 模块采用是3.3V 电源供电，所以12V 电源出来之后，又分为两路，一路使用稳压芯片78L05，将电源降到5V，给MCU 和HLW8012 提供电源；另一路采用DC-DC 芯片，将12V 转为3.3V 给无线模块提供电源。
　　2 计量功能电路
　　采样电路包括电流信号采样和电压信号采样两部分。
　　电压采样采集的是零线信号上的电压，由于电压信号较大，有效值是220V，需通过电阻网络降压的方式实现采样，通过串联6 个470K 的电阻和1 个1K 的电阻进行分压，然后接入计量芯片HLW8012 的电压输入采样端V2P 引脚。
　　HLW8012 的V1P 和V1N 引脚是电流采样通道，采集锰铜电阻两端的电压降，电流流经锰铜电阻后，会产生一个压降，不同阻值的锰铜电阻电压降不同，锰铜电阻的阻值一般选用2豪欧或5 豪欧，阻值不宜过大，当有大电流通过的时候，采样电阻的阻值过大容易造成发热，就会影响到采样电阻的阻值，使测量结果不准确。
　　HLW8012 的内部DSP 具有一定的增益，经过频率转换模块后，有功功率、电流有效值
　　和电压有效值的输出频率可由以下公式计算：
　　（1）有功功率计算公式：
　　（2）电流有效值计算公式：
　　（3）电压有效值计算公式：
　　V1：电流通道引脚上的电压信号
　　V2：电压通道引脚上的电压信号
　　Fosc：内置晶振，典型频率约为3.579MHz
　　Vref：内置基准源，典型电压为2.43V
　　主控器为单片机NEC 9234，是整个电路的核心控制器，读取负载电流有效值、电压有效值及负载功率。并可以通过继电器，对负载的电源进行开启或关闭。控制器通过无线WIFI 模块可以将继电器的开关状态、工作时间、用电量、电压有效值和电流有效值数据传输给服务器，服务器对数据进行存储和分析，以达到更加智能化的控制目的。
　　四 智能插座软件设计
　　主程序流程图：
　　五 总结
　　采用HLW8012 的智能插座方案，能够准确的实现对用电器器用电情况的计量;该方案减少了外围元器件数目，提高了系统的测量精度，具有可靠性高、精度高、成本低等优点。
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方案介绍：随着生活水平的提高，人们家里们的电器越来越多了，特别是厨房，它是小家电最多的地方，如微波炉、洗碗机、面包机等等... 一个个去操作？太麻烦了！智能设定后，一键启动到预设模式。让您不在厨房也能进行操作。想象下这样的场景，身在客厅看报纸，厨房的面包就已经做好了，去了就可以享用，十分方便。天通智能的插座解决方案，能够使你可以随心所欲的控制您的所有电器，让它们更加贴心。下面我们来详细看看这套方案。方案特点：●APP控制：开关、定时、延时●无需太多配置，即插即用，简单，易用。●极其紧致的尺寸，好看，美观。●匹配全球插头标准★无线智能模块：本方案的核心模块，含智能单元，负责接收和处理外部命令办公电话:(+86) 020 传真地址:(+86) 020 商务咨询Email:&.cn公司地址:广州市番禺区小谷围街外环东路232号13栋A216（广州中医药大学 东门)
主要创新点：
随着生活水平的提高，人们家里们的电器越来越多了，特别是厨房，它是小家电最多的地方，如微波炉、洗碗机、面包机等等... 一个个去操作？太麻烦了！智能设定后，一键启动到预设模式。让您不在厨房也能进行操作。想象下这样的场景，身在客厅看报纸，厨房的面包就已经做好了，去了就可以享用，十分方便。天通智能的插座解决方案，能够使你可以随心所欲的控制您的所有电器，让它们更加贴心。下面我们来详细看看这套方案。
能实现的指标：
●APP控制：开关、定时、延时
●无需太多配置，即插即用，简单，易用。
●极其紧致的尺寸，好看，美观。
●匹配全球插头标准
使用场景：
家庭、酒店、学校等场所
技术成熟度：
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智能插座app开发解决方案
来源：www.kubikeji.com
作者：酷蜂科技
时间： 09:33
[摘要]智能插座app开发让人们可以通过手机对插座进行智能监控。企业所开发的智能插座app应该具有充满即断和可定时等功能。
& & & & 让人们可以通过手机对插座进行智能监控。随着科学技术的不断发展，不少设备都变得更加智能，让我们的生活变得更加的丰富也变得更加的方便。而智能插座+app的设计也为我们的生活提供了便利，让我们只需要通过一个app便可以对家长的插座进行控制，在还没有回家时，热水就烧热了，手机电充满了就自动断电不再是空想而是可以实现的事情。
& & & & 智能插座app功能特点介绍
& & & & 1.充满即断：无论是手机还是其他设备都可以在手机上进行设置，让其在充满后便自动断电，既节约电同时也能保护用户的移动设备。
& & & & 2.可定时：用户希望插座在哪个时间段有电都可在手机上设置。比如说，希望热水器每天在七点到七点过十分烧，让用户需要用时能够有热水，同时又不会因为烧太久造成资源浪费。其他可以通过插座控制的也可在手机上进行设置，让我们的生活变得更加智能。
& & & & 3.远程控制：用户在家可控制，在公司也可控制，让它断电就断电，让它来电就来电，想要什么效果，全由用户说了算。
& & & & 酷蜂科技作为专业的智能插座app开发公司，能为企业提供专业的开发、后期维护和推广等一条龙服务。
本文链接转载请注明来自广州酷蜂科技！
智能插座app开发让我们可以远程对家长的电器进行控制，让我们的生活能够更方便。企业开发的智能插座app具有充满即断和可远程控制等优势。
智能牙刷app开发让孩子能够掌握正确的刷牙方式。企业所开发智能牙刷app应该具备自动判断位置、震动提示、3D游戏和牙科知识等，这样才能让孩子掌握最正确的刷牙姿势。
评论 就是嗯哼
评论 app报价
评论 现在的世界真的什么都有，连动物语言的翻译器都出现了
评论 余泥监控app看起来很不错，是新开发的不？
评论 有哪些旅游ap好用的，请推荐
评论 IT文库真的很有需要，程序员有福了，一台手机就能收藏那么多资料。
评论 棋牌游戏很多人玩，开发app选择适合的公司，合作也比较愉快，这些内容可以作为参考啦。
评论 原来智能家居app开发类型有这么多
评论 AR软件开发产品设计你们分析的不错
评论 做个小程序多少钱【图文】智能插座设计方案_百度文库
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智能插座设计方案
&&智能插座通俗的说是节约用电量的一种插座,节能插座的理念很早之前就已经生成,到目前为止已经发展的比较广泛,但是技术上还有待于进步。有的高档节能插座不但节电,还能保护电器,说它保护电器,主要是从它有清除电力垃圾的功能,有的还加入防雷击、防短路、防过载、防漏电的功能,消除开关电源或电器时产生电脉冲。
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