[實(shí)用新型]基于物聯(lián)網(wǎng)的用電器安全智能裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520695333.0
• 申請(qǐng)日: 2015-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN205121243U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周磊;邢曉瑩;朱桂川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

1.基于物聯(lián)網(wǎng)的用電器安全智能裝置，包括CPU、電流互感器、傳感器、網(wǎng)卡、藍(lán)牙和顯示屏；

其特征在于：所述的CPU模塊電路包括單片機(jī)模塊電路、單片機(jī)晶振電路、單片機(jī)JTAG接口電路和單片機(jī)復(fù)位電路；其中單片機(jī)的型號(hào)為STM32F103VET6；

所述的單片機(jī)模塊電路包括單片機(jī)U1、六個(gè)濾波電容和一個(gè)紐扣電池；單片機(jī)U1的第10、19、20、27、37、49、74、94、99腳全部接地，單片機(jī)U1的第11、28、50、75、100腳全部接3.3V電源，單片機(jī)U1的第6腳與紐扣電池BAT1的正極連接，紐扣電池BAT1的負(fù)極接地，單片機(jī)U1的第21腳與第一濾波電容C9的一端連接并接VREF+，第一濾波電容C9的另一端與單片機(jī)U1的第27腳連接，第二濾波電容C10的一端與單片機(jī)U1的第22腳連接并接VDDA，第二濾波電容C10的另一端與單片機(jī)U1的第27腳連接，第三濾波電容C12的一端與單片機(jī)U1的第28腳連接，第三濾波電容C12的另一端接地，第四濾波電容C13的一端與單片機(jī)U1的第50腳連接，第四濾波電容C13的另一端接地，第五濾波電容C11的一端與單片機(jī)U1的第75腳連接，第五濾波電容C11的另一端接地，第六濾波電容C5的一端與單片機(jī)U1的第100腳連接，第六濾波電容C5的另一端接地，單片機(jī)U1的第1-5、7、18、23、24、52-54、60、63、64、70、71、73、79、80、83、84、87、91-93、95-98腳懸空；

所述的單片機(jī)晶振電路包括一個(gè)32.768KHz的第一晶振Y1、一個(gè)8MHz的第二晶振Y2和4個(gè)負(fù)載電容；

第一晶振Y1的一端與單片機(jī)U1的第8腳、第一負(fù)載電容C1的一端連接，第一晶振Y1的另一端與單片機(jī)U1的第9腳、第二負(fù)載電容C3的一端連接，第一負(fù)載電容C1的另一端與第二負(fù)載電容C3的另一端接地，第二晶振Y2的一端與單片機(jī)U1的第12腳、第三負(fù)載電容C2的一端連接，第二晶振Y2的另一端與單片機(jī)U1的第13腳、第四負(fù)載電容C4的一端連接，第三負(fù)載電容C2的另一端與第四負(fù)載電容C4的另一端接地；

所述的單片機(jī)JTAG接口電路包括四個(gè)上拉電阻和一個(gè)接插件；接插件的型號(hào)為JTAG-20；

接插件J2的第1、2腳接3.3V電源，接插件J2的第19腳接5V電源，接插件J2的第4、6、8、10、12、14、16、18、20腳接地，接插件J2的第3腳與單片機(jī)U1的第90腳連接，接插件J2的第5腳與單片機(jī)U1的第77腳連接，接插件J2的第7腳與單片機(jī)U1的第72腳連接，接插件J2的第9、11腳與單片機(jī)U1的第76腳連接，JTAG接插件J2的第13腳與單片機(jī)U1的第89腳連接，接插件J2的第15腳與單片機(jī)U1的第14腳連接，第一上拉電阻R1的一端與接插件J2的第3腳連接，第一上拉電阻R1的另一端接3.3V電源，第二上拉電阻R2的一端與接插件J2的第5腳連接，第二上拉電阻R2的另一端接3.3V電源，第三上拉電阻R3的一端與接插件J2的第7腳連接，第三上拉電阻R3的另一端接3.3V電源，第四上拉電阻R4的一端與接插件J2的第13腳連接，第四上拉電阻R4的另一端接3.3V電源，接插件J2的第17腳懸空；

所述的單片機(jī)復(fù)位電路包括一個(gè)電阻、一個(gè)濾波電容和一個(gè)按鍵；第五上拉電阻R5的一端接3.3V電源，第五上拉電阻R5的另一端與單片機(jī)U1的第14腳、第七濾波電容C6的一端、按鍵S2的一端連接，第七濾波電容C6的另一端和按鍵S2的另一端接地；

以太網(wǎng)模塊電路包括網(wǎng)卡芯片、網(wǎng)絡(luò)變壓器HR911105A、一個(gè)25MHz晶振Y3、兩個(gè)負(fù)載電容、三個(gè)濾波電容和四個(gè)限流電阻；網(wǎng)卡芯片型號(hào)為DM9000AE，網(wǎng)絡(luò)變壓器型號(hào)為HR911105A，

第三晶振Y3的一端與網(wǎng)卡芯片U6的第43腳連接，第三晶振Y3的另一端與網(wǎng)卡芯片U6的第44腳連接，第三晶振Y3的一端與第五負(fù)載電容C17的一端連接，晶振Y3的另一端與第六負(fù)載電容C19的一端連接，第五負(fù)載電容C17的另一端與第六負(fù)載電容C19的另一端接地，第八濾波電容C20的一端與網(wǎng)卡芯片U6的第2、9腳連接，第八濾波電容C20的另一端接地，第九濾波電容C21的一端接3.3V電源，第九濾波電容C21的另一端接地，第十濾波電容C22的一端接3.3V電源，第十濾波電容C22的另一端接地，網(wǎng)絡(luò)變壓器J4的第1腳與網(wǎng)卡芯片U6的第7腳連接，網(wǎng)絡(luò)變壓器J4的第2腳與網(wǎng)卡芯片U6的第8腳連接，網(wǎng)絡(luò)變壓器J4的第3腳與網(wǎng)卡芯片U6的第3腳連接，網(wǎng)絡(luò)變壓器J4的第4、5腳接VCC2.5，網(wǎng)絡(luò)變壓器J4的第6腳與網(wǎng)卡芯片U6的第4腳連接，網(wǎng)絡(luò)變壓器J4的第8、13、14腳接地，第一限流電阻R12的一端與網(wǎng)絡(luò)變壓器J4的第9腳連接，第一限流電阻R12的另一端接3.3V電源，第二限流電阻R13的一端與網(wǎng)絡(luò)變壓器J4的第12腳連接，第二限流電阻R13的另一端接3.3V電源，網(wǎng)絡(luò)變壓器J4的第10腳與網(wǎng)卡芯片U6的第38腳連接，網(wǎng)絡(luò)變壓器J4的第11腳與網(wǎng)卡芯片U6的第39腳連接，第三限流電阻R18的一端與網(wǎng)卡芯片U6的第1腳連接，第三限流電阻R18的另一端接地，第四限流電阻R15的一端與網(wǎng)卡芯片U6的第20腳連接，第四限流電阻R15的另一端接3.3V電源，網(wǎng)卡芯片U6的第5、6、15、33、41、45、47、48腳接地，網(wǎng)卡芯片U6的第18、17、16、14、13、12、11、10、31、29、28、27、26、25、24、22腳依次與單片機(jī)U1的第61、62、81、82、38、39、40、41、42、43、44、45、46、55、56、57連接，網(wǎng)卡芯片U6的第23、30、42接3.3V電源，網(wǎng)卡芯片U6的第19、46腳懸空；

所述的藍(lán)牙4.0模塊電路包括藍(lán)牙芯片M1、一個(gè)濾波電容、一個(gè)限流電阻和一個(gè)發(fā)光二極管；藍(lán)牙芯片M1的型號(hào)為BLEHM-10；

藍(lán)牙芯片M1的第1腳與單片機(jī)U1的第26腳連接，藍(lán)牙芯片M1的第2腳與單片機(jī)U1的第25腳連接，藍(lán)牙芯片M1的第12腳接3.3V電源，藍(lán)牙芯片M1的第13、14、21、22腳接地，藍(lán)牙芯片M1的第3-11、15-20、23、25-34腳懸空，第十濾波電容C18的一端與藍(lán)牙芯片M1的第12腳連接，第十濾波電容C18的另一端接地，第五限流電阻R16的一端與藍(lán)牙芯片M1的第24腳連接，第五限流電阻R16的另一端與發(fā)光二極管D2的一端連接，發(fā)光二極管D2的另一端接地；

所述的傳感器模塊電路包括溫濕度傳感器電路、噪聲檢測(cè)電路、PM2.5傳感器電路；

所述的溫濕度傳感器電路包括一個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器和一個(gè)上拉電阻；數(shù)字溫濕度傳感器型號(hào)為DHT11；

數(shù)字溫濕度傳感器U8的第1腳接5V電源，數(shù)字溫濕度傳感器U8的第2腳與單片機(jī)U1的第51腳連接，數(shù)字溫濕度傳感器U8的第3腳懸空，數(shù)字溫濕度傳感器U8的第4腳接地，第六上拉電阻R20的一端與數(shù)字溫濕度傳感器U8的第2腳連接，第六上拉電阻R20的另一端接5V電源；

所述的噪聲檢測(cè)電路包括一個(gè)集成運(yùn)放U7、一個(gè)駐極體話筒、一個(gè)限流電阻、五個(gè)濾波電容、一個(gè)極性電容、一個(gè)開關(guān)二極管和一個(gè)電位器；其中集成運(yùn)放U7的型號(hào)為L(zhǎng)M386；

駐極體話筒MK1的一端與第十一濾波電容C28的一端、第六限流電阻R21的一端、第十二濾波電容C25的一端相連，駐極體話筒MK1的另一端與第十一濾波電容C28的另一端接地，限流電阻R21的另一端接5V電源，第十二濾波電容C25的另一端與集成運(yùn)放U7的第3腳連接，集成運(yùn)放U7的第2、4腳接地，集成運(yùn)放U7的第6腳接5V電源，第十三濾波電容C23的一端與集成運(yùn)放U7的第1腳連接，第十三濾波電容C23的另一端與集成運(yùn)放U7的第8腳連接，第十四濾波電容C29的一端接5V電源，第十四濾波電容C29的另一端接地，第十五濾波電容C26的一端與集成運(yùn)放U7的第5腳連接，第十五濾波電容C26的另一端與開關(guān)二極管D6的陰極、電位器RJ1的一個(gè)固定端連接，開關(guān)二極管D6的陽極、電位器RJ1的另一個(gè)固定端接地，電位器RJ1的活動(dòng)端與單片機(jī)U1的第17腳連接，第一極性電容C24的正極與集成運(yùn)放U7的第7腳連接，第一極性電容C24的負(fù)極接地；

所述的PM2.5傳感器電路包括一個(gè)粉塵顆粒傳感器J7、一個(gè)極性電容和一個(gè)限流電阻；粉塵顆粒傳感器J7的型號(hào)為GP2Y1010AU0F；

第七限流電阻R19的一端、第二極性電容C27的正極與粉塵顆粒傳感器J7的第1腳連接，限流電阻R19的另一端接5V電源，第二極性電容C27的負(fù)極接地，粉塵顆粒傳感器J7的第2、4腳接地，粉塵顆粒傳感器J7的第6腳接5V電源，粉塵顆粒傳感器J7的第3腳與單片機(jī)U1的第48腳連接，粉塵顆粒傳感器J7的第5腳與單片機(jī)U1的第16腳連接；

所述的電流互感器電路包括霍爾電流互感器U5、一個(gè)繼電器、一個(gè)三極管、兩個(gè)接線端子、一個(gè)整流二極管、兩個(gè)限流電阻和一個(gè)濾波電容；其中霍爾電流互感器U5的型號(hào)為BJHCS-LSP3；繼電器M2的型號(hào)為SRD-5VDC-SL-A；

霍爾電流互感器U5的第3腳與單片機(jī)U1的第15腳連接，霍爾電流互感器U5的第2腳接地，霍爾電流互感器U5的第1腳、第十六濾波電容C16的一端與霍爾電流互感器U5的1腳連接并接3.3V電源，第十六濾波電容C16的另一端接地，繼電器M2的第3腳與三極管Q1的集電極、整流二極管D4的陽極連接，繼電器M2的第2腳、整流二極管D4的陰極接5V電源，繼電器M2的第1腳與第一接線端子J5的第1腳連接，繼電器M2的第4腳與第二接線端子J6的第2腳連接，第一接線端子J5的第2腳與第二接線端子J6的第1腳通過一根導(dǎo)線穿過霍爾電流互感器U5連接起來，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的基極與第八限流電阻R24的一端連接，第八限流電阻R24的另一端與單片機(jī)U1的第65腳連接；

所述的電源模塊包括5V和3.3V電源模塊、A/D轉(zhuǎn)換參考電壓電路；

所述的5V和3.3V電源模塊包括穩(wěn)壓芯片、一個(gè)微動(dòng)開關(guān)、一個(gè)電源插座和兩個(gè)濾波電容；穩(wěn)壓芯片U2的型號(hào)為AMS1117；

穩(wěn)壓芯片U2的第1腳與第一濾波電容C7的一端、第二濾波電容C8的一端連接并接地，穩(wěn)壓芯片U2的第2腳與第二濾波電容C8的另一端接3.3V電源，穩(wěn)壓芯片U2的第3腳與第一濾波電容C7的另一端接5V電源，微動(dòng)開關(guān)S1的第1腳與接插件的第19腳連接，微動(dòng)開關(guān)S1的第2腳接5V電源，微動(dòng)開關(guān)S1的第3腳與電源插座J1的第1腳連接，電源插座J1的第2腳接地；

所述的A/D轉(zhuǎn)換參考電壓電路包括一個(gè)電感、兩個(gè)濾波電容、三個(gè)限流電阻和一個(gè)可控精密恒壓源TL431；

電感L1的一端接3.3V電源，電感L1的另一端、第十九濾波電容C14的一端與單片機(jī)U1的第22腳連接，第十九濾波電容C14的另一端接地，恒壓源U4的第1腳、第二十濾波電容C15的一端、第一電阻R11的一端接地，恒壓源U4的第3腳與第九限流電阻R11的另一端、第十限流電阻R10的一端連接，第十限流電阻R10的另一端、第二十濾波電容C15的另一端、第十一限流電阻R9的一端、恒壓源U4的第2腳與單片機(jī)U1的第21腳連接，第三十一限流電阻R9的另一端接5V電源；

所述的顯示屏模塊采用TFT-40顯示屏J3；顯示屏J3的第1腳接地，顯示屏J3的第2腳接5V電源，顯示屏J3的第19腳接3.3V電源，顯示屏J3的第4腳與單片機(jī)U1的第58腳連接，顯示屏J3的第5腳與單片機(jī)U1的第86腳連接，顯示屏J3的第6腳與單片機(jī)U1的第85腳連接，顯示屏J3的第15腳與單片機(jī)U1的第88腳連接，顯示屏J3的第21-28、7-14腳依次與單片機(jī)U1的第61、62、81、82、38-46、55、56、57連接，顯示屏J3的第17腳與單片機(jī)U1的第34腳連接，顯示屏J3的第29-31、33、34依次與單片機(jī)U1的第30、29、32、31、33連接。