[发明专利]一种物联网智能插座用电监测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种物联网智能插座用电监测系统及检测方法，本发明的物联网智能插座用电监测系统包括智能插座端、插座协调器端、手机APP端，其中，所述智能插座端和插座协调器端通过ZIGBEE网络连接，一个插座协调器同时连接和控制多个智能插座端；插座协调器端和手机APP的通讯则通过云服务器。本发明使用时仅需要插座协调器端连接WIFI，减少了对WIFI覆盖范围的需求；插座具有电能监测、远程控制、数据加密、电器识别等功能，以此达到效果更好的安全用电、节能省电的作用。

技术领域

本发明涉及智能家居的技术领域，具体涉及一种物联网智能插座用电监测系统及检测方法。

背景技术

随着人们对家电智能化的要求，智能插座应运而生。智能插座是智能家居重要的一环，目前，国内市场已经有一些较成熟的智能插座产品；它们大多是连接WIFI与APP通信，可实现的功能一般是远程的开关及耗电量的检测。这样的智能插座产品在一定程度上方便了人们的生活，但在实际使用时每个插座都需要接入WIFI，这对WIFI的覆盖范围提出了一定要求，如果能够大大减少对WIFI的需求并且更加安全、节能的用电，这将使人们的生活更加舒适和高效。

发明内容

本发明专利的目的是提供一种物联网智能插座用电监测系统及检测方法，可以运用于宿舍以及家庭等环境中，针对现有技术存在的一些问题，提供良好的解决方案，更具有安全用电、节能省电的作用。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种物联网智能插座用电监测系统，包括智能插座端、插座协调器端、手机APP端，其中，所述智能插座端和插座协调器端通过ZIGBEE网络连接，一个插座协调器同时连接和控制多个智能插座端；插座协调器端和手机APP的通讯则通过云服务器。

进一步地，所述智能插座端包括电信号采集电路、加密模块、直流电源模块、继电器模块和ZIGBEE终端模块；所述电信号采集电路，用于采集插座上的电信号并通过串口发给加密模块；所述加密模块用于和插座协调器端交互数据时的安全加密后通过串口发给ZIGBEE 终端；所述直流电源模块用于将电网交流电转换成直流电压，给插座端内部各模块提供直流电源；所述继电器模块用于根据ZIGBEE终端处收到的控制命令来打开或关闭插座上的电源。

进一步地，所述插座协调器端包括边缘计算模块和ZIGBEE协调器；所述ZIGBEE协调器用于接收ZIGBEE终端处传来的用电信息数据并通过串口发送给边缘计算模块，或者接收边缘计算模块处发送来的控制命令并转发给ZIGBEE终端，所述边缘计算模块，对于从ZIGBEE协调器处收到的用电数据，边缘计算模块需要经过解密、计算、识别和发送四个步骤，解密时用对应的密钥和初始向量将经过加密模块加密的密文还原为明文；由于电信号采集电路所采集的数据不是直观的，所以需要通过计算得到电信号值；识别是将计算出的电信号值放入程序中所写入的算法，得出电器的类型；最后将这些结果统合发送给云服务器。

本发明还提供一种采用上述物联网智能插座用电监测系统进行物联网智能插座用电监测的方法，该方法为：

智能插座端装有ZIGBEE终端与插座协调器端的ZIGBEE协调器构成ZIGBEE网络，用于两端之间的数据传输；插座协调器端和APP程序之间的通讯存在云服务器，云服务器使用MQTT协议传递插座协调器端和手机APP的数据消息，并将数据保存在云服务器中，经云服务器筛选后以图表的方式将数据可视化显示，用于随时查看；智能插座端的电信号采集电路采集插座上的用电信息并通过串口发给加密模块，加密模块将这些信息加密后通过串口发给 ZIGBEE终端，继电器模块根据ZIGBEE终端处收到的控制命令来打开或关闭插座上的电源，直流电源模块将220V交流电压转换成5V直流电压为各模块提供工作电压；插座协调器端的 ZIGBEE协调器接收ZIGBEE终端处传来的用电信息数据并通过串口发送给边缘计算模块，也接收边缘计算模块处发送来的控制命令并转发给ZIGBEE终端，边缘计算模块在工作时需要连接WIFI。