WiFi智能插座在生活应用中的探讨

彭勇福

（浙江德力西国际电工有限公司 杭州 310012）

引言

随着物联网的兴起，智能家居是未来家居设备的方向，具有现代化、自动化、人性化和智能化的特点，故这种设备不断涌入千家万户的日常生活当中，智能插座乃其中之一，它有着节能环保、保护设备、使用安全，智能实用等优点，为近年来，电力资源持续缺乏，国家提倡的节能环保，也为近年来用电事故带来实质性的改善。

1 智能插座定义和简介

智能插座就是一个互联网时代赋予智能化的开关控制器。根据不同的控制介质，可以分为: ①外遥控；②蓝牙遥控；③GSM技术；④WiFi技术。其中WiFi技术为当前主流，智能电器中应用最广。

我们主要着重讲WiFi智能插座，它通常是指通过智能手机APP客户端对智能插座中的内置WiFi模块所连接的继电器的通断，从而实现控制对智能插座中的L极电流的通断，它有着可节能，可定时，可遥控，可测量电量，可防雷击，过热保护，过流保护等功能。

先前为手动设定的智能插座；

后来经过技术改进，智能家居行业的兴起，又发展到通过WiFi或者ZigBee方式连接到路由器（中继器），路由器再连接到服务器。这种WiFi方案实现成本较低，方案相对成熟，但功耗较大；而ZigBee功耗低，但集成难度较大。无线网络连接，由手机APP在本地或远程控制的插座。这种WiFi智能插座是一种可编程逻辑制器（PLC）自动控制安全节能，智能化节能的待机新型安全插座。

目前，部分厂商让WiFi智能插座与AI工工智能的语音控制联系起来，使得消费者更加方便。

当然，智能插座也可通过WiFi 连接，直接连接云服务器；这种方案优点就是方案简便，但会导致服务器压力大。

按内外网控制方式原理如图1所示。

下面就介绍通过WiFi连接的智能插座的工作原理，如图2所示。

具体实施方式：

电网火线和零线输入到AC-DC电源模块，AC-DC输出5 V电源，5 V电源驱动继电器和计量模块供电，WIFI模块的3.3 V电源通过LDO从5 V转换得到。

将电网零线和智能电源模块的电压采样电路的接入线2接，将火线接入智能电源模块的1(电流采样电路的进线)，将继电器电路的进线接入到智能电源模块的电流出线（电流采样电路的出线)，将用电设备的进线接到继电器电路的出线。计量模块的电源与AC-DC电源模块的3脚相连，MCU的地与AC-DC电源模块的4脚相连。计量模块通过电流采样电路和电压采样电路来监测用电设备的用电实时信息，WiFi模块通过5脚对继电器电路进行继电器闭合和断开控制，从而达到对用电设备的通断电控制。WiFi模块的UART通讯口的数据接收线与计量模块的UART通讯口相连。

由上面的工作原理不易得出：通过现在的智能手机、WiFi、路由器的连接来实现远程对插座的开与关的控制。

2 WiFi智能插座对台式电脑主机远程开关机的应用说明

上面介绍了关于智能插座的定义及工作原理，下面我们着重讲述利用手机APP无线远程控制电脑主机的开关。

目前，有许多公司员工下班，经常会忘记关电脑，从而给公司带来浪费电能；或者有时外出时，想要查看不在身边的台式机中的资料，只能叫别人帮忙开电脑再远程看了。而本公司研制的WiFi智能插座可实现远程开关台式机，不用借助任何辅助软件或硬件，从而给公司不再带来电能的浪费，也能随心所欲，查看电脑中的资料，给工作与生活带来便捷。

传统的实现远程开机的办法以下几种：

1）花钱购买开机棒；

2）USB+专用硬件+主板支持；

图1 内外网控制图

图2 智能插座的工作原理

3）PCI的板卡+手机卡打电话的方式；

这些都需要电脑硬件支持远程唤醒功能，这种方法只限于最新生产的电脑，如果主板品牌不一样设置也会不一样，且操作麻烦。

而浙江德力西国际电工有限公司开发了一款WiFi智能插座，再增加一个继电器的方式，就可以控制电脑的开关机。这种方法就不要对主板及主机的任何其它软硬件进行设置了，也不需要来电自动启动那些设置，电脑也不用装任何开关机的软件，只需要买一个5 V DC继电器，如图3和图4所示。

然后我们了解下这个继电器的工作原理，通俗的讲，是分为A、B两路线路，上图中脚1和脚2是供电线路A，脚3和脚4或脚3和脚5组成开关线路B。

当供电线路脚1和脚2没通电时，脚3和脚4就是默认断开状态，脚3和脚5就是连接状态。

当供电线路脚1和脚2通电之后，脚3和脚4就是连接状态，脚3和脚5就是断开状态。(这个具体需要根据产品为主，有万能表的可以直接测试，没有的话，可以直接用开机线试试，哪条是常开，那条是常断）。通电后， 继电器内部磁铁有吸力，然后造成开关线路的接通和断开。所以就是我们把USB的5 V电压提供给继电器之后，继电器的开关线路就会接通，然后这个开关线路连接到电脑主板上的开机的电源开关按钮线上，这样就和我们正常按开机键的动作一样的了。从而电脑就可以开机了。

图5为继电器的工作原理图。

下面我们将介绍接线方法：

1）首先找一根USB线，USB的四根线有4种颜色，

分别是 红色－USB电源标有－VCC、Power、5 V、5 VSB字样

绿色－USB数据线（正）－DATA+、USBD+、PD+、USBDT+

白色－USB数据线（负）－DATA-、USBD-、PD-、USBDT+

黑色－地线 －GND、Ground

2）接线图见图6；

连接之后的效果如图7所示。

图7连接方法：

1）将USB连接线的黑红线分别为连接到继电器的脚1和脚2，以便对继电器供电工作；

2）将主机电源开关按钮的两根线并联连接到继电器的脚3与脚4.（主机开关电源线不用剪断，只需剥露出铜丝线后，再把继电器的脚3引线和脚4引线并联起来）

图3 继电器连引脚图

图4 继电器连引脚原理图

图5 继电器工作原理图

图6 继电器接线图

图7 继电器的连接线图

这种连接方法简单，而且不影响之前的线路，当用户需要远程电脑开机时，只要将USB连接线插在智能插座上的USB充电器端口上（图8），打开WiFi智能插座手机APP客户端（图9），对WiFi智能插座进行通2 s，然后立刻断开智能插座电源，最后让连接到电脑主机的USB连接线断电，其实这种方法就相当于，手动按到原来的主机箱的电源开关按键2 s，然后马上放开。

当用户远程电脑关机时，只要将USB连接线插在智能插座上的USB充电器端口上（图8），打开WiFi智能插座手机APP客户端（图9），对WIFI智能插座进行通8 s左右，然后就立刻断开智能插座电源，最后让连接到电脑主机的USB连接线断电，其实这种方法也就相当于，手动按到原来的主机箱的电源开关按键8 s，也就相当于手动强制关机的原理。

3 结语

由以上内容可以得出：在台式电脑主机的电源按钮开关的电源线上连接一个继电器，此继电器通过USB连接线受控于WiFi智能插座，而手机APP对WiFi智能插座的远程控制，从而远程控制台式电脑主机的开关机。当然，在完成我们刚讲述的利用WiFi智能插座远程控制开机后，还需要对电脑桌面操作的话，可以再通过借用一些远程控制软件如：向日葵、Team Viewer等。然后就可游刃有余地进行电脑桌面的控制操作。

图8 智能插座与USB充电器

图9 手机APP控制端