郭春育

摘 要：物联网技术随着时代不断发展和科研水平的提高，在人们的生活中无处不在。在物联网技术基础之上，通过对智能插座的设置，能够实现对设备状态的实时掌控，并具有节约能源的重要意义。本文主要是基于物联网技术背景之下，对智能插座的优势、设计与实际应用进行主要探析。

关键词：物联网技术 智能插座 设计 应用

中图分类号：TN915.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）02（c）-0045-02

物联网技术，即以内部传感器、GPS、射频识别（RFID）等为主要的载体，并在遵照互联网协约的情况下，将设备与网路进行对接，在内部进行信息的互相传递，是时下智能化时代的主要产物与新兴技术。该项技术应用广泛，能够使万物之间进行联合调动。通俗来讲，智能插座即为节能插座，应用相对广泛且有一定的发展空间。它能在内部放置Wi-Fi模块，能够防电击、短路、运转过载、漏电等。物联网技术在其中的具体功能设计与应用将在本文进行探讨。

1 基于物联网技术的优势解析

1.1 总体框架的设计

智能插座在办公地点及家庭中的使用日益普及，主要使用在公用电器中。它能够通过内部传感器对于电流信息进行实时监测，若电流负载过大，会自动切断电源，降低能源的消耗[1]。在物联网的环境之下，智能插座的功能模块主要有电气通断模块、电能传感模块、处理器及无线通信模块、存储模块以及电源模块等。其中，电源模块在众多功能模块中直接供应电流电压；传感器能够对耗电量进行状态传输。

1.2 智能插座的优势

基于物联网技术下的智能插座的设备终端为计算机，并对子系统以及各部件进行实时监测与状态维修，以达到节约电能的目的。我国的社会主义经济的不断构建，兴起了多个社会主义事业的大发展，在电力需求上日益增加，因此需要消耗大量瓦时的电能。而智能插座的设计出现，对于电能的节约与环境的保护都有重大意义，它属于一路可编程（PLC）自动控制安全节能转换器[2]。在功能优势中，概括为以下几个要点：（1）在办公地点或家中的公共电源中，智能插座能够进行实时的状态监测与自动定时控制，并对内部的程序进行有效编程。（2）智能插座使用了特殊性的编程，拥有一套完整的系统机制，可对被控电源进行高效节能与对不同状态展开对应方案。且本身在静态能耗与动态能耗中所消耗的总功率小于20mW，并进行多重电路保护。（3）它对内部的程序编程操作灵活，并且附带清除与恢复的功能。可用于多种需定时控制通断电的设备，如电脑、空调、灯具、饮水机等。

2 智能插座的系统总体设计

2.1 设计要求

智能插座作为市面上新兴的电气产品，并基于物联网的技术应用下，在总体的设计环节中，同时运用了综合性的多项技术，如Wi-Fi无线通信技术、系统应用技术、服务器应用技术等。它在应用领域中，多嵌入于对被控地点实施远程监控，用户能在远程的范围下，通过GPRS、Wi-Fi等方式连接智能设备，并通过局域网对被控地点中的智能插座进行实时的掌控，形成在多方位上对相关设施的有效控制。在它的具体设计要求中，应具备如下几点：（1）在内置的Wi-Fi芯片中，能对智能插座连接的各种电器设备利用Wi-Fi热点进行数据的传输以及通讯。（2）用户可使用智能移动设备用GPRS、Wi-Fi等方式进行联网，对被控范围内的智能插座进行不限地点、形式的实时掌控。（3）用户可使用智能移动设备中的软件对智能插座进行时间设置，以对与其连接的家用电器设备进行电源的通断。（4）智能插座应对连接的各家用电器设备进行电流电能情况的实时记录，并对耗电量进行检测与分析。它在输入交流电压时，一般为AC180～250V，输出电压为180～250V；USB插口的输出电流为DC-5V；最大（MAX）值的负荷承载能耗为2200W，MAX值电荷负载电流10A；在日常工作中，所需的温度范围0℃～40℃[3]。另外，智能插座在通讯的各项指标范围应该遵循IEEE 802.11b/g/n的国际规章。

2.2 主要方案

为了实现上述的智能插座具体设计要求，本文依照既定目标以及实际环境进行了主要方案的设计。智能插座的总体设计要求概括起来即为使用智能移动设备进行数据的接收、发送、转发、存储，能够对电器设备进行实时的状态监测。两者的共态，必须依托于互联网形式，而不同计算机设备进行互相通信的端口为套接字（Socket）。所产生的数据为双向流，主要由IP地址、目标端口号等进行传输，并运用自TCP/IP协议的网络通信基础。它通常分为三种：（1）流套接字（SOCK-STREAM），是具有稳定性能的数据传送。（2）原始套接字（SOCK-RAW），能对网络的模型底层协议进行直接的访问。（3）数据包套接字（SOCK-DGRAM），它主要在没有连接服务的状态下，进行数据传输[4]。在套接字对客户端与服务器进行端口连接时，互联网端口需进行主要的运行，并等待用户进行连接请求；在软件客户端运行过程中，能向互联网端口发送指定IP；当双方都接受到连接请求时，通过对双方的网络连接能够建立起套接字的端口；在连接成功之后，两个端口之间能进行数据状态的实时传输，即输出流与输入流，并建立通信模式；当两个端口之间的任意一方在数据传输完毕之后，就完成了输入流与输出流的对接，并结束数据通信模式。该套方案即C/S通信模式，能为智能插座提供系统化的主要方案。在物联网技术中利用不同的端口进行数据的状态传输，能够最大化实现智能插座的主要功能。在智能插座的系统解决方案中，概括起来为：在互联网中设置一个具有公网IP的服务器，即Internet网络，它可分支为GPRS、3G、4G网络与无线路由器，通过这两大类方式均可利用手机等智能终端设备实施对智能插座的控制。

3 实际应用

在智能插座的实际应用中，它通过与各个电器之间的连接，对其电流电能进行实时的状态监测与保护，能够及时地向用户进行数据的反馈。在对电器进行智能化控制时，能够对其进行节电保护，解决电视机、家庭影院系统设备以及电脑设备的待机能耗问题。智能插座主要通过其中的节能模块，对设备的待机电流进行自动检测，并在无工作状态之下，将设备的电流电源进行完全的切断，使电器消耗的总功率降到0W，以达到对电能的节约，减少不必要的消耗。因此，智能插座在家用电器的应用中能够实现安全、节能、环保的主要功效。科学技术的不断涌现，使得各类智能设备层出不穷。而在未来的发展趋势中，智能设备的使用会占据主体的发展位置，人们的生活方式也会随着发生翻天覆地的改变，智能插座已经是生活改变的一部分体现，给生活工作环境带来极大的便利。

4 结语

以上内容均为物联网技术下对智能插座结合智能家居的设计与应用，本文主要从网络通信、智能插座的系统设计以及总体方案进行了主要的分析。智能插座属新式产品，在我国的市场中投入较少，主要是缘于我国目前未进行明确的规范制定以及用户在这方面的了解不多，未进行大力普及。它的发展轨迹与未来以智能化为主体方向的发展相互契合，因此在市面上以及潜在空间上具有很大的发展价值，要不断结合物联网的應用，将技术水平进一步提高。

参考文献

[1] 李伟，李一真，王志梁，等.基于物联网技术的智能插座设计与实现[J].山东电力技术，2015，42（6）：55-58.

[2] 孙杰，胡乃军，郭志卓.基于物联网的智能插座设计[J]. 中国科技信息，2015（5）：96-98.

[3] 徐伟，姜元建，王斌.ZigBee技术在智能插座设计中的应用[J].电力系统通信，2013，32（3）：78-81.

[4] 谷雨茜.物联网环境下智能插座的设计[J].产业与科技论坛，2016，15（12）：61-62.