基于物联网的电热水壶控制电路及电热水壶的制作方法

本实用新型涉及电热水壶技术领域，尤其涉及一种基于物联网的电热水壶控制电路及电热水壶。

背景技术：

目前，物联网通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是物物相连的互联网，可以将各种日常用品连接到网络，方便人们的生活。

在日常生活中，电热水壶应用十分广泛，现有技术中，对电热水壶的加热温控主要是通过持续加热的方式进行，用户根据显示水温值确定是否达到温度要求，以及通过关断电源的方式来停止加热。这种方式不能感知加热过程中存在的安全隐患问题例如加热功率过大，进而也不能在出现安全隐患问题的情况下及时控制停止加热。

上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提出一种基于物联网的电热水壶控制电路及电热水壶，旨在解决现有技术电热水壶加热过程缺乏在功率过大的情况下停止加热的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种基于物联网的电热水壶控制电路，所述基于物联网的电热水壶控制电路包括电源电路、电流检测电路、mcu控制芯片、无线通信电路、加热盘控制电路及继电器驱动电路；

所述mcu控制芯片与所述无线通信电路连接、所述电流检测电路、所述加热盘控制电路和所述继电器驱动电路连接；

其中，所述电源电路，用于接收外部电源的电能，并将所述外部电源的电能转换为直流电输出至所述mcu控制芯片、所述无线通信电路、所述加热盘控制电路和所述继电器驱动电路；

所述电流检测电路，用于检测电热水壶中的加热盘的供电电流，并将所述供电电流发送至所述mcu控制芯片；

所述mcu控制芯片，用于根据所述供电电流输出加热电压至所述加热盘控制电路，以使所述加热盘工作；

所述mcu控制芯片，还用于根据所述供电电流输出电平变化电压至所述继电器驱动电路；

所述继电器驱动电路，用于根据所述电平变化电压控制所述加热盘通电或断电。

优选地，所述无线通信电路包括无线通信芯片、第一上拉电阻及第二上拉电阻；

其中，所述无线通信芯片的主要电源端与所述mcu控制芯片的输入输出端连接，所述无线通信芯片的串口写入端与所述mcu控制芯片的第一串口读出端连接，所述无线通信芯片的串口写入端还与所述第一上拉电阻的第一端连接，所述第一上拉电阻的第二端与所述直流电源连接，所述无线通信芯片的串口读出端与所述mcu控制芯片的第一串口写入端连接，所述无线通信芯片的串口读出端还与所述第二上拉电阻的第一端连接，所述第二上拉电阻的第二端与所述直流电源连接。

优选地，所述电源电路包括恒流恒压电路和过零检测电路；

其中，所述外部电源分别与所述恒流恒压电路的输入端以及所述过零检测电路的输入端连接，所述过零检测电路的输出端与所述mcu控制芯片的供电端连接，所述恒流恒压电路的输出端分别与所述加热盘控制电路的输入端和所述继电器驱动电路的输入端连接。

优选地，所述恒流恒压电路包括整流电路、三端稳压器、第一电容、第一极性电容及第二极性电容；

其中，所述整流电路的输入端与所述外部电源连接，所述整流电路的输出端与所述三端稳压器的输入端连接，所述三端稳压器的输入端与所述第一电容的第一端连接，所述三端稳压器的接地端与所述第一电容的第二端连接，所述三端稳压器的输入端与所述第一极性电容的第一端连接，所述三端稳压器的接地端与所述第一极性电容的第二端连接，所述三端稳压器的输出端与所述第二极性电容的第一端连接，所述三端稳压器的接地端与所述第二极性电容的第二端连接，所述三端稳压器的输入端与所述继电器驱动电路的输入端连接，所述三端稳压器的输出端与所述加热盘控制电路连接。

优选地，所述过零检测电路包括滤波电路、分压电路和第一三极管；

其中，所述滤波电路的输入端与所述外部电源连接，所述滤波电路的输出端与所述分压电路的输入端连接，所述分压电路的第一输出端与所述第一三极管的基极连接，所述分压电路的第二输出端与所述第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的集电极与所述mcu控制芯片连接。

优选地，所述加热盘控制电路包括可控硅驱动芯片和可控硅；

其中，所述可控硅驱动芯片的第一控制端与所述mcu控制芯片连接，所述可控硅驱动芯片的第二控制端与所述可控硅的控制端连接，所述可控硅驱动芯片的输出端与所述可控硅的输入端连接，所述可控硅的输出端与所述电热水壶中的加热盘连接。

优选地，所述继电器驱动电路包括第二三极管、第一二极管及继电器；

其中，所述第二三极管的基极与所述mcu控制芯片连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与所述继电器的第一端连接，所述第二三极管的集电极还与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述继电器的第二端连接，所述继电器的第四端与所述可控硅的输入端连接，所述继电器的第三端与所述可控硅的输出端连接。

优选地，所述基于物联网的电热水壶控制电路还包括水温检测电路；

其中，所述水温检测电路的输入端与所述外部电源连接，所述水温检测电路的输出端与所述mcu控制芯片连接。

优选地，所述水温检测电路包括第一电阻、第二电阻及热敏电阻；其中，所述第一电阻的第一端与所述外部电源连接，所述第一电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端连接，所述热敏电阻的第二端接地，所述热敏电阻的第一端还与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述mcu控制芯片连接。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种基于物联网的电热水壶，所述基于物联网的电热水壶包括如上文所述的基于物联网的电热水壶控制电路。

本实用新型技术方案提出一种基于物联网的电热水壶控制电路，所述基于物联网的电热水壶控制电路包括电源电路、电流检测电路、mcu控制芯片、无线通信电路、加热盘控制电路及继电器驱动电路；所述mcu控制芯片与无线通信电路连接，所述mcu控制芯片分别与所述电流检测电路、所述加热盘控制电路和所述继电器驱动电路连接；其中，所述电源电路，用于接收外部电源的电能，并将所述外部电源的电能转换为直流电输出至所述mcu控制芯片、无线通信电路、所述加热盘控制电路和所述继电器驱动电路；所述电流检测电路，用于检测电热水壶中的加热盘的供电电流，并将所述供电电流发送至所述mcu控制芯片；所述mcu控制芯片，用于根据所述供电电流输出加热电压至所述加热盘控制电路，以使所述加热盘工作；所述mcu控制芯片，还用于根据所述供电电流输出电平变化电压至所述继电器驱动电路；所述继电器驱动电路，用于根据所述电平变化电压控制所述加热盘通电或断电。通过上述方式，所述mcu控制芯片可以根据供电电流输出电平变化电压，从而实现在功率过大时可以控制加热盘断电，解决了现有技术电热水壶加热过程缺乏在功率过大的情况下停止加热的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型基于物联网的电热水壶控制电路一实施例的功能模块图；

图2为本实用新型基于物联网的电热水壶控制电路一实施例的无线通信电路结构示意图；

图3为本实用新型基于物联网的电热水壶控制电路一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种基于物联网的电热水壶控制电路。

参照图1，在本实用新型实施例中，所述基于物联网的电热水壶控制电路包括电源电路100、电流检测电路200、mcu控制芯片300、无线通信电路400、加热盘控制电路500及继电器驱动电路600；

所述mcu控制芯片300与所述无线通信电路400连接、所述电流检测电路300、所述加热盘控制电路500和所述继电器驱动电路600连接；

其中，所述电源电路100，用于接收外部电源的电能，并将所述外部电源的电能转换为直流电输出至所述mcu控制芯片300、所述无线通信电路400、所述加热盘控制电路500和所述继电器驱动电路600。本实施例中，所述mcu主控制芯片300的型号可以为hr7p169fgd。所述电源电路100包括恒流恒压电路和过零检测电路，其中，所述电源电路的输出端分别与所述恒流恒压电路101的输入端以及所述过零检测电路的输入端连接，所述过零检测电路的输出端与所述mcu控制芯片300连接，所述恒流恒压电路的输出端分别与所述加热盘控制电路得输入端以及所述继电器驱动电路的输入端连接。所述恒流恒压电路中包括三端稳压器，三端稳压器的输出端为所述加热盘控制电路500提供电源，所述过零检测电路用于保护所述加热盘控制电路500中的可控硅。

所述电流检测电路200，用于检测电热水壶中的加热盘的供电电流，并将所述供电电流发送至所述mcu控制芯片300。本实施例中，当电热水壶开始加热时，可以通过电流检测电路200判断加热盘是否工作即加热盘内是否有电流通过。所述电流检测电路200可以参考现有电流检测技术。

所述mcu控制芯片300，用于根据所述供电电流输出加热电压至所述加热盘控制电路500，以使所述加热盘工作。本实施例中，所述mcu控制芯片300根据所述供电电流输出加热电压至所述加热盘控制电路500，控制所述加热盘的工作状态，所述mcu控制芯片300还可以通过所述无线通信电路400将供电电流转换为工作功率传达到远程用户终端，使用户具体了解电热水壶工作时的功率。

所述mcu控制芯片300，还用于根据所述供电电流输出电平变化电压至所述继电器驱动电路600。

所述继电器驱动电路600，用于根据所述电平变化电压控制所述加热盘通电或断电。本实施例中，所述mcu控制芯片300可以根据所述供电电流输出电平变化电压所述继电器驱动电路600，所述继电器驱动电路600中包括第二三极管、第一二极管及继电器，当第二三极管的基极接收到所述mcu控制芯片300发送的电平变化电压，则第二三极管的集电极与发射极接通或者关断，导致继电器的线圈通电或者断电，如果继电器的线圈通电，继电器的开关关闭的话，则可控硅的输入端和输出端被短路，加热盘停止工作，反之如果继电器的线圈断电，继电器的开关开启的话，则可控硅的输入端和输出端正常导通，加热盘开始工作。

需要说明的是，本实施例还可以将电热水壶控制电路接入物联网，所述mcu控制芯片与所述无线通信电路连接，可以通过无线通信电路与其他物联网设备互动，或者可以接收其他智能设备发送的信号，实现对电热水壶加热过程的实时监控以及远程监控，以便用户使用。

本实施例所述基于物联网的电热水壶控制电路包括电源电路100、电流检测电路200、mcu控制芯片300、无线通信电路400、加热盘控制电路500及继电器驱动电路600；所述mcu控制芯片300与无线通信电路400连接，所述mcu控制芯片300分别与所述电流检测电路200、所述加热盘控制电路500和所述继电器驱动电路600连接；其中，所述电源电路100，用于接收外部电源的电能，并将所述外部电源的电能转换为直流电输出至所述mcu控制芯片300、所述无线通信电路400、所述加热盘控制电路500和所述继电器驱动电路600；所述电流检测电路200，用于检测电热水壶中的加热盘的供电电流，并将所述供电电流发送至所述mcu控制芯片300；所述mcu控制芯片300，用于根据所述供电电流输出加热电压至所述加热盘控制电路500，以使所述加热盘工作；所述mcu控制芯片300，还用于根据所述供电电流输出电平变化电压至所述继电器驱动电路600；所述继电器驱动电路600，用于根据所述电平变化电压控制所述加热盘通电或断电。通过上述方式，mcu控制芯片根据供电电流输出电平变化电压，从而可以在功率过大时控制加热盘断电，解决了现有技术电热水壶加热过程缺乏在功率过大的情况下停止加热的技术问题。还可以将电热水壶控制电路接入物联网，所述mcu控制芯片与所述无线通信电路连接，可以通过无线通信电路与其他物联网设备互动，或者可以接收其他智能设备发送的信号，实现对电热水壶加热过程的实时监控以及远程监控，以便用户使用。

进一步地，参照图2，图2为本实用新型基于物联网的电热水壶控制电路一实施例的无线通信电路结构示意图；所述无线通信电路400包括无线通信芯片u1、第一上拉电阻rs1及第二上拉电阻rs2；

其中，所述无线通信芯片u1的主要电源端pwrkey与所述mcu控制芯片300的输入输出端p3.5连接，所述无线通信芯片u1的串口写入端uart1_txd与所述mcu控制芯片300的第一串口读出端p3.0连接，所述无线通信芯片u1的串口写入端uart1_txd还与所述第一上拉电阻rs1的第一端连接，所述第一上拉电阻rs1的第二端与所述直流电源v连接，所述无线通信芯片u1的串口读出端uart1_rxd与所述mcu控制芯片300的第一串口写入端p3.1连接，所述无线通信芯片u1的串口读出端uart1_rxd还与所述第二上拉电阻rs2的第一端连接，所述第二上拉电阻rs2的第二端与所述直流电源v连接。

易于理解的是，所述无线通信芯片u1的型号可以为sim800c，所述无线通信芯片也可以为其他物联网卡，用于实现物联设备之间的通信连接，所述mcu控制芯片300与无线通信芯片u1之间的通信连接可以为异步串口通信连接，所述无线通信芯片u1的天线端可以连接通信天线，实现无线通信信号的发射与接收。此外，所述无线通信芯片u1的电源端还可以连接所述电源电路100(图2未示出)，作为所述无线通信芯片u1的供电电源。

具体地，通过串口通信方式可以实现所述mcu控制芯片300与所述无线通信芯片u1之间的通信连接，所述mcu控制芯片300的监控数据可以通过所述无线通信芯片u1发射出去，所述无线通信芯片u1接收的数据也可以传输给所述mcu控制芯片300，进而对电热水壶的加热过程进行操控。同时，通过设置第一上拉电阻rs1和第二上拉电阻rs2的方式来增强串口通信的稳定性和抗电磁干扰特性。

进一步地，参照图3，所述电源电路100包括恒流恒压电路101和过零检测电路102；

其中，所述外部电源分别与所述恒流恒压电路101的输入端以及所述过零检测电路102的输入端连接，所述过零检测电路102的输出端与所述mcu控制芯片300的供电端连接，所述恒流恒压电路101的输出端分别与所述加热盘控制电路500的输入端以及所述继电器驱动电路600的输入端连接。

需要说明的是，所述恒流恒压电路101中所述三端稳压器u2的输出端为所述加热盘控制电路500提供电源，所述过零检测电路102用于保护所述加热盘控制电路500中的可控硅k。

进一步地，参照图3，所述恒流恒压电路101包括整流电路103、三端稳压器u2、第一电容c1、第一极性电容ce1及第二极性电容ce2；

其中，所述整流电路103的输入端与所述外部电源连接，所述整流电路103的输出端与所述三端稳压器u2的输入端连接，所述三端稳压器u2的输入端与所述第一电容c1的第一端连接，所述三端稳压器u2的接地端与所述第一电容c1的第二端连接，所述三端稳压器u2的输入端与所述第一极性电容ce1的第一端连接，所述三端稳压器u2的接地端与所述第一极性电容ce1的第二端连接，所述三端稳压器u2的输出端与所述第二极性电容ce2的第一端连接，所述三端稳压器u2的接地端与所述第二极性电容ce2的第二端连接，所述三端稳压器u2的输入端与所述继电器驱动电路600的输入端连接，所述三端稳压器u2的输出端与所述加热盘控制电路500连接。

易于理解的是，所述三端稳压器u2的输出端为所述加热盘控制电路500提供电源，所述三端稳压器u2的输入端与所述继电器驱动电路600的输入端连接(图3未示出)，在本实施例中，所述三端稳压器u2的型号可以为78m05。整流电路103可以包括四个二极管(图3未示出)。

进一步地，参照图3，所述过零检测电路102包括滤波电路104、分压电路105和第一三极管q1；

其中，所述滤波电路104的输入端与所述外部电源连接，所述滤波电路104的输出端与所述分压电路105的输入端连接，所述分压电路105的第一输出端与所述第一三极管q1的基极连接，所述分压电路105的第二输出端与所述第一三极管q1的发射极连接，所述第一三极管q1的集电极与所述mcu控制芯片300连接。所述滤波电路104可以包括两个并联的二极管(图3未示出)，所述分压电路105可以包括分压电阻(图3未示出)。

需要说明的是，所述第一三极管q1的集电极作为所述过零检测电路的输出端，所述第一三极管q1的集电极与所述mcu控制芯片300连接，所述mcu控制芯片300型号为hr7p169fgd时，所述第一三极管q1的集电极与所述mcu控制芯片300的第十五引脚连接，所述过零检测电路102用于保护所述加热盘控制电路500中的可控硅k。

进一步地，参照图3，所述加热盘控制电路500包括可控硅驱动芯片u3和可控硅k；

其中，所述可控硅驱动芯片u3的第一控制端与所述mcu控制芯片300连接，所述可控硅驱动芯片u3的第二控制端与所述可控硅k的控制端连接，所述可控硅驱动芯片u3的输出端与所述可控硅k的输入端连接，所述可控硅k的输出端与所述电热水壶中的加热盘连接。

易于理解的是，所述可控硅k可以为三端双向可控硅，可控硅驱动芯片u3的型号可以为moc3021，所述可控硅驱动芯片u3和所述可控硅k也可以采用能实现上述功能的其他型号元件。

进一步地，参照图3，所述继电器驱动电路600包括第二三极管q2、第一二极管d1及继电器u4；

其中，所述第二三极管q2的基极与所述mcu控制芯片300连接，所述第二三极管q2的发射极接地，所述第二三极管q2的集电极与所述继电器u4的第一端连接，所述第二三极管q2的集电极还与所述第一二极管d1的阳极连接，所述第一二极管d1的阴极与所述继电器u4的第二端连接，所述继电器u4的第四端与所述可控硅k的输入端连接，所述继电器u4的第三端与所述可控硅k的输出端连接。

需要说明的是，当第二三极管q2的基极接收到所述mcu控制芯片300发送的电平变化电压，则第二三极管q2的集电极与发射极接通或者关断，导致继电器u4的线圈通电或者断电，如果继电器u4的线圈通电，继电器u4的开关关闭的话，则可控硅k的输入端和输出端被短路，加热盘停止工作，反之如果继电器u4的线圈断电，继电器u4的开关开启的话，则可控硅k的输入端和输出端正常导通，加热盘开始工作。

进一步地，参照图3，所述基于物联网的电热水壶控制电路还包括水温检测电路700；

其中，所述水温检测电路700的输入端与所述外部电源连接，所述水温检测电路700的输出端与所述mcu控制芯片300连接。

易于理解的是，所述基于物联网的电热水壶控制电路还包括水温检测电路，通过检测水温反馈至所述mcu控制芯片300以使所述加热盘工作。

进一步地，参照图3，所述水温检测电路700包括第一电阻r1、第二电阻r2及热敏电阻ntc；其中，所述第一电阻r1的第一端与所述外部电源连接，所述第一电阻r1的第二端与所述热敏电阻ntc的第一端连接，所述热敏电阻ntc的第二端接地，所述热敏电阻ntc的第一端还与所述第二电阻r2的第一端连接，所述第二电阻r2的第二端与所述mcu控制芯片300连接。

需要说明的是，热敏电阻ntc将所测量到的温度反馈至mcu控制芯片300，以供所述mcu控制芯片300根据测量温度输出适宜的加热电压至所述加热盘控制电路500，以使所述加热盘工作。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种基于物联网的电热水壶，所述基于物联网的电热水壶包括如上文所述的基于物联网的电热水壶控制电路。该基于物联网的电热水壶控制电路的具体结构参照上述实施例，由于本基于物联网的电热水壶采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

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