拆解：智能插座添加能耗监测功能

shuszhao

早在2015年底，我就拆解过贝尔金的第一代WeMo智能插座。大约两年后，我又拆解了一款来自Jasco、协议不那么灵活但基于蓝牙的智能插座。现在，我再次跟大家分享一下拆解的乐趣，这次的拆解对象是贝尔金的第二代WeMo Insight——它不但比上一代产品小，功能也更强，而且内置了能耗监控功能（难怪叫“Insight”）。
早在2015年底，我就拆解过贝尔金（Belkin）的第一代WeMo智能插座，该公司最初仅对它提供专有app套件控制，但后来又增加了亚马逊Alexa和更广泛的IFTTT（if this, then that）协议支持。大约两年后，我又拆解了一款来自Jasco（获GE许可）的、协议不那么灵活但基于蓝牙（而不是WiFi）的智能插座——我在2016年圣诞假期期间，就是用它来控制我们家的圣诞树彩灯的。现在，我再次跟大家分享一下拆解的乐趣，这次的拆解对象是贝尔金的第二代WeMo Insight——它不但比上一代产品小（2.9”高×2.9”宽×2.3”深 vs. 5.1"高×3.3"宽×2.1"深），功能也更强，而且内置了能耗监控功能（难怪叫"Insight"）。

在深入拆解过程之前，我先给大家看一下它的能耗监测报告是什么样子。我在2018年1月1日中午截取了下面这张屏幕图。如果我记得没错的话，自2017年12月16日以来，圣诞树就已点亮并进行了一些其他装饰。树上有五条包含200个灯（是白炽灯，不是LED）的灯串，彼此串联并连接到WeMo Insight。我是使用安装在Nexus 7 FHD平板电脑上的Android版WeMo app做的这张屏幕截图：

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这个特别的WeMo Insight是一个工厂翻新品，我在2017年6月初以20.79美元的价格从Ebay上的Linksys商店购买到。它的外包装和里面的说明都比较简单：

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打开包装盒，插座就是这样：

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跟以前的拆解一样，出于隐私保护的考虑，我隐藏了设备的序列号和MAC地址，如上图所示。其顶部的隐藏开关用于重置设备到出厂默认设置。它旁边的micro USB端口虽然显然可以用来为智能插座的电路供电，但在此时没有任何有意义的功能。，比如连接到外部传感器什么的。但这款产品已经上市一段时间了，至今还没有添加任何新的东西，所以我也不再指望它会出什么新花样了。

按压背面的标签贴纸，可感觉到有三个明显的缺口，表明是隐藏的螺丝孔。根据拆解第一代WeMo的经验，我猜测这次用的也是三角形防拆螺丝。事实证明我的猜测正确：

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言归正传，这是前半部分塑料壳内部的样子：

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顶部的电源开关并不是机械式的，手指按压压不下去（你很快就会看到它是如何工作的了）：

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以下是WeMo Insight的内部组成：

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pcb的左半部分包含连接开关AC插座的连接器以及其它东西。底部是负载继电器，顶部是变压器，各种无源器件散落在pcb各处。右上角是Wi-Fi天线。右侧有两个附加板：最右边的那个电路板上有数字电路，通过多色线束连接到主pcb；旁边那个电路板包含“Insight”电流检测电路。在后续图片中可以更近地看到这两个附加板的详情（以及其他东西）。

首先来看数字板仍安装在外壳里的特写镜头：

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电源开关实际上是一种电容式开关，它是现代智能手机、平板电脑和计算机显示器内置的电容式触摸界面的一种原始形式（但却非常有效……毕竟没有涉及任何机械装置）。当系统检测到手指接近时，它会接通开关AC插座的电源，同时点亮开关后面的指示灯。稍后我会逐一展示说明。底部是前面提到的出厂设置复位开关。下图从另一个角度展示了将两块附加板用线束进行电气连接的视图：

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这是在数字电路板后面的电流检测电路的窥视图，稍后可以更清楚地看到它：

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这是Wi-Fi天线的另一个视角：

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将数字板从外壳中拔出，这样就可以看到更完整的视图，包括前面提到的底部的micro USB连接器（以及其他东西）：

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数字板左边是一个华邦（Winbond）的W9825G6JH 256Mb DDR SDRAM（多谢Hackaday网站将标签拨开显示出芯片信息，所以我也就不用再剥开了！）。 右下角是旺宏（Macronix）的MX25L12835E 128Mb串口NOR闪存。说到前面提及的“指示灯”，我想提醒你注意pcb上的三个LED灯：D15位于拱形电容式开关的中间，D16和D17分别位于其正下方和复位开关SW1的上方。当第一次启动WeMo Insight并处于正常工作的“开启” 状态时，所有三个LED都亮起：

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但在通过Wi-Fi进行初始设置之前，WeMo Insight会通过交替点亮D16和D17来广播其当前未配置的状态，然后熄灭所有三个LED ......周而复始：

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数字pcb的背面主要是雷凌（Ralink）的RT5350F，这是一款2.4GHz 150Mbps 802.11n Wi-Fi SoC（因此解释了那个单元天线），它还嵌入了一个工作在360MHz的MIPS 24KEc处理器内核（充当系统的“大脑”）、一个带有集成PHY的5端口10/100Mbps以太网交换机，以及一个USB2主/从控制器。

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最后，让我们看看电流检测模块的两侧：

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我无法从IC封装标记中辨别出它的身份，但另一篇Hackaday文章《SmartEE the Smart Plug》中进行了说明（不管你信不信，这是WeMo Insight数字板的一种开源替代方案）。原来它是Silergy（原Maxim）78M6610电能管理处理器。这里有一段来自SmartEE的介绍视频。


虽然Belkin（或任何为Belkin设计WeMo Insight的公司）可能决定只使用现成的模块，但我猜测他们决定采用附加板而非集成方案是有意为之。通过使“Insight”的硬件设计部分模块化，从而可选，Belkin还可能使用没有“Insight”模块的基本配置来设计另一款单独的产品。但这只是我的猜测，您如何看待我的电流检测理论及对整体设计的想法？请在评论中分享您的观点！

mj8abcd

  

zqb

看看

chjchjchj816

学海无涯

哇 不错，这个长见识了。

5425188

  

z一叶孤舟

哇 不错，这个长见识了。

huasheng

这个貌似做工还是不错的！

wpzahu