协作式智能插座的制作方法

本发明——协作式智能插座是一项与物联网领域相关的智能家居类发明。

背景技术：

随着物联网技术的推广，智能插座已经成为一种物美价廉的智能技术并已经开始走向千家万户。一般来说，智能插座不仅可以允许人们进行远程控制插座的开关，而且还有电流统计等附加功能，可以满足人们节能的需要。目前市面上可以看到的功能有：远程开关，实时功率，电量统计，wifi增强、中继，定时延时。有些设备还扩展了夜灯功能和USB充电。

目前智能插座所面临的最大的问题是，它一定需要一个手机的APP来控制。大多数智能其实是通过手机的APP体现出来的。在目前去APP化的大环境里，普通老百姓越来越希望有一些不需要手机APP就能够体现出来的智能功能。本发明正是在这样一个背景下产生的。

技术实现要素：

本发明主要是要通过一个最简单的方式，解决人们日常生活中的一个头疼的问题。估计好多人都有过这样的体验：家里的某一路电，设计的时候总容量是2000W，后来在这一路电上接了微波炉，热水器等大功率的小家电，结果就经常发出在同时使用微波炉和热水器时跳闸的现象。也许年轻人还能记住或理解这个局限性，可家里的老人却一而再，再而三地面临同一个问题。本发明就是要定义一组可以自组网的智能插座，然后规定它们要协同的完成一些指定的任务。比如一对互斥的智能插座，它们的基本原则是不能同时工作，所以微波炉打开时，热水器就不会上电，这样就避免了跳闸的问题。同时，如果用户只局限于使用这个功能，那么用户无需进行繁复的设置操作。我们的包装就是一对智能插座，并且它们会自组网，自动互斥。当然，如果用户对它们进行必要的配置，那么本智能开关组也完全具备普通的智能插座的全部功能。

附图说明

图1协作式智能插座示意图

图2智能插座原理示意图

图3协作式智能插座原理示意图

图4协作式智能插座工作流程图

具体实施方式

本方案的具体实施主要有三部分组成：

1、物理设备，一对可以物联控制，检测电流的智能插座。请见图1所示。

2、应用程序(可选)，一般是在手机或PAD上允许，可以对物联设备进行控制。

3、云平台(可选)，提供物理设备和应用程序的连接，和必要的智能运算。

目前市面上的智能插座的实现方法大同小异，主要是每家的主控MCU的选型可能不一样。图2给出了一个最基本的智能插座的实现示意图。一般来说，我们不可以使用110V或220V交流电来完成数字电路，所以我们要先使用一个电流转换装置进行电流转换，来获取一个3.3V或5V的直流电，将之供给主控MCU。我们可以由一个中继电路来实现对电流通断的控制，中继电路的控制信号应该由主控MCU来产生。我们还可以增加一个电流检测的电路，这样可以更好地提供对总体电流的控制，目前有专用的芯片来实现这个功能。在本专利的应用场景下，我们需要使用一对这样的智能插座来共同完成协同作业。如图3所示，当我们将这一对智能插座安装好之后，它们会自动检测周边的设备，并组成一个可以通信的网络。在这个模式下，它们不需要路由器的支持，所以也不可以连接到INTERNET上。这个模式最大的好处是，用户不需要进行任何的配置，二个设备互联是自动完成的。当用户开始使用时，其逻辑如图4所示，当一台设备检测到自己的工作电流增大，即表示其所连接的电器正在工作，它就要发送这个情况给与之相连的设备，这些设备就会自动断开所连的电路，提供用电保护。反之，如果设备检测到电流下降，则表示与之相连的设备停止工作，这时就要提醒另外的智能插座恢复工作。

另外一个问题，就是同步互斥，即二个设备同时启动并互发请求，这个时候如果只是简单的接受对方的请求，就会发生锁死的情况。在这里我们有二个方案来解决这个问题：

如果我们有限流电路，那么我们就可以暂时将电流(总和)限制在允许的范围内，再协商结束后再加上来。

假定设备A的优先级永远高于设备B的优先级。即在二个设备同时申请的时候，B会主动放弃自己的申请，让A先执行。当然，优先级可以通过手机APP设定。

在正常使用中，同步互斥的概率是非常小的，应为我们假定的是家居的环境，那么一个人开微波炉的同时，是没有办法去开热水器的。

在自动模式的基础上，如果用户选择通过手机APP来配置本设备，那么本设备也可以与云端相连，并支持所有的扩展功能：远程开关、实时功率、电量统计、wifi增强、中继、定时延时、如果我们增加硬件的支持，也可以支持夜灯功能、USB充电。

应用程序(手机APP)的主要工作流程是提供一个配置智能插座到家里的wifi的用户界面，允许用户选择正确的SSID和密码。在配置成功之后，它可以提供一个用户界面，方便用户设置定时时间，查看电流电量等。

云平台主要是辅助应用程序来管理多个设备，提供云端的同步，并提供云端一些特有的功能，如IFTTT，ALEXA等。