本發(fā)明——協(xié)作式智能插座是一項與物聯(lián)網(wǎng)領域相關的智能家居類發(fā)明。

背景技術：

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的推廣，智能插座已經成為一種物美價廉的智能技術并已經開始走向千家萬戶。一般來說，智能插座不僅可以允許人們進行遠程控制插座的開關，而且還有電流統(tǒng)計等附加功能，可以滿足人們節(jié)能的需要。目前市面上可以看到的功能有：遠程開關，實時功率，電量統(tǒng)計，wifi增強、中繼，定時延時。有些設備還擴展了夜燈功能和USB充電。

目前智能插座所面臨的最大的問題是，它一定需要一個手機的APP來控制。大多數(shù)智能其實是通過手機的APP體現(xiàn)出來的。在目前去APP化的大環(huán)境里，普通老百姓越來越希望有一些不需要手機APP就能夠體現(xiàn)出來的智能功能。本發(fā)明正是在這樣一個背景下產生的。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是要通過一個最簡單的方式，解決人們日常生活中的一個頭疼的問題。估計好多人都有過這樣的體驗：家里的某一路電，設計的時候總容量是2000W，后來在這一路電上接了微波爐，熱水器等大功率的小家電，結果就經常發(fā)出在同時使用微波爐和熱水器時跳閘的現(xiàn)象。也許年輕人還能記住或理解這個局限性，可家里的老人卻一而再，再而三地面臨同一個問題。本發(fā)明就是要定義一組可以自組網(wǎng)的智能插座，然后規(guī)定它們要協(xié)同的完成一些指定的任務。比如一對互斥的智能插座，它們的基本原則是不能同時工作，所以微波爐打開時，熱水器就不會上電，這樣就避免了跳閘的問題。同時，如果用戶只局限于使用這個功能，那么用戶無需進行繁復的設置操作。我們的包裝就是一對智能插座，并且它們會自組網(wǎng)，自動互斥。當然，如果用戶對它們進行必要的配置，那么本智能開關組也完全具備普通的智能插座的全部功能。

附圖說明

圖1協(xié)作式智能插座示意圖

圖2智能插座原理示意圖

圖3協(xié)作式智能插座原理示意圖

圖4協(xié)作式智能插座工作流程圖

具體實施方式

本方案的具體實施主要有三部分組成：

1、物理設備，一對可以物聯(lián)控制，檢測電流的智能插座。請見圖1所示。

2、應用程序(可選)，一般是在手機或PAD上允許，可以對物聯(lián)設備進行控制。

3、云平臺(可選)，提供物理設備和應用程序的連接，和必要的智能運算。

目前市面上的智能插座的實現(xiàn)方法大同小異，主要是每家的主控MCU的選型可能不一樣。圖2給出了一個最基本的智能插座的實現(xiàn)示意圖。一般來說，我們不可以使用110V或220V交流電來完成數(shù)字電路，所以我們要先使用一個電流轉換裝置進行電流轉換，來獲取一個3.3V或5V的直流電，將之供給主控MCU。我們可以由一個中繼電路來實現(xiàn)對電流通斷的控制，中繼電路的控制信號應該由主控MCU來產生。我們還可以增加一個電流檢測的電路，這樣可以更好地提供對總體電流的控制，目前有專用的芯片來實現(xiàn)這個功能。在本專利的應用場景下，我們需要使用一對這樣的智能插座來共同完成協(xié)同作業(yè)。如圖3所示，當我們將這一對智能插座安裝好之后，它們會自動檢測周邊的設備，并組成一個可以通信的網(wǎng)絡。在這個模式下，它們不需要路由器的支持，所以也不可以連接到INTERNET上。這個模式最大的好處是，用戶不需要進行任何的配置，二個設備互聯(lián)是自動完成的。當用戶開始使用時，其邏輯如圖4所示，當一臺設備檢測到自己的工作電流增大，即表示其所連接的電器正在工作，它就要發(fā)送這個情況給與之相連的設備，這些設備就會自動斷開所連的電路，提供用電保護。反之，如果設備檢測到電流下降，則表示與之相連的設備停止工作，這時就要提醒另外的智能插座恢復工作。

另外一個問題，就是同步互斥，即二個設備同時啟動并互發(fā)請求，這個時候如果只是簡單的接受對方的請求，就會發(fā)生鎖死的情況。在這里我們有二個方案來解決這個問題：

如果我們有限流電路，那么我們就可以暫時將電流(總和)限制在允許的范圍內，再協(xié)商結束后再加上來。

假定設備A的優(yōu)先級永遠高于設備B的優(yōu)先級。即在二個設備同時申請的時候，B會主動放棄自己的申請，讓A先執(zhí)行。當然，優(yōu)先級可以通過手機APP設定。

在正常使用中，同步互斥的概率是非常小的，應為我們假定的是家居的環(huán)境，那么一個人開微波爐的同時，是沒有辦法去開熱水器的。

在自動模式的基礎上，如果用戶選擇通過手機APP來配置本設備，那么本設備也可以與云端相連，并支持所有的擴展功能：遠程開關、實時功率、電量統(tǒng)計、wifi增強、中繼、定時延時、如果我們增加硬件的支持，也可以支持夜燈功能、USB充電。

應用程序(手機APP)的主要工作流程是提供一個配置智能插座到家里的wifi的用戶界面，允許用戶選擇正確的SSID和密碼。在配置成功之后，它可以提供一個用戶界面，方便用戶設置定時時間，查看電流電量等。

云平臺主要是輔助應用程序來管理多個設備，提供云端的同步，并提供云端一些特有的功能，如IFTTT，ALEXA等。