一種智能安全插座及用其實(shí)現(xiàn)的安全用電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能家居和電氣安全領(lǐng)域，更具體地，涉及一種嵌入了傳感器的智能 安全插座及一種通過(guò)嵌入傳感器的插座實(shí)現(xiàn)的安全用電方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著家居電力的廣泛應(yīng)用，家庭用電的安全問(wèn)題越來(lái)越值得重視，雖然越來(lái)越多 的家庭都逐漸開(kāi)始針對(duì)用電安全采取了各種措施，包括采用一些具有安全門(mén)設(shè)計(jì)的用電裝 置、例如帶安全門(mén)設(shè)計(jì)的插座，但由于基于物理防護(hù)的安全門(mén)設(shè)計(jì)常常起不到防護(hù)作用，或 者由于物理結(jié)構(gòu)老化，或者由于設(shè)計(jì)不夠完善，安全門(mén)并不能提供完善的安全防護(hù)，兒童觸 電的報(bào)道仍然時(shí)有發(fā)生，根據(jù)調(diào)查，超過(guò)70%的兒童觸電事故是發(fā)生在家里，且有成人在家 監(jiān)護(hù)的情況下，同樣地，對(duì)于老人、寵物等，也存在類(lèi)似安全風(fēng)險(xiǎn)?；诖?，設(shè)計(jì)出一種能確 保插座類(lèi)產(chǎn)品用電安全的智能插座產(chǎn)品和方法是很有必要的。
[0003] 中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)201420833448. 7 (參考文獻(xiàn)1)公開(kāi)了一種"智能安全插座"，其公開(kāi) 了一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)斷電的插座，其通過(guò)在插座中采用距離傳感器、控制器、開(kāi)關(guān)裝置和電 源以在插拔電源插頭時(shí)實(shí)現(xiàn)插座的自動(dòng)斷電。然而該插座只能根據(jù)障礙物的距離實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān) 裝置的通斷控制，因此這種插座在安全保障方面的功能單一、安全保障作用十分有限。
[0004] 本發(fā)明通過(guò)在插座中應(yīng)用人體紅外傳感器、距離傳感器和/或電流傳感器等傳感 器檢測(cè)裝置和通斷電裝置，并通過(guò)合理的控制邏輯，實(shí)現(xiàn)了安全插座的充分智能化功能控 制作用，能夠充分確保插座在各種情況下的用電安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明在家居環(huán)境下常見(jiàn)的墻體插座或接線板插座(下簡(jiǎn)稱(chēng)插座）內(nèi)嵌入不同類(lèi) 別的傳感器，然后通過(guò)所有傳感器數(shù)據(jù)綜合得到人體與插座間的關(guān)系來(lái)并結(jié)合通斷電裝置 來(lái)實(shí)現(xiàn)防止觸電的用電安全保護(hù)。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案： 提供了一種智能安全插座，包括一個(gè)或多個(gè)插孔，該插座還包括： 人體紅外傳感器，用于感測(cè)室內(nèi)人體的活動(dòng)情況，以判斷人體是否出現(xiàn)在插座類(lèi)產(chǎn)品 附近； 距離傳感器，用于測(cè)定活動(dòng)物體與插座類(lèi)產(chǎn)品的距離，并將測(cè)定距離與預(yù)定距離進(jìn)行 對(duì)比，當(dāng)測(cè)定距離大于預(yù)定距離時(shí)，則判定該活動(dòng)物體處于安全距離，當(dāng)測(cè)定距離小于等于 該預(yù)定距離時(shí)，則判定該活動(dòng)物體處于危險(xiǎn)距離；以及 通斷電裝置，用于控制所述插孔的通斷電情況； 其特征在于，通斷電裝置根據(jù)將包括人體紅外傳感器感測(cè)結(jié)果、距離傳感器測(cè)定結(jié)果 的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷后得到的結(jié)果控制插孔的通斷電情況。
[0007] 優(yōu)選地，根據(jù)所述人體紅外傳感器的感測(cè)結(jié)果啟動(dòng)所述距離傳感器，如果人體紅 外傳感器未測(cè)定出人體，則該距離傳感器處于未啟動(dòng)狀態(tài)；如果人體紅外傳感器測(cè)定出預(yù) 定范圍內(nèi)有人體，則使得該距離傳感器啟動(dòng)；并且所述通斷電裝置根據(jù)將所述檢測(cè)結(jié)果進(jìn) 行邏輯判斷后得到的結(jié)果控制插孔的通斷電情況具體為：僅當(dāng)利用人體紅外傳感器感測(cè)到 人體然后利用距離傳感器測(cè)定出活動(dòng)物體處于危險(xiǎn)距離時(shí)利用該通斷電裝置將所述插孔 斷電。
[0008] 優(yōu)選地，根據(jù)所述距離傳感器的測(cè)定結(jié)果啟動(dòng)所述人體紅外傳感器，如果距離傳 感器的危險(xiǎn)范圍內(nèi)不存在活動(dòng)物體，該人體紅外傳感器處于未啟動(dòng)狀態(tài)；如果距離傳感器 測(cè)定出危險(xiǎn)范圍內(nèi)存在活動(dòng)物體，則使得該人體紅外傳感器啟動(dòng)；并且所述通斷電裝置根 據(jù)將所述檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷后得到的結(jié)果控制插孔的通斷電情況具體為：僅當(dāng)利用距 離傳感器測(cè)定出活動(dòng)物體處于危險(xiǎn)距離然后利用人體紅外傳感器感測(cè)到該活動(dòng)物體為人 體時(shí)利用該通斷電裝置將所述插孔斷電。
[0009] 優(yōu)選地，該插座進(jìn)一步包括：電流傳感器，用來(lái)感測(cè)插座對(duì)外供電情況，以判斷插 座上是否有電器在使用；并且，通斷電裝置根據(jù)將包括人體紅外傳感器感測(cè)結(jié)果、距離傳感 器測(cè)定結(jié)果、電流傳感器感測(cè)結(jié)果的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷后得到的結(jié)果控制插孔的通斷 電情況。
[0010] 優(yōu)選地，所述電流傳感器進(jìn)一步感測(cè)插座電流變化情況，以判斷插孔中是否正在 插入電器或其他物品。
[0011] 優(yōu)選地，所述通斷電裝置根據(jù)將包括人體紅外傳感器感測(cè)結(jié)果、距離傳感器測(cè)定 結(jié)果、電流傳感器感測(cè)結(jié)果的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷后得到的結(jié)果控制插孔的通斷電情況 具體為：根據(jù)人體紅外傳感器和距離傳感器的感測(cè)結(jié)果啟動(dòng)該電流傳感器，僅當(dāng)感測(cè)到在 危險(xiǎn)距離內(nèi)存在人體時(shí)才啟動(dòng)該電流傳感器；然后利用啟動(dòng)后的該電流傳感器的感測(cè)結(jié)果 決定通斷電裝置的動(dòng)作，如果電流傳感器感測(cè)到插座上沒(méi)有電器使用該插座，則所述通斷 電裝置使該插座斷電，如果電流傳感器感測(cè)到插座上有電器使用且不存在由于插孔內(nèi)插入 電器或其他物體導(dǎo)致的電流變化，則通斷電裝置不變化以使得插座保持工作，如果插座上 有電器使用但感測(cè)到了由于插孔內(nèi)插入電器或其他物體而導(dǎo)致的電流變化，那么通斷電裝 置使該插座斷電。
[0012] 優(yōu)選地，所述人體紅外傳感器為包括熱釋電元件（PIR)的感應(yīng)電路。
[0013] 優(yōu)選地，人體紅外傳感器的感應(yīng)角度為100度，中心感應(yīng)距離為5-7米，邊沿感測(cè) 距離為3-4米。
[0014] 優(yōu)選地，所述熱釋電元件（PIR)為RE200B/D203B/LHI968。
[0015] 優(yōu)選地，距離傳感器采用超聲波、雷達(dá)、激光或主動(dòng)紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0016] 優(yōu)選地，距離傳感器采用主動(dòng)紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)物體靠近時(shí)，輸出電壓變大，MCU根 據(jù)AD采樣值判斷物體的遠(yuǎn)近。
[0017] 優(yōu)選地，所述電流傳感器用錳銅分流器或者電流互感器取得電流信號(hào)，再通過(guò)AD 采樣或者專(zhuān)用電能計(jì)量IC計(jì)算，得到實(shí)際插座對(duì)外供電情況。
[0018] 優(yōu)選地，通斷電裝置為繼電器或者可控硅電路。
[0019] 此外，還提供了一種通過(guò)嵌入傳感器的插座實(shí)現(xiàn)的安全用電方法，其具體包括： 利用嵌入到插座中的人體紅外傳感器和距離傳感器分別感測(cè)室內(nèi)的人體活動(dòng)情況以 及測(cè)定活動(dòng)物體是否處于危險(xiǎn)距離，其中所述人體紅外傳感器能夠感測(cè)到人體是否出現(xiàn)在 插座類(lèi)產(chǎn)品附近，所述距離傳感器測(cè)定活動(dòng)物體與插座的距離，并將該測(cè)定距離與預(yù)定距 離進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)測(cè)定距離大于預(yù)定距離時(shí)，則判定該活動(dòng)物體處于安全距離，當(dāng)測(cè)定距離小 于等于該預(yù)定距離時(shí)，則判定該活動(dòng)物體處于危險(xiǎn)距離； 對(duì)該插座設(shè)定邏輯判斷規(guī)則，使得插座中的通斷電裝置根據(jù)將包括人體紅外傳感器感 測(cè)結(jié)果、距離傳感器測(cè)定結(jié)果的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷后得到的結(jié)果控制插座的一個(gè)或多 個(gè)插孔的通斷電情況。
[0020] 優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括： 根據(jù)所述人體紅外傳感器的感測(cè)結(jié)果啟動(dòng)所述距離傳感器，如果人體紅外傳感器未測(cè) 定出人體，則該距離傳感器處于未啟動(dòng)狀態(tài)；如果人體紅外傳感器測(cè)定出預(yù)定范圍內(nèi)有人 體，則使得該距離傳感器啟動(dòng)； 所述通斷電裝置根據(jù)將所述檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷后得到的結(jié)果控制所述插孔的通 斷電情況具體為：僅當(dāng)利用人體紅外傳感器感測(cè)到人體然后利用距離傳感器測(cè)定出活動(dòng)物 體處于危險(xiǎn)距離時(shí)利用該通斷電裝置將所述插孔斷電。
[0021] 優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括： 根據(jù)所述距離傳感器的測(cè)定結(jié)果啟動(dòng)所述人體紅外傳感器，如果距離傳感器的危險(xiǎn)范 圍內(nèi)不存在活動(dòng)物體，該人體紅外傳感器處于未啟動(dòng)狀態(tài)；如果距離傳感器測(cè)定出危險(xiǎn)范 圍內(nèi)存在活動(dòng)物體，則使得該人體紅外傳感器啟動(dòng)； 所述通斷電裝置根據(jù)將所述檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷后得到的結(jié)果控制所述插孔的通 斷電情況具體為：僅當(dāng)利用距離傳感器測(cè)定出活動(dòng)物體處于危險(xiǎn)距離然后利用人體紅外傳 感器感測(cè)到該活動(dòng)物體為人體時(shí)利用該通斷電裝置將所述插孔斷電。
[0022] 優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括：利用嵌入到該插座中的電流傳感器感測(cè)插座對(duì)外供 電情況，以判斷插座上是否有電器在使用；并且，所述邏輯判斷規(guī)則進(jìn)一步設(shè)定為：使得所 述通斷電裝置根據(jù)將包括人體紅外傳感器感測(cè)結(jié)果、距離傳感器測(cè)定結(jié)果、電流傳感器感 測(cè)結(jié)果的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷后得到的結(jié)果控制所述插孔的通斷電情況。
[0023] 優(yōu)選地，所述電流傳感器進(jìn)一步感測(cè)插座電流變化情況，以判斷插孔中是否正在 插入電器或其他物品。
[0024] 優(yōu)選地，所述通斷電裝置根據(jù)將所述檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷后得到的結(jié)果控制所 述插孔的通斷電情況具體為： 根據(jù)人體紅外傳感器和距離傳感器的感測(cè)結(jié)果啟動(dòng)該電流傳感器，僅當(dāng)感測(cè)到在危險(xiǎn) 距離內(nèi)存在人體時(shí)才啟動(dòng)該電流傳感器；然后利用啟動(dòng)后的該電流傳感器的感測(cè)結(jié)果決定 通斷電裝置的動(dòng)作，如果電流傳感器感測(cè)到插座上沒(méi)有電器使用該插座，則所述通斷電裝 置使該插座斷電，如果電流傳感器感測(cè)到插座上有電器使用且不存在由于插孔內(nèi)插入電器 或其他物體導(dǎo)致的電流變化，則通斷電裝置不變化以使得插座保持工作，如果插座上有電 器使用但感測(cè)到了由于插孔內(nèi)插入電器或其他物體而導(dǎo)致的電流變化，那么通斷電裝置使 該插座斷電。
[0025] 優(yōu)選地，進(jìn)一步利用包括熱釋電元件（PIR)的感應(yīng)電路實(shí)現(xiàn)所述人體紅