一种高可靠性联网控制的智能插座制造技术

一种高可靠性联网控制的智能插座，它包括MCU、电力载波模块、无线通信模块、网络通信模块、供电电源和继电器，其中MCU与电力载波模块、无线通信模块、网络通信模块三个模块信号实现双向传输，供电电源给MCU供电，MCU接收信号经过处理后输出信号控制继电器状态的切换，从而实现电源通/断的控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能插座，尤其指一种高可靠性联网控制的智能插座，也可指具有高可靠性联网控制的插排。
技术介绍
现有的智能插座、插排为实现远程控制，使用了无线技术接入因特网，可通过手机、PC机进行远程查看插座、插排工作状态、远程控制通/断操作，从而控制各种电器，无线技术均工作在ISM频段。当智能家庭、智能可穿戴产品发展到比较成熟的阶段，家庭内部有几十个、上百个产品均工作在同一个频段，相互之间干扰严重，造成信号不稳定、易中断，影响用户的使用感觉。而WIFI技术一般工作在2.4G频段，众所周知信号的穿透力比较差，并且WIFI技术不支持MESH组网，每个WIFI智能插座、插排均是独自链接到WIFI路由器，当链接数量超过十几个时，无线信号冲突严重，通信性能下降WIFI、PLC不支持MESH组网。智能插座、插排之间通信，需要通过WIFI路由器、PLC集中器进行中转，通信时间长，占用带宽，影响消费者使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高可靠性联网控制的智能插座，内置电力载波模块和无线通信模块，转换电力线信号和无线信号为以太网信号，无需配置单独的网关或协议转换器，直接通过家庭路由器接入因特网；电力载波模块和无线通信模块，两者都是低频低速通信方式，满足远距离、多数量的智能插座、插排的联网功能要求。通过两种信道同时传输，避免了单一信道信号不稳定、易受干扰等问题，极大的提升了联网智能控制的可靠性，规避了设备安装放置的约束要求，产品的稳定性、易用性得到了极大提高。为达到上述目的，本专利技术采取的解决方案是：一种高可靠性联网控制的智能插座，它包括MCU、电力载波模块、无线通信模块、网络通信模块、供电电源和继电器，智能插座转换电力线信号和无线信号为以太网信号，直接通过家庭路由器接入因特网；智能插座的MCU收到无线信道、电力线信道上同时传输的消息通信，后采用丢弃机制丢弃重复报文。通信数据在无线信道和电力线信道上均采用同一套中继算法，支持插座之间直接通信，和远端插座、插排消息中继，支持插座、插排设备自动入网。智能插座内置的电力载波模块，采用100～500K电力通信信道进行消息传输；智能插座内置的无线通信模块，采用433M或470M的无线通信信道进行消息传输，同一个设备的两个通道的链路地址设置为相同。在系统通信过程中，所有的消息均通过两个物理通道发送，所以在接收时，目的智能插座、插排会收到两份内容一样的消息。无线模块和电力载波模块负责各自的链路通道、各自通道的消息转发和中继，不知晓对方通道的存在，需要智能插排、插座的MCU有处理冗余报文的机制。MCU发送消息时会给每个消息记录一个序列号，每次递增，不可递减，不可重复，报文重发用同一个序列号，当序列号超过最大值时会从1
开始。MCU处理冗余报文均利用了丢弃窗口的机制，通过丢弃算法对重复报文进行丢弃操作。这样的处理结果是先到的消息进行处理，后到的消息则丢弃，智能插排、插座接收同一个序列号的消息只会处理一次。因此一个节点的MCU会建立和其它所有节点对应的发送序列号、丢弃窗口，并保存以便设备重新启动时能够以正确的序列号发送报文和正确丢弃接收到的重复报文。中继算法在智能插座、插排启动时启动，启动延迟随机时间向邻居插座、插排广播自己的中继表。中继表含目的地址(相邻智能插排、插座的设备ID)、到目的设备的信噪比以及序列号等信息。当设备刚上电时，中继表仅包含一条记录，是自己到自己的中继。智能插排、插座收到广播的中继表消息会更新自己的中继表。经过广播消息的交互，设备将会有邻居设备的信息，知道自己能够到达的邻居信息，以及信号的衰减程度。若有相同目的设备的中继信息，则选择衰减程度最小的中继。当有设备退出、断电或链路中断时，邻居的智能设备会建立定时器反复确认三次后再把更新的中继消息随机延后一段时间后广播，更新的中，继信息的序列号加1。若链路偶尔中断则不会发送更新消息，其它设备收到的中继信息，会比较序列号，当序列号小于等于已有的记录，则不更新，这样不会产生中继回路，否则更新。通过本方法，联网型智能、插座每一个设备均拥有整体系统中每个设备的ID以及中继路径，能够相互之间直接通信，而不必通过核心设备中转。智能插排、插座都同时具备电线通信和无线通信能力，通过网络通信模块与MCU之间信号传输实现远程网络监控，MCU输出信号控制继电器状态的切换，从而控制电源的通/断。附图说明图1是本实施例的硬件原理框图。图2是本实施例的信号传输原理图。图3是本实施例的程序流程图。具体实施方式下面结合实施例及其附图对本专利技术再作描述。参见图1，一种高可靠性联网控制的智能插座，它包括MCU、电力载波模块、无线通信模块、网络通信模块、供电电源和继电器。其中MCU是信息处理中心，采用嵌入式操作系统，负责各个硬件模块的初始化、配置以及中断的处理，它与电力载波模块、无线通信模块、网络通信模块三个模块信号实现双向传输，供电电源给MCU供电，MCU接收信号经过处理后输出信号控制继电器状态的切换，从而实现电源通/断的控制。无线模块采用433M或者470M ISM通信频段，电力载波频段使用100～500K之间的低频频段。同一个设备的两个通道的链路地址设置为相同，两者收发报文均交给MCU处理，报文的格式遵守无线和电力线传输规约，传输速率为串口速率。参见图2，智能插座通过电力线、无线互联互通，其中一个智能插座通过以太网接口链接家庭路由器，作为电力传输数据、无线数据、以太网数据协议的转换中心，其他智能插
排均可以插入网线，但只能其中一台接入网线和因特网链接的设备作为主机。接入网线的智能插座、插排状态变化、插孔通、断、或其它情况，内部MCU把信息组成消息报文通过网络通信模块发送到internet。其它智能插座、插排则通过电力线、无线方式同时发送消息到接入网线的智能插座或智能插排。接入网线的智能插排或插座收到消息后转换成以太网消息发送到internet服务器，服务器把消息推送到手机APP，告知用户。参见图3，本专利技术的智能插座、插排组成的系统中，只有一台和互联网链接的设备作为Master。若多台设备均链接了因特网，则选择设备ID号最小的作为Master。无论是否Master的设备在收到Mster_discover消息后，均返回Mst_Response消息。区别在于Master返回的消息中存在Master标记。所以当系统中存在Master时，其它设备均作为普通设备。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高可靠性联网控制的智能插座，它包括MCU、电力载波模块、无线通信模块、网络通信模块、供电电源和继电器，其特征在于：智能插座转换电力线信号和无线信号为以太网信号，直接通过家庭路由器接入因特网；智能插座的MCU收到无线信道、电力线信道上同时传输的消息通信后，采用丢弃机制丢弃重复报文。

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性联网控制的智能插座，它包括MCU、电力载波模块、无线通信模块、网络通信模块、供电电源和继电器，其特征在于：智能插座转换电力线信号和无线信号为以太网信号，直接通过家庭路由器接入因特网；智能插座的MCU收到无线信道、电力线信道上同时传输的消息通信后，采用丢弃机制丢弃重复报文。2.如权利要求1所述的高可靠性联网控制的智能插座，其特征在于：智能插座内置的电力载波模块，采用100～500K电力通信信道进行消息传输。3.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李悦，
申请(专利权)人：杭州浩综控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33