一種紅外雙向通訊智能插座及其系統的製作方法

2023-10-05 20:22:29 2

本發明涉及一種智能插座，特別是涉及一種紅外雙向通訊智能插座及其系統。

背景技術：

現有技術的智能插座內置了WiFi、藍牙、2.4G或433M、315M無線模塊及Zigbee無線模塊，可以與手機通訊，實現了手機對智能插座的操作控制。還有的智能插座內置紅外接收模塊，通過紅外遙控器或WiFi轉紅外的智能遙控器實現對燈泡的操作和控制，可實現手機對燈泡的遠程控制，但這種燈泡只能接收信號，只能單向通訊傳輸信號，如果信號接收失敗在發送端無法得知，降低了信號傳輸的可靠性。如果用手持式遙控器發送信號的話發現第一次按鍵後沒反應可以再按一次，但用手機遠程控制的話如果信號傳輸失敗未收到完整的信號時手機端無法知道，用戶不知道操作是否成功。對於具有WiFi或藍牙模塊可以和手機通訊的智能插座，不僅架構複雜價格高，還存在聯網配置麻煩，用戶家裡有多種智能插座以及各種智能硬體都需要用戶安裝使用多種手機APP，使用非常不便。

技術實現要素：

本發明需要解決的技術問題是提供一種紅外雙向通訊智能插座及其系統，解決現有的智能插座需要內置WiFi或藍牙模塊以及其它無線通訊模塊帶來的架構複雜成本高的問題，解決具有紅外接收模塊的智能插座只能單向通訊，信號接收失敗在發送端無法得知的問題，作為從節點的智能插座採用成本低廉的紅外發射模塊和紅外接收模塊與主節點進行雙向通訊傳送數據實現各種操作控制，還可用手機通過主節點對智能插座進行雙向通訊傳送數據實現遠程操作控制，對於具有計量模塊的智能插座還可將插座用電量等數據發送到主節點，再通過主節點發送到手機端。多個智能插座可組網，實現對多個智能插座的聯動。此外，還可將智能插座作為紅外中繼轉發節點，將紅外信號發送到主節點無法覆蓋的盲區，從而被位於盲區的智能插座以及其它從節點可靠接收，擴展了通訊範圍。本發明架構簡單，成本低廉，使用方便，給用戶帶來了舒適的體驗，因此具有顯著的技術進步。

一種紅外雙向通訊智能插座及其系統，所述智能插座包括插座電極、開關模塊、電源模塊、微處理器和紅外接收模塊，其特徵在於：

所述智能插座還包括紅外發射模塊，所述紅外發射模塊與微處理器的 紅外發射埠連接，所述智能插座為系統的從節點。

紅外發射模塊用於發送紅外信號給主節點，紅外接收模塊用於接收主節點發出的紅外信號，實現主節點與作為從節點的智能插座之間的紅外雙向通訊，進行數據傳輸實現各種操作控制。

還包括主節點，所述主節點具有紅外發射模塊、紅外接收模塊、電源模塊、微處理器、無線通訊模塊或具有微處理器的無線通訊模塊，所述紅外發射模塊與所述微處理器的紅外發射埠連接，所述紅外接收模塊與微處理器的紅外接收埠連接，所述無線通訊模塊與微處理器的無線通訊埠連接。

紅外發射模塊發送紅外信號給智能插座，紅外接收模塊接收智能插座發出的紅外信號，實現主節點與作為從節點的智能插座的紅外雙向通訊，進行數據傳輸實現各種操作控制。

還包括手機APP，所述手機APP具有操作界面和操作按鈕，操作手機APP，手機通過無線路由器與主節點進行通訊或手機通過無線路由器、智能網關與主節點進行通訊或手機通過藍牙或WiFi點對點直接與主節點進行無線通訊或手機通過無線路由器、無線轉有線智能網關與主節點進行通訊，再通過主節點與作為從節點的智能插座的進行紅外雙向通訊，實現手機與智能插座的雙向通訊，進行數據傳輸實現各種操作控制。

作為從節點的智能插座接收主節點發送的紅外信號，若收到本從節點的紅外信號則響應執行，並發送反饋信號給主節點，若主節點在規定的時間內未收到反饋信號，則重新發送紅外信號。

若主節點重新發送紅外信號後仍沒有收到反饋信號，則主節點發出聲光提示信號傳送失敗或將傳送失敗的信息發送到手機端，在手機上顯示傳送失敗的信息，使用戶請檢查智能插座的安放位置和距離是否合適，是否接入電源以及是否損壞。

智能插座的紅外發射模塊為多個紅外發射管組成或為一大功率寬角度紅外發射管或模組，紅外接收模塊為紅外接收頭，所述多個紅外發射管指向不同的方向，以將紅外線信號覆蓋房間內更大的空間被主節點或其它從節點可靠接收。

可將智能插座作為紅外中繼轉發節點，用其內部的紅外發射模塊將紅外信號發送到主節點的紅外信號無法覆蓋的盲區，從而被位於盲區的智能插座以及其它從節點可靠接收。

主節點發出針對位於其信號無法覆蓋的盲區的從節點B的紅外信號，所述信號未被從節點B接收因而在規定的時間內未收到來自從節點B的反饋信號，則主節點向之前已經收到正常反饋信號的從節點A發出針對從節點B的紅 外信號，從節點A收到這一紅外信號後再將其轉發，轉發的紅外信號能夠覆蓋從節點B而被其接收。

可將智能插座作為紅外中繼反饋節點，用其內部的紅外接收模塊接收盲區內其它智能插座發回的反饋信號，再將反饋信號轉發到主節點。

從節點B接收到從節點A轉發的紅外信號後發送反饋信號，反饋信號被從節點A接收，從節點A再將這個反饋信號發送到主節點，從而實現了從節點A對從節點B的信號轉發及雙向通訊。

本發明提供了一種紅外雙向通訊智能插座及其系統，解決了現有的智能插座需要內置WiFi或藍牙模塊以及其它無線通訊模塊帶來的架構複雜成本高的問題，解決了具有紅外接收模塊的智能插座只能單向通訊，信號接收失敗在發送端無法得知的問題，作為從節點的智能插座採用成本低廉的紅外發射模塊和紅外接收模塊與主節點進行雙向通訊傳送數據實現各種操作控制，還可用手機通過主節點對智能插座進行雙向通訊傳送數據實現遠程操作控制，對於具有計量模塊的智能插座還可將插座用電量等數據發送到主節點，再通過主節點發送到手機端。多個智能插座可組網，實現對多個智能插座的聯動。此外，還可將智能插座作為紅外中繼轉發節點，將紅外信號發送到主節點無法覆蓋的盲區，從而被位於盲區的智能插座以及其它從節點可靠接收，擴展了通訊範圍。本發明架構簡單，成本低廉，使用方便，給用戶帶來了舒適的體驗。因此，本發明與現有技術相比具有顯著的技術進步。

附圖說明

圖1是本發明的智能插座的原理框圖。

圖2是本發明的主節點的原理框圖之一。

圖3是本發明的主節點的原理框圖之二。

圖4是本發明的作為從節點的智能插座與主節點紅外雙向通訊的原理框圖。

圖5是本發明的主節點與智能插座、家用電器以及智能燈泡進行紅外雙向通訊和單向通訊的原理框圖。

圖6是本發明的主節點與智能插座、家用電器以及智能硬體進行紅外雙向通訊的原理框圖。

圖7是本發明的作為從節點的智能插座還作為紅外中繼轉發節點與主節點進行紅外雙向通訊的原理框圖。

圖8是本發明的主節點與手機點對點通訊的原理框圖。

圖9是本發明的主節點通過路由器與手機通訊的原理框圖。

圖10是本發明的主節點通過路由器和網際網路與手機通訊的原理框圖。

圖11是本發明的主節點通過智能網關、路由器和網際網路與手機通訊的原理框圖。

圖12是本發明的智能插座及其系統組網通訊的原理框圖。

圖13是本發明的智能插座具有計量模塊實施例的原理框圖。

圖14是本發明的智能插座的結構示意圖之一。

圖15是本發明的智能插座的結構示意圖之二。

圖16是本發明的智能插座的結構示意圖之三。

具體實施方式

下面結合附圖和實施方式對本發明做進一步的描述。

如圖1所示，本發明的一種紅外雙向通訊智能插座及其系統，所述智能插座包括LED光源模塊、電源模塊、驅動模塊、紅外接收模塊和微處理器，還包括紅外發射模塊，所述紅外發射模塊與微處理器的紅外發射埠連接，所述智能插座為系統的從節點。

紅外發射模塊用於發送紅外信號給主節點，紅外接收模塊用於接收主節點發出的紅外信號，實現主節點與作為從節點的智能插座之間的紅外雙向通訊，進行數據傳輸實現各種操作控制。

如圖2和圖3所示，本發明還包括主節點，所述主節點具有紅外發射模塊、紅外接收模塊、電源模塊、微處理器、無線通訊模塊或具有微處理器的無線通訊模塊，所述紅外發射模塊與所述微處理器的紅外發射埠連接，所述紅外接收模塊與微處理器的紅外接收埠連接，所述無線通訊模塊與微處理器的無線通訊埠連接。主節點的無線通訊模塊或帶有微處理器的無線通訊模塊為WiFi模塊或2.4G無線模塊或5G無線模塊或433M無線模塊或315M無線模塊或Zigbee模塊或Z-Wave模塊或藍牙模塊其中之一。

紅外發射模塊發送紅外信號給智能插座，紅外接收模塊接收智能插座發出的紅外信號，實現主節點與作為從節點的智能插座的紅外雙向通訊，進行數據傳輸實現各種操作控制。

本發明還包括手機APP，所述手機APP具有操作界面和操作按鈕，操作手機APP，手機通過無線路由器與主節點進行通訊或手機通過無線路由器、智能網關與主節點進行通訊或手機通過藍牙或WiFi點對點直接與主節點進行無線通訊或手機通過無線路由器、無線轉有線智能網關與主節點進行通訊，再通過主節點與作為從節點的智能插座的進行紅外雙向通訊，實現手機與智能插座的雙向通訊，進行數據傳輸實現各種操作控制。

如圖4所示，作為從節點的智能插座接收主節點發送的紅外信號，若收到本從節點的紅外信號則響應執行，並發送反饋信號給主節點，若主節點在規定的時間內未收到反饋信號，則重新發送紅外信號。

若主節點重新發送紅外信號後仍沒有收到反饋信號，則主節點發出聲光提示信號傳送失敗或將傳送失敗的信息發送到手機端，在手機上顯示傳送失敗的信息，使用戶請檢查智能插座的安放位置和距離是否合適，是否接入電源以及是否損壞。

如圖14至圖16所示，智能插座的紅外發射模塊為多個紅外發射管11組成或為一大功率寬角度紅外發射管或模組，紅外接收模塊為紅外接收頭12，所述多個紅外發射管指向不同的方向，以將紅外線信號覆蓋房間內更大的空間被主節點或其它從節點可靠接收。紅外發射管的數量可以針對產品的型號和具體用途來確定，數量一般由1個到8個之間，對於近距離的通訊可以少用，通訊距離遠的安裝位置偏遠的可以多用。紅外發射管和紅外接收頭的具體安裝位置和角度應根據插座的具體形狀和尺寸以及孔位數量來確定，儘量避開插頭尾線部分以防被尾線遮擋。

如圖7所示，可將智能插座作為紅外中繼轉發節點，用其內部的紅外發射模塊將紅外信號發送到主節點的紅外信號無法覆蓋的盲區，從而被位於盲區的智能插座以及其它從節點可靠接收。

主節點發出針對位於其信號無法覆蓋的盲區的從節點B的紅外信號，所述信號未被從節點B接收因而在規定的時間內未收到來自從節點B的反饋信號，則主節點向之前已經收到正常反饋信號的從節點A發出針對從節點B的紅外信號，從節點A收到這一紅外信號後再將其轉發，轉發的紅外信號能夠覆蓋從節點B而被其接收。

可將智能插座作為紅外中繼反饋節點，用其內部的紅外接收模塊接收盲區內其它智能插座發回的反饋信號，再將反饋信號轉發到主節點。

從節點B接收到從節點A轉發的紅外信號後發送反饋信號，反饋信號被從節點A接收，從節點A再將這個反饋信號發送到主節點，從而實現了從節點A對從節點B的信號轉發及雙向通訊。

如圖5所示，主節點既可與智能插座通訊進行雙向通訊，又可與帶有紅外接收模塊的家用電器進行單向通訊，目前這類家用電器還比較多。

如圖6所示，主節點可與智能插座通訊進行雙向通訊，還可與帶有紅外發射模塊和紅外接收模塊的家用電器以及各種智能硬體進行雙向通訊。

如圖12所示，本發明的智能插座作為從節點和主節點紅外雙向通訊，通過 從節點的中繼轉發實現通訊區域的擴展，如房間B中的描述，還可通過多個從節點進行中繼轉發，進一步擴展紅外雙向通訊的覆蓋範圍。多個主節點可以通過智能網關組網，也可以多個具有WiFi的主節點直接通過路由器組網，可實現主節點之間的互訪，一個房間內的主節點可以訪問其它房間的從節點，可用手機網際網路與各個主節點及從節點通訊，傳輸數據及操作控制。本發明採用低成本紅外技術實現了作為的從節點的智能插座與主節點的雙向通訊進而實現了手機與智能插座及網絡內的其它家用電器及智能硬體的通訊，使智能照明、智能家居以及物聯網全面進入家庭成為可能。

如圖13所示，本發明的智能插座還包括計量模塊，串聯在220V到插座電極的迴路中，其信號輸出端與微處理器的計量埠連接，若需要低壓直流電源則由電源模塊供給。這樣可將插座用電量等數據發送到主節點，再通過主節點發送到手機端供用戶查看，還可將數據保存在手機APP裡或上傳到雲端，供用戶參考或採取相應的控制措施。

本發明所述的智能插座包括牆壁面板插座，帶插頭的轉換插座，帶插頭和導線的單孔位插座或多孔位排插。本智能插座的開關模塊可採用繼電器或可控矽，這些都是現有技術，在此不做詳細描述。

本發明所述的主節點可以做成智能開關、智能遙控器、智能網關、智能檯燈、智能床頭燈、智能情景燈、智慧機器人以及其它家用電器。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。