CN109041281B - 单火线智能延迟保护开关 - Google Patents

Abstract

一种单火线智能延迟保护开关，第一负载通过第一通路接入火线，第二负载通过第二通路接入火线，其中，在第二通路处于开路的情况下，第二负载通过机械开关模块限定的第三通路接入火线，其中，控制模块按照以下步骤执行第二通路的导通与关断：检测到第一负载通过第一通路接入火线的情况下，读取系统状态并生成第一控制命令以执行第二通路的关断；检测到第一负载通过第一通路与火线断开的情况下，读取系统状态并生成第二控制命令以执行第二通路的导通。本发明通过负载间的关联控制，避免了传统的开关数量多且分辨其控制的对象困难所导致的操作不便。同时能够智能识别负载是否属于正常的工作状态，能够有效地避免漏管电器导致的电能浪费或安全隐患。

Description

单火线智能延迟保护开关

技术领域

本发明属于开关电路技术领域，尤其涉及一种单火线智能延迟保护开关。

背景技术

单火线智能延迟保护开关常规的用途是在PTC发热电阻制热设备中，PTC发热电阻丝用来产生热量，风扇将热量吹出同时也能够给PTC降温，防止PTC温度太高损坏PTC，当制热设备关闭后，风扇同样也会停止工作，此时PTC发热电阻丝由于没有风扇降温，温度将会继续上升一段时间，长此以往PTC老化严重，使用寿命大大降低，因此市场上出现了能够在PTC关闭之后，风扇继续工作一段时间来散热的延迟保护电路。因此，迫切地需要对市场上现有的保护开关进行如下几方面的改进：(1)实现开关电路板的体积小型化，使之能够嵌入在传统墙壁开关面板的内部。(2)避免保护开关在其控制电路出故障的时候，无法使用机械开关来控制PTC及风扇的启动。现有的保护开关多是通过设置备用控制模块的方式以追求保护开关的最大智能化，以期望将人力的手动控制降至最低。同时，例如是风扇时，是通过控制模块执行关断和开启的，使得控制模块时刻处于工作状态，其不可避免地加快控制模块的失效过程。而本发明通过双联开关直接控制风扇的开启，一者可以在控制模块失效的情况下，通过机械开关继续控制风扇的工作。二者，机械开关开启的时候强制接通风扇使得控制模块并不是时刻处于工作状态的，有利于提高保护开关的使用寿命。(3)如何避免用户在安装保护开关的过程中将大功率PTC错接造成的晶闸管功率过大而炸毁的问题。

公开号为CN201438043U的专利文献公开了一种带有延迟保护的吹风式取暖器，包括电机、风轮和加热元件，电机和加热元件由一个双联开关同步控制，在控制电机和加热元件的双联开关的电机控制端口并接一个延迟保护电路。上述带有延迟保护的吹风式取暖器，由于在控制电机和加热元件的双联开关的电机控制端口并接一个延迟保护电路，在切断电机和加热元件电源的同时，电机能延迟停止转动，并对加热元件进行有效的降温，达到保护风轮的目的。但是当延迟保护电路在出现故障后就无法控制电机的转动，如果此时通过双联开关开启加热元件，加热元件的温度将持续升高，导致出现火灾隐患。

发明内容

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

针对现有技术之不足，本发明提供一种单火线智能延迟保护开关，至少包括机械开关模块和控制模块。至少一个第一负载按照一一对应的方式通过机械开关模块限定的第一通路接入火线，至少一个第二负载通过控制模块限定的第二通路接入火线，其中，在所述第二通路处于开路的情况下，所述第二负载通过机械开关模块限定的第三通路接入火线，其中，所述控制模块按照以下步骤执行所述第二通路的导通与关断：在检测到第一负载通过所述第一通路接入火线的情况下，读取系统状态并生成第一控制命令以执行所述第二通路的关断。在检测到第一负载通过所述第一通路与火线断开的情况下，读取系统状态并生成第二控制命令以执行所述第二通路的导通。第一通路是由机械开关进行限定的，第二通路是由控制模块限定的。在通过机械开关将第一负载接入火线的情况下，可以基于例如是双联式的机械开关将第三通路也通过机械开关一并导通，即机械开关关闭的情况下，第一负载通过第一通路接入火线，第二负载基于第三通路接入火线。此时将控制模块关闭以关断第二通路，可以减少控制模块的持续工作时间。

根据一种优选的实施方式，所述第一控制命令和所述第二控制命令还被配置为至少包括以下步骤的工作模式：设定至少一个与所述第一负载具有关联关系的第二负载。采集当前使用者按照时间规律对所述第一负载执行导通和关断的数据以分析得到当前使用者的行为习惯。采集当前使用者的身份信息并进行识别验证以调取符合其行为习惯的第一负载的操作方法。在第一负载通过所述第一通路接入火线的时间范围符合所述时间规律的情况下，生成所述第一控制命令以将与所述第一负载具有关联关系的第二负载接入火线。在检测到第一负载通过所述第一通路与火线断开的情况下，所述第二控制命令控制与所述第一负载具有关联关系的第二负载脱离与火线的连接。

根据一种优选的实施方式，在设置与所述第一负载具有关联关系的第二负载的情况下，所述第二负载能够按照关联度由大到小的方式设置为至少一个主关联对象和若干个次关联对象，其中，所述控制模块还按照以下步骤控制所述第二通路的关断：按照时间先后顺序分别记录至少三个第一负载通过所述第一通路接入火线的时刻T₃、T₄和T₅；在T₅与T₄的差值大于第一设定时间且T₄与T₃的差值大于第二设定时间的情况下，立即关断与所述时刻T₃对应的第一负载的主关联对象，其中，按照关联度由大到小的方式关断与所述时刻T₃对应的第一负载的若干个次关联对象。

根据一种优选的实施方式，在所述第一通路由导通状态切换为关断状态的情况下，记录第一通路在关断之前保持导通状态所持续的第一时间T₁，在所述第一时间T₁大于所述第一设定时间的情况下，所述第二控制命令控制所述第二通路按照具有时间延迟量的方式进行关断；在所述第一通路由关断状态切换为导通状态的情况下，记录第一通路处于导通状态后所持续的第二时间T₂，其中，在所述第二时间T₂小于第三设定时间的情况下，所述第一控制命令控制所述第二通路按照时间延迟量为所述第三设定时间与所述第二时间的差值的方式进行导通。

根据一种优选的实施方式，所述单火线智能延迟保护开关还包括与所述控制模块通信地耦合的身份识别模块，其中，在所述第一负载通过所述第一通路接入火线的情况下，所述身份识别模块上电工作以采集当前使用者的身份信息，在所述身份信息未验证通过的情况下，所述第二负载无法通过所述第二通路或所述第三通路接入火线。

根据一种优选的实施方式，所述机械开关模块包括第一开关和第二开关，所述控制模块包括至少一个第一晶闸管，其中，所述第二通路是保护模块、至少一个所述第二负载和所述第一晶闸管彼此依次串联形成的串联电路，其中，在所述第二负载和所述第一晶闸管彼此之间设置有至少一个第一端口；所述第一通路是所述第一负载和所述第二开关依次串联形成的串联电路。

根据一种优选的实施方式，所述第二开关上对应地设置有第二端口，其中，所述第三通路是所述第二端口、关断控制模块、第二晶闸管和所述第一端口依次串联形成的串联电路；所述第二晶闸管被配置为基于关断控制模块的控制命令执行导通或关断动作。

根据一种优选的实施方式，所述第一晶闸管被配置为基于控制模块的控制命令执行导通或关断动作，所述保护模块能够是过流保护电路、过压保护电路、过热保护电路、空载保护电路和短路保护电路中的一种。

根据一种优选的实施方式，所述单火线智能延迟保护开关至少还包括整流模块和单火线取电模块，其中，所述整流模块同时接入火线和零线以将交流电转换为直流电，所述单火线取电模块的输入端与整流模块连接以获取电能，所述控制模块和所述身份识别模块均按照直接供电的方式与所述单火线取电模块连接。

根据一种优选的实施方式，所述单火线智能延迟开关还包括关联度编辑控制模块和分析模块，所述单火线取电模块依次经所述分析模块和所述关联度编辑控制模块与所述关断控制模块连接，所述分析模块的输出端还与所述控制模块连接，其中，所述控制模块还被配置按照以下步骤执行所述第二通路的导通或关闭：通过所述分析模块采集当前使用者按照时间规律对所述第一负载进行导通和关断的数据以分析得到当前使用者的行为习惯。通过所述关联度编辑控制模块设定第一负载与第二负载的关联性关系。通过身份识别模块采集当前使用者的身份信息并进行识别验证以调取符合其行为习惯的第一负载的操作方法。在第一负载的导通时间与当前使用者的行为习惯相匹配的情况下，执行所述第一晶闸管的闭合以导通所述第二通路，在第一负载的导通时间与当前使用者的行为习惯不匹配的情况下，执行所述第一晶闸管的断开以关断所述第二通路。

本发明的有益技术效果：

(1)本发明机械开关与控制模块并联工作，控制模块出现故障之后，机械电子开关同样可以控制风扇的运转，同时为了达到上述目标使用了单火线取电模块，在机械开关断开的时候系统取得电能。由于PTC发热电阻丝功率远大于风扇功率，控制模块只能够控制风扇，如果用户将PTC发热电阻丝接错在控制模块，控制模块将会出现爆炸的危险，因此本发明通过保护模块，可以任意接线不会爆炸。

(2)本发明的单火线智能延迟保护开关能够被配置为分析用户日常使用行为的工作模式，通过关联度编辑控制模块实现负载间的关联控制，避免了传统的开关数量多且分辨其控制的对象困难所导致的操作不便。

(3)本发明通过分析模块、关联度编辑控制模块和控制模块的匹配工作，能够智能识别负载是否属于正常的工作状态，在负载处于无效工作的情况下及时将其进行断电处理，能够有效地避免漏管电器导致的电能浪费或安全隐患。

附图说明

图1是本发明优选的单火线智能延迟保护开关的模块化连接关系示意图；

图2是本发明优选的单火线智能延迟开关的另一种优选的模块化连接关系示意图；和

图3是本发明优选的单火线智能延迟开关的另一种优选的模块化连接关系示意图。

附图标记列表

1：整流模块 2：单火线取电模块 3：控制模块

4：保护模块 5：机械开关模块 6：第一负载

7：第二负载 8：第一端口 9：第二端口

10：身份识别模块 11：第一晶闸管 12：第二晶闸管

13：存储模块 14：关联度编辑控制模块 15：关断控制模块

16：分析模块

5a：第一开关 5b：第二开关

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

本发明提供一种单火线智能延迟保护开关，如图1所示，延迟保护开关至少包括整流模块1、单火线取电模块2、控制模块3、保护模块4、机械开关模块5、至少一个第一负载6和至少一个第二负载7。整流模块设置于市电的火线和零线之间以将交流电转换为直流电。机械开关模块用于控制第一负载与火线的导通和关断。机械开关模块可以是双联开关，当机械开关模块处于闭合状态的情况下，与机械开关模块连接的第一负载处于通电工作状态。当机械开关模块处于断开状态的情况下，与机械开关模块连接的第一负载处于断电待机状态。单火线取电模块接入市电用于为控制模块供电。控制模块用于在机械开关模块由闭合状态切换为断开状态时，使第二负载能够不立即断电停止工作，而是在延迟设定时间后再断电停止工作。保护模块4至少包括例如是过流保护电路、过压保护电路、过热保护电路、空载保护电路和短路保护电路中的一种以防止电路元件错接时电子元气件损坏。例如，在第一负载的功率远大于第二负载的功率的情况下，控制模块仅能够驱动第二负载的运转，当第一负载和第二负载由于接线错误导致位置对换时，控制模块将会处于过流过压状态，从而会造成控制模块的损坏。

优选的，火线至少能够依次经机械开关模块和第一负载与零线连通以形成第一通路。整流模块至少包括例如是桥式整流电路，其中，整流模块两端分别连接至火线和第一负载。单火线取电模块的输入端与整流模块的输出端连接，单火线取电模块的输出端与控制模块连接。控制模块的一端依次经第一端口8、第二负载和保护模块连接至零线。机械开关模块具有第二端口9，在机械开关模块处于闭合状态的情况下，火线能够依次经机械开关模块、第二端口、第一端口、第二负载和保护模块与零线连通以形成第三通路。使得在控制模块失效的情况下，通过闭合机械开关模块便能够同时控制第一负载和第二负载的即时通电工作。

优选的，控制模块的另一端与火线连接，其中，在机械开关模块由闭合状态切换为断开状态的情况下，单火线取电模块从整流模块获取直流电并将其传输至控制模块以驱动控制模块通电工作，控制模块按照能够控制第二负载在火线和零线之间的导通时间的方式进行工作。使得机械开关模块断开后，第二负载也能够在设定时间周期内保持延迟工作状态，即第二负载停止工作的时刻较机械开关模块断开的时刻具有一定的延迟量。

优选的，整流模块1、单火线取电模块2、保护模块4、机械开关模块5、至少一个第一负载6和至少一个第二负载7可以组成一个完整的控制电路系统，控制模块通过读取控制电路系统中各模块的实际状态来生成第一控制命令和第二控制命令。例如，系统状态可以是机械开关模块的开启或关闭状态，是第一负载或第二负载的待机或工作状态。优选的，整流模块、单火线取电模块、保护模块、控制模块能够按照集成的方式设置在电路板上，例如可使得其体积仅为22.5mm*22mm*10.76mm。通过将各模块集成在微小的电路板上，使得其能够嵌入传统的墙壁开关面板内部。开关尺寸的减小能够使之适用于更多不同尺寸的墙壁开关面板内部，例如在家居环境中，现有的墙壁开关可以根据区域内所需控制的用电器的数量，在同一个面板开关内设置多个开关按钮，例如卫生间总的墙壁开关中设置有用于控制排气扇、照明灯和取暖灯的至少三个按钮，当需要采用智能延迟保护开关对卫生间中的电器进行智能控制的情况下，智能延迟保护开关的体积越小便能够更好地利用原有的墙壁开关的现有结构。

为了便于理解，将单火线智能延迟保护开关的工作原理进行具体论述。

在机械开关模块由断开状态切换为闭合状态的情况下，第一负载接入市电的零线和火线，进而第一负载处于通电工作状态。单火线取电模块从整流模块获取直流电后将其供给控制模块以保证控制模块的正常工作。在控制模块检测到机械开关模块处于闭合状态的情况下，零线不能够经控制模块与火线导通，此时，零线和火线只能通过第一端口和第二端口进行导通。在机械开关模块由闭合状态切换为断开状态的情况下，第一负载未接入市电从而使得第一负载立即停止工作。同时，机械开关模块可以是双联开关，通过机械开关模块的断开还使得第一端口与火线未连通。当控制模块检测到机械开关模块处于断开状态时，火线可以依次通过控制模块、第二负载和保护模块构成的第二通路与零线导通。控制模块被设置为能够控制零线与火线之间的导通时间的工作模式。通过控制模块能够使得第二负载在机械开关模块断开时并不立即断电停止工作，而是通过控制模块与火线导通进行继续工作设定时间。在机械开关模块是双联开关的情况下，机械开关模块的闭合将同时使得第一通路和第三通路导通，进而使得第二负载强制开启，第三通路和第二通路的导通是择一进行的，即在第三通路导通的情况下，控制模块不会执行第二通路的导通。

实施例2

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

本发明还提供一种断电延迟时间的配置方法，控制模块3被配置为至少按照如下步骤对延迟时间进行配置：

S1：在机械开关模块由闭合状态切换至断开状态的情况下，记录机械开关模块保持闭合状态的第一时间T₁，在第一时间T₁大于第一设定时间的情况下，延迟时间大于零，其中，在第一时间T₁小于等于第一设定时间的情况下，将延迟时间设定为零。

第一负载可以是例如是电热丝的发热元件，第二负载可以是用于对第一负载进行散热处理的例如是风扇的散热元件。在机械开关模块闭合且第二端口与火线连通的情况下，第一负载和第二负载同时开始工作，机械开关模块保持闭合状态的第一时间T₁表示第一负载和第二负载已经持续工作的时间。第一时间T₁大于第一设定时间表示第一负载和第二负载已经持续工作足够长的时间，第一负载的发热与第二负载的散热达到了动态平衡，从而能够将第一负载的温度控制在恒定范围内，但是该温度已经足够高使得其必须在断电后继续通过第二负载进行散热以将其降温至安全温度范围。第一设定时间和延迟时间的设定可以根据实际情况进行设定，例如，当第一负载是取暖器中的加热丝，第二负载是取暖器中散热风扇时，为了将电热丝进行持续降温，可以将第二负载的延迟时间设定为1min。第一设定时间可以设置为5s，当取暖器保持持续工作的第一时间小于5s时可以判定取暖器并未完全进入工作状态，第一负载的发热量较小，可以不通过第二负载对其进行散热处理，第二负载的延迟时间设置为零，从而可以有效地避免第二负载的额外工作导致的能耗增加。

S2：在机械开关模块由断开状态切换至闭合状态且第一端口未与火线连通的情况下，机械开关模块保持闭合状态的第二时间T₂大于等于第三设定时间的情况下，将延迟时间设定为第三设定时间，其中，在机械开关模块保持闭合状态的第二时间T₂小于第三设定时间的情况下，将延迟时间设定为第三设定时间与第二时间的差值。

机械开关模块可以分为控制第一负载与火线连通的第一开关5a和控制第二端口与火线连通的第二开关5b。在第一开关和第二开关同时处于闭合状态的情况下，第一负载和第二负载同时开始通电工作。在第一开关由断开状态切换为闭合状态且第二开关仍处于断开状态的情况下，第二负载并不会立刻通过控制模块与火线连通。机械开关模块保持闭合状态的第二时间T₂大于等于第三设定时间表示第一负载已经在未散热的情况下已经连续工作第二时间，其产热量已经造成其温度上升超过安全工作温度，此时必须接通第二负载对其进行散热降温。当第二时间小于第三设定时间时，第一负载的温升并未超出其极限安全工作温度，不会对第一负载造成过热烧损，故而不需要第二负载对其进行散热降温。第三设定时间可以根据实际情况进行灵活设定，例如针对取暖器的加热丝，可以将第三设定时间设置为1min。通过设定第二负载的延迟工作时间，能够有效地避免第二负载的额外工作导致的能耗增加。

实施例3

本实施例是对实施例1和实施例2的进一步改进，重复的内容不再赘述。

参见图2，本发明的单火线智能延迟保护开关还包括身份识别模块10、第一晶闸管11和第二晶闸管12，其中，身份识别单元与单火线取电模块连通以获取其工作所需的电能，身份识别模块以有线或无线的方式与控制模块通信连接，使得身份识别模块获取的身份识别信息能够传输至控制单元进行进一步处理。第一晶闸管设置在零线和火线之间，通过控制第一晶闸管便能实现零线与火线的导通，进而实现保护模块和第二负载与火线的导通。第二晶闸管设置在第一端口和第二端口之间用于控制第一端口和第二端口的导通与关闭，其中，第二晶闸管还与控制模块连接以接收控制模块传输的导通命令或关闭命令。

优选的，身份识别模块还包括用于存储用户身份信息的存储模块13，身份识别模块可以按照采集例如是操作人员的图像、声音或指纹数据，并将采集的数据与存储在存储模块中的数据进行对比验证以判断当前操作人员身份的合法性。避免了传统的采用机械按压或触摸式的单火线开关的例如是电子设备能够被任何人轻易的开启或浏览其中的资料信息，可以有效地避免重要信息、资料等被泄露、丢失或篡改的风险，保证用户的信息安全。身份识别验证失败的用户无法完成第二负载的通电，只有身份识别通过的特定用户才能完成第二负载的通电，可有效避免普通加密方法在接通电源之后才进行验证，容易被破解的弊端。还可有效避免对第二负载使用方法不了解的人员碰触开关时所发生的意外触电风险。

为了便于理解，将单火线智能延迟保护开关的工作原理进行详细论述。

第一开关5a和第二开关5b的初始工作状态为断开状态，通过闭合第一开关5a可以将第一负载接入火线使其处于通电工作的状态。在第二开关5b未通过人为地方式闭合的情况下，控制模块可以通过例如是设置在第一负载处的电流传感器或电流监测电路以监测第一负载的通电情况，在检测到第一负载处于通电状态时，身份识别模块通过控制模块触发以采集当前使用者的身份信息并进行验证，在身份验证通过的情况下，控制单元控制第一晶闸管立刻导通或者按照设定迟延时间的方式导通以将第二负载接入火线，从而完成第二负载的通电工作。当前使用者通过闭合第二开关以达到在最短时间内将第二负载接入火线的情况下，身份识别单元也会被控制模块触发以采集当前使用者的身份信息并进行验证，在身份验证通过的情况下，控制模块控制第二晶闸管立即导通以完成第二负载的通电工作。只有在身份验证通过的情况下才对第二负载上电，能够有效地避免普通加密方法在接通电源之后才进行验证，容易被破解的弊端。

实施例4

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

如图3所示，本发明的单火线智能延迟保护开关可以同时与若干个第一负载和若干个第二负载并行连接，例如，第一负载可以通过与其对应的机械开关模块实现与火线的导通，各个第一负载彼此之间按照并联的方式接入火线。第二负载按照彼此并联的方式进行连接。其中，若干个机械开关模块中有且仅有一个具有第二端口的第二开关。每一个第二负载与火线连通的线路上均设置有第一端口。每一个第二负载与火线连通的线路上还设置有均与控制模块通信地连接的第一晶闸管，从而可以通过控制模块选择性的控制不同第二负载的导通与关断。

优选的，单火线智能延迟保护开关还包括关联度编辑控制模块14、关断控制模块15和分析模块16，其中，第一端口与第二端口连通的电路上还按照一一对应的方式设置有若干个第二晶闸管，每一个第二晶闸管均共接于关断控制模块的输出端，关断控制模块的输入端与第二端口连接，从而可以通过关断控制模块选择性的控制不同的第二晶闸管的关断与开启，进而实现对不同第二负载的导通与关断的控制。分析模块的输入端与单火线取电模块连接以获取其正常工作所需的电能，分析模块的输出端与控制模块连接，其中，分析模块还经关联度编辑控制模块与关断控制模块连接。关断控制模块用于基于其设定的程序或者响应于第三方执行的实时控制命令控制第二晶闸管的关闭和导通，其中，可以通过关断控制模块设定第二晶闸管的例如是开启时间、关断时间、开启延时时间或关断延时时间。

优选的，关联度编辑控制模块用于编辑设定第一负载与第二负载的关联度。例如，在日常的家居生活电器用品中，可以将例如是卧室、厨房、客厅或卫生间等不同位置处的照明装置设定为第一负载，进而可以以区域界定范围的方式，将同一区域内的其他电器设定为与第一负载相关联的第二负载，例如可以将卫生间中的排气扇和热水器设定为与卫生间中的照明装置相关联的第二负载。如图3所示，第一负载可以直接通过第一开关接通实现火线的连通，第二负载既可以通过第二开关实现与火线的连通，也可以通过控制模块控制第一晶闸管闭合以实现其与火线的连通。将第二负载与第一负载进行关联表示第一负载的开启或关闭会直接影响第二负载的开启或关闭。例如，在进入卫生间时，用户会首先通过闭合安装在墙壁上的第一开关以将作为第一负载的照明装置接入火线以实现其通电照明。在控制模块检测到第一负载处于通电工作状态的情况下，其可以通过分析模块判断用户进入卫生间的目的并将分析结果传输至控制模块以便控制模块控制相应的第二负载的通电工作。分析模块可以通过例如是时间判断或基于用户行为的大数据分析以获得分析结果。分析模块会按照时间规律采集第一负载导通和关断的数据以分析使用者的行为习惯。例如，分析模块会采集用户在不同的时间段使用卫生间时其对应的用电器的工作状态作为分析的大数据基础，通常情况下，早八点至九点时，用户会使用卫生间常进行洗漱或排泄行为，在进行洗漱时会开启热水器，排泄完成后需要开启排气扇，分析模块可以记录排气扇和热水器开启时间、持续工作时间和结束工作时间，从而分析得出用户在早上期间使用卫生间的个人习惯，例如是进入卫生间首先会进行刷牙或洗澡，其使用热水器的持续时间为10min，洗漱结束后会进行排泄行为并在20s后开启排气扇，进而完成对卫生间的使用。因此，当第一负载和第二负载通过关联度编辑控制模块进行关联后，当检测到第一负载在对应的早八点至九点开启时，第二负载便会按照分析模块分析得到的用户的日常行为进行顺序开启和关闭。在例如是第一负载的当前开启时间与行为用户的行为习惯不匹配时，即当卫生间的第一负载并不是早八点至九点时，控制模块不会将与其关联的第二负载开启。通过将第一负载和第二负载进行关联，可以通过对第一负载的控制实现与其关联的第二负载的关联控制，简化了整个家用电器的管理过程，避免了传统的机械开关过多而使得用户选择需要管理的具体对象时出现的控制耗时和不便。通过上述方式，在例如是家居中，只需要以区域为范围，在例如是厨房、卫生间、客厅和卧室安装一个单火线智能延迟保护开关后，用户只需控制该范围的灯的开启便能实现对该范围内的其他电器的智能控制，使得即使用户在无法获知每个机械开关控制的具体对象的情况下，也能通过一个机械开关对其他电器进行控制管理。优选的，用户通过单火线智能延迟保护开关开启某区域范围的照明装置时，通过其内置的身份识别模块，按照例如是指纹识别、语音识别或图像识别的方式对当前使用者进行身份验证，以便于控制模块按照与当前用户行为习惯匹配的方式控制用电器。

优选的，分析模块还被配置为记录每一个受其控制的用电器在相应时间段的工作状态的工作模式。例如，在用户工作外出的情况下，家中的大部分电器是处于关闭状态的。但是在例如是电视机等用电器通过遥控器进行关闭时，当由于供电原因导致整个小区停电后又恢复送电时，电视机会重新开启工作。在家中无人的情况下由于送电恢复导致的用电器的自动开启会导致电能的损耗甚至会引发安全隐患，分析模块可以记录用电器在相应时间段的工作状态，例如，当分析模块记录的用电器下午两点时通常是出于关闭状态的，此时送电恢复后分析模块会通过控制模块控制与该用电器相连接的第一晶闸管保持断开状态，从而能够始终保持用电器保持关闭状态。

为了便于理解，将本发明的单火线智能延迟保护开关的工作原理进行详细论述。

用户在购买单火线智能延迟保护开关并将其安装在自己的房屋中后，可以通过关联度编辑控制模块实现个性化的关联编辑，关联编辑可以分为开启关联和关闭关联两种。例如，在炎热的夏季，用户可以根据自己的生活习惯将进门位置处的照明灯与客厅中的空调进行关联，当进门开启该照明灯时，客厅中的空调便会相应地开启工作。用户还可以将客厅中的照明灯与客厅中的空调及卧室中的空调进行关联，在用户将客厅中的照明灯关闭的情况下，客厅中的空调可以按照立即关闭或延迟关闭的方式断电以停止工作，卧室中的空调可以也可以按照立即开启或延迟开启的方式通电以进行工作。用户通过关联度编辑控制模块进行用电器的自主关联能够实现家居的个性化，同时能够适应不同季节导致的行为习惯变化。通过对用电器进行关联，可以有效地避免由于遗忘导致的漏关用电器造成的电能损耗或安全隐患。

用电器进行关联完毕后，在第一开关关闭时，第一负载即刻接入火线并通电工作，控制模块基于关联度编辑控制模块的关联性配置以及分析模块中的各用电器的工作规律控制相应的第二负载的断电和/或开启。在第一开关关闭时，通过身份识别模块对当前使用者的身份进行识别验证，以使得控制模块按照符合当前使用者的生活习惯的方式对第二负载进行关联控制。在第一开关断开的情况下，第一负载即刻断开与火线的连接以断电停止工作，控制模块基于关联度编辑控制模块的关联性配置以及分析模块中的各用电器的工作规律控制相应的第二负载断电和/或开启。

在断开第一开关且控制模块失效的情况下，可以通过关闭第二开关的方式实现对第二负载的关联控制，此时由分析模块确定是哪一个第一负载断开状态，关联度编辑控制模块将与该第一负载关联的第二负载的相关信息发送至关断控制模块使得其能够控制与第一负载关联的第二负载的第二晶闸管断开，从而实现第二负载的即刻关断。在闭合第一开关且控制模块失效的情况下，由分析模块确定是哪一个第一负载闭合状态，关联度编辑控制模块将与该第一负载关联的第二负载的相关信息发送至关断控制模块使得其能够控制与第一负载关联的第二负载的第二晶闸管闭合，从而实现第二负载的即刻通电工作。通过关断控制模块，可以避免控制模块在失效时完全丧失对用电器的控制，避免了只能通过断总电的方式实现对需要管理的用电器的强制关闭，也避免了断总电对其他用电器造成的不利影响，例如在工业生产线中，总电的关闭将造成整条线路的关闭，将产生严重的后果。

实施例5

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，每一个第一负载经关联度编辑控制模块设置后会形成至少一个主关联对象和若干个次关联对象，例如，关联度编辑控制模块按照编号的方式对第二负载的关联度级别进行排序，编号为1则表示该第二负载为主关联对象，编号大于等于2则表示该第二负载为次关联对象，主关联对象与第一负载的关联度等级高于次关联对象，次关联对象中编号越小表示与第一负载的关联度越高。关联度的确定可以依据每个用电器的用电量或者用电器的使用频繁程度进行衡量，例如，客厅中，电视的使用频率是最高的，可以将其设置为主关联对象，空调的用电量较饮水机或台灯的用电量大，可以将空调设置为编号为2的次关联对象。

优选的，分析模块被设置为能够记录每一个第一负载的开启时间的工作模式，其中，在有两个第一负载处于开启状态且开启的时刻分别为T₃和T₄且在第一设定时间内没有新的第一负载通电工作的情况下，计算时刻T₃与时刻T₄的差值并且在两者的差值大于第二设定时间的情况下，控制模块按照至少关断时刻较小的第一负载的主关联对象的方式进行工作。优选的，可以记录第三个第一负载通过第一通路接入火线的时刻T₅，T₅与T₄的差值大于第一设定时间表明在该时间内没有新的第一负载通电工作。例如，在八点十分时，卫生间中作为第一负载的照明灯通过第一开关开启，与第一负载相关联的例如是作为主关联对象的热水器和作为次关联对象的排气扇会按照分析模块分析得出的当前使用者的行为习惯进行相应的通电工作。使用者在八点二十时在忘记关闭卫生间中的第一开关的情况下从卫生间中出来，由于第一负载处于持续通电工作状态，卫生间中的热水器和排气扇会持续处于通电工作状态。使用者同时在八点二十进入客厅并通过客厅中的第一开关开启客厅中的作为第一负载的照明灯，与第一负载关联的例如是作为主关联对象的电视机和作为次关联对象的空调依据分析模块分析得出的当前使用者的行为习惯进行相应的通电工作。使用者一直位于客厅中并在九点三十分离开客厅进入卧室，并通过设置在卧室中的第一开关开启作为第一负载的照明灯。第一设定时间可以根据实际情况进行设定，例如可以将其设定为二十分钟。第二设定时间也可以根据实际情况进行设定，例如可以将其设定为十分钟。使用者在卫生间中的第一负载的开启时刻T₃与客厅中的第一负载开启时刻T₄大于第二设定时间时便可以初步判定卫生间中的照明灯很有可能是由于使用者遗忘而导致未关闭的。当使用者在第一设定时间内并未开启新的第一负载便可以判定使用者具有持续处于客厅中观看电视的趋势，在该种情况下，基于遗忘而忘记关闭的卫生间中的用电器仍处于通电工作状态便会造成电能的浪费。控制模块会在时刻T₄与第二设定时间之和的时刻关闭与第一负载关联的主关联对象以避免电能浪费。优选的，在第一负载的主关联对象关闭后，与其相关的次关联对象可以按照时间先后顺序依次进行关断。通过上述方式可以有效地避免电器的漏关导致的电能浪费。

优选的，控制模块3被配置为按照对比的方式确定时刻T₄与时间规律的匹配度，其中，在时刻T₄与时间规律匹配且T₄与T₃的差值大于第二设定时间的情况下，至少按照关联度由大到小的方式关断与时刻T₃对应的第一负载6的若干个次关联对象，其中，若干个次关联对象按照关联度由小到大的方式在与时间规律匹配的时刻T₅通过第二通路接入火线。例如，客厅中的作为主关联对象的照明灯在时刻T₃通过第一通路接入火线，卫生间的作为主关联对象的照明灯在时刻T₄通过第一通路接入火线，其中，时刻T₄晚于时刻T₃。时间规律是控制模块根据例如是一个月内用户的日常生活习惯进行确定的，以卫生间为例，用户在日常工作下班后，其洗漱或洗澡的时间在通常情况下是固定的或者在小范围内进行波动，控制模块通过分析用户对卫生间中的照明灯的开启和关闭确定符合其行为习惯的照明灯工作的时间规律，例如，用户经常在时间段9点开启卫生间的照明灯，并在9点30分关闭卫生间的照明灯，从而可以确定用户在该时间段内处于持续使用卫生间的状态，故将时间段9点至9点30分设置为卫生间的照明灯工作的时间规律。时刻T₄处于时间段9点至9点30分的范围内，则表示用户正在按照其正常生活习惯进入卫生间进行洗漱或洗澡。当T₄与T₃的差值大于第二设定时间时，更能证明用户确实进入卫生间中并且还未离开卫生间，此时，位于客厅中的用电器处于通电工作状态将造成电能的损耗，通过按照关联度由大到小的方式依次关闭次关联对象可以有效地降低能耗。客厅中的作为电视机的主关联对象，基于其使用频率较高，此时可以不关闭。当当前时间为符合时间规律的9点30分时，表明使用者在较短的时间内便会完成洗漱或洗澡并离开卫生间，客厅中已经断电的次关联对象可以在时刻9点30分按照关联度由小到大的方式依次通过第二通路接入火线工作以恢复用户离开客厅时的用电器的工作状态。次关联对象按照关联度由小到大的方式依次开启能够更好的应对使用者延迟离开卫生间的情况，能够有效地节省电能。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种单火线智能延迟保护开关，至少包括机械开关模块(5)和控制模块(3)，其特征在于，至少一个第一负载(6)按照一一对应的方式通过机械开关模块(5)限定的第一通路接入火线，至少一个第二负载(7)通过控制模块(3)限定的第二通路接入火线，其中，

在所述第二通路处于开路的情况下，所述第二负载(7)通过机械开关模块(5)限定的第三通路接入火线，其中，所述控制模块(3)按照以下步骤执行所述第二通路的导通与关断：

在检测到第一负载(6)通过所述第一通路接入火线的情况下，读取系统状态并生成第一控制命令以执行所述第二通路的关断；

在检测到第一负载(6)通过所述第一通路与火线断开的情况下，读取系统状态并生成第二控制命令以执行所述第二通路的导通。

2.如权利要求1所述的单火线智能延迟保护开关，其特征在于，所述第一控制命令和所述第二控制命令至少按照以下步骤被执行：

设定至少一个与所述第一负载(6)具有关联关系的第二负载(7)；

采集当前使用者按照时间规律对所述第一负载(6)执行导通和关断的数据以分析得到当前使用者的行为习惯；

在第一负载(6)通过所述第一通路接入火线的时间范围符合所述时间规律的情况下，生成所述第一控制命令以将与所述第一负载具有关联关系的第二负载(7)接入火线；

在检测到第一负载(6)通过所述第一通路与火线断开的情况下，所述第二控制命令控制与所述第一负载(6)具有关联关系的第二负载接入火线。

3.如权利要求2所述的单火线智能延迟保护开关，其特征在于，在设置与所述第一负载(6)具有关联关系的第二负载(7)的情况下，所述第二负载(7)能够按照关联度由大到小的方式设置为至少一个主关联对象和若干个次关联对象。

4.如权利要求3所述的单火线智能延迟保护开关，其特征在于，在所述第一通路由导通状态切换为关断状态的情况下，记录第一通路在关断之前保持导通状态所持续的第一时间T₁，在所述第一时间T₁大于第一设定时间的情况下，所述第二控制命令控制所述第二通路按照具有时间延迟量的方式进行关断；

在所述第一通路由关断状态切换为导通状态的情况下，记录第一通路处于导通状态后所持续的第二时间T₂，其中，在所述第二时间T₂小于第三设定时间的情况下，所述第一控制命令控制所述第二通路按照时间延迟量为所述第三设定时间与所述第二时间的差值的方式进行导通。

5.如权利要求4所述的单火线智能延迟保护开关，其特征在于，所述单火线智能延迟保护开关还包括与所述控制模块(3)通信地耦合的身份识别模块(10)，其中，

在所述第一负载(6)通过所述第一通路接入火线的情况下，所述身份识别模块(10)上电工作以采集当前使用者的身份信息，在所述身份信息未验证通过的情况下，所述第二负载(7)无法通过所述第二通路或所述第三通路接入火线。

6.如权利要求5所述的单火线智能延迟保护开关，其特征在于，所述机械开关模块(5)包括第一开关(5a)和第二开关(5b)，所述控制模块(3)包括至少一个第一晶闸管(11)，其中，

所述第二通路是保护模块(4)、至少一个所述第二负载(7)和所述第一晶闸管(11)彼此依次串联形成的串联电路，其中，在所述第二负载(7)和所述第一晶闸管(11)彼此之间设置有至少一个第一端口(8)；

所述第一通路是所述第一负载(6)和所述第二开关(5b)依次串联形成的串联电路；

所述第二开关(5b)上对应地设置有第二端口(9)，其中，所述第三通路是所述第二端口(9)、关断控制模块(15)、第二晶闸管(12)和所述第一端口(8)依次串联形成的串联电路；

所述第二晶闸管(12)被配置为基于关断控制模块(15)的控制命令执行导通或关断动作。

7.如权利要求6所述的单火线智能延迟保护开关，其特征在于，所述控制模块(3)还按照以下步骤执行所述第二通路的关断：

按照时间先后顺序分别记录至少三个第一负载(6)通过所述第一通路接入火线的时刻T₃、T₄和T₅；

在T₅与T₄的差值大于第一设定时间且T₄与T₃的差值大于第二设定时间的情况下，立即关断与所述时刻T₃对应的第一负载(6)的主关联对象，其中，按照关联度由大到小的方式关断与所述时刻T₃对应的第一负载(6)的若干个次关联对象。

8.如权利要求7所述的单火线智能延迟保护开关，其特征在于，所述控制模块(3)被配置为按照对比的方式确定所述时刻T₄与所述时间规律的匹配度，其中，

在所述时刻T₄与所述时间规律匹配且T₄与T₃的差值大于第二设定时间的情况下，至少按照关联度由大到小的方式立即关断与所述时刻T₃对应的第一负载(6)的若干个次关联对象，其中，

所述若干个次关联对象按照关联度由小到大的方式在与所述时间规律匹配的时刻T₅通过所述第二通路接入火线。

9.如权利要求8所述的单火线智能延迟保护开关，其特征在于，所述单火线智能延迟保护开关至少还包括整流模块(1)和单火线取电模块(2)，其中，

所述整流模块(1)同时接入火线和零线以将交流电转换为直流电，所述单火线取电模块(2)的输入端与整流模块(1)连接以获取电能，所述控制模块(3)和所述身份识别模块(10)均按照直接供电的方式与所述单火线取电模块(2)连接。

10.如权利要求9所述的单火线智能延迟保护开关，其特征在于，所述单火线智能延迟开关还包括关联度编辑控制模块(14)和分析模块(16)，所述单火线取电模块(2)依次经所述分析模块(16)和所述关联度编辑控制模块(14)与所述关断控制模块(15)连接，所述分析模块(16)的输出端还与所述控制模块(3)连接，其中，

所述控制模块(3)还被配置按照以下步骤执行所述第二通路的导通或关断：

通过所述分析模块(16)采集当前使用者按照时间规律对所述第一负载(6)进行导通和关断的数据以分析得到当前使用者的行为习惯；

通过所述关联度编辑控制模块(14)设定第一负载(6)与第二负载(7)的关联性关系；

通过身份识别模块(10)采集当前使用者的身份信息并进行识别验证以调取符合其行为习惯的第一负载(6)的操作方法；

在第一负载的导通时间与当前使用者的行为习惯相匹配的情况下，执行所述第一晶闸管的闭合以导通所述第二通路，在第一负载的导通时间与当前使用者的行为习惯不匹配的情况下，执行所述第一晶闸管的断开以关断所述第二通路。

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