CN111987535A - 一种可编程多工作方式定时智能插座 - Google Patents

一种可编程多工作方式定时智能插座 Download PDF

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田志宏
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周娜琴
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Abstract

本发明公开了一种可编程多工作方式定时智能插座，包括供电模块、开关模块和控制模块，所述供电模块的一端通过所述开关模块与所述控制模块形成供电回路，另外一端用于连接负载；所述控制模块包括PLC控制器，所述PLC控制器用于根据预设的开关控制策略时间表发出控制指令，所述控制指令用于控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。本发明的智能插座可以在没有网络、没有手机APP条件下，可靠稳定的独立完成各种复杂、多样的定时功能，满足各类场景下丰富多样的时间序列和间隔的通断电路的控制需求，支持任意定时长、定时刻、定时段、定间隔、定频次的分时供电和周期性供电，实现全天候的随时随地按需供电。

Description

一种可编程多工作方式定时智能插座
技术领域
本发明涉及智能电源插座控制技术领域，特别是涉及一种可编程多工作方式定时智能插座。
背景技术
智能插座，作为家居电力供给的常规和普遍入口，成为实现电力供需控制的最直接和最便利的途径。目前存在相当多的各类自动、人工控制的插座，如光感、红外感应、声感、温感等传感器控制的插座。这些技术可以实现家居随着外界环境的变化和场景需求，构建出各类智能电力控制的应用。随着手机等智能终端的普及，智能插座及其手机APP作为智能家居的热门解决方案，对于满足用户日益增长的消费需求具有重要意义。智能插座的无线通信模块如WIFI能够将家电设备如电视、平板电脑、电热水器等接入家庭网络。智能插座APP是用户通过手机和插座的交互平台。
然而，市面上智能插座存在着一些不足之处：智能插座的定时功能都是基于手机等外部设备的时间同步和控制，插座自身没有时间系统，定时策略完全依赖手机等设备触发其开关，如果手机关机或者没有联网，则控制失效，错过时间点造成不便；智能插座均需要网络环境支持，3/4G或者WiFi、Zigbee由于被屏蔽、干扰、阻挡、故障受限无法接入时，插座无法工作；智能插座均需要手机和APP来完成调度功能，插座本身只是被动接收指令，执行操作，自身无调度程序执行能力，只是一个简单的执行机构。
发明内容
本发明的目的是：提供一种可编程多工作方式定时智能插座，可以在没有网络、没有手机APP条件下，可靠稳定的独立完成各种复杂、多样的定时功能，满足各类场景下丰富多样的时间序列和间隔的通断电路的控制需求，支持任意定时长、定时刻、定时段、定间隔、定频次的分时供电和周期性供电，实现全天候的随时随地按需供电。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种可编程多工作方式定时智能插座，包括：
供电模块、开关模块和控制模块，所述供电模块的一端通过所述开关模块与所述控制模块形成供电回路，另外一端用于连接负载；
所述控制模块包括PLC控制器，所述PLC控制器用于根据预设的开关控制策略时间表发出控制指令，所述控制指令用于控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。
进一步地，所述控制指令包括控制方式和控制时空参数；
所述控制方式包括即时控制方式、定时控制方式、延时控制方式、环境感知控制方式、运动感知控制方式、系统状态感知控制方式、声控控制方式、错峰控制方式和自定义控制方式；
所述控制时空参数包括多路控制接口的端口地址或编号、开、关的时间点、逻辑条件、重复周期和重复次数。
进一步地，所述开关控制策略时间表包括可编程定时模式；其中，所述可编程定时模式包括延时选通模式、延时关闭模式、凸凹单方波模式和间歇重复模式中的一种或多种；
所述PLC控制器包括微处理器和时钟电路，所述微处理器与所述时钟电路电连接，并用于根据所述可编程定时模式发出所述控制指令，所述控制指令用于控制所述时钟电路运行，以使所述开关模块导通或者断开所述供电回路。
进一步地，所述延时选通模式具体为：在延时一段预设时间后，闭合所述开关模块，以导通所述供电回路；
所述延时关闭模式具体为：在延时一段预设时间后，断开所述开关模块，以断开所述供电回路；
所述凸凹单方波模式具体为：断开所述供电回路，在延时一段预设时间后，闭合所述开关模块，在持续接通一段预设时间后，再断开所述开关模块，以断开所述供电回路；或者，导通所述供电回路，在延时一段预设时间后，断开所述开关模块，并在持续断开一段预设时间后，再闭合所述开关模块，以导通所述供电回路；
所述间歇重复模式具体为：在延时一段预设时间后，闭合所述开关模块，以导通所述供电回路，并在延迟一段时间后再断开所述供电回路，然后重复上述过程；其中，重复的次数可以为无限或者有限指定次数。
进一步地，所述开关控制策略时间表还包括时间控制策略；其中，所述时间控制策略包括延迟定时生效策略、延迟定时屏蔽策略或多路接口独立协同控制策略；
所述智能插座还包括多路接口，所述多路接口分别与所述时钟电路电连接；所述微处理器还用于根据所述时间控制策略根据所述时间控制策略发出所述控制指令，所述控制指令用于控制所述时钟电路运行，以完成所述可编程定时模式启动生效或终止的调度。
进一步地，所述延迟定时生效策略具体为：在延迟一段预设时间后，或者在到达预设的时间点后，再执行指定的所述可编程定时模式；
所述延迟定时屏蔽策略具体为：在延迟一段预设时间后，或者在到达预设的时间点后，再将正在执行的指定的可编程定时模式关闭，使之屏蔽无效；
所述多路接口独立协同控制策略具体为：所述可编程定时模式在任一个端口号上生效，配置任一个端口号所述可编程定时模式，或者将某个预置的可编程定时模式绑定到所述任一个端口号；或者定义所述可编程定时模式在所述多路接口的执行顺序和接续关系，控制所述多路接口按所述执行顺序和接续关系来执行；或者定义所述可编程定时模式在所述多路接口的配合关系，控制所述多路接口按所述配合关系来执行。
进一步地，所述PLC控制器还用于接收外部设备发送的外部控制指令，并根据所述外部控制指令，控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。
进一步地，所述智能插座还包括声音传感器，所述声音传感器与所述PLC控制器电连接，并用于采集语音命令；
所述PLC控制器还用于接收所述声音传感器采集的语音命令，并根据所述语音命令，控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。
进一步地，所述PLC控制器还包括网络接口，所述网络接口和所述PLC控制器电连接，并用于获取文本或二进制流命令；
所述PLC控制器还用于接收所述网络接口获取文本或二进制流命令，并根据所述文本或二进制流命令，控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。
进一步地，所述PLC控制器还包括存储器，所述存储器用于存储所述开关控制策略时间表。
本发明实施例一种可编程多工作方式定时智能插座与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明提供了一种可编程多工作方式定时智能插座，包括供电模块、开关模块和控制模块，所述供电模块的一端通过所述开关模块与所述控制模块形成供电回路，另外一端用于连接负载；所述控制模块包括PLC控制器，所述PLC控制器用于根据预设的开关控制策略时间表发出控制指令，所述控制指令用于控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。本发明的智能插座可以在没有网络、没有手机APP条件下，可靠稳定的独立完成各种复杂、多样的定时功能，满足各类场景下丰富多样的时间序列和间隔的通断电路的控制需求，支持任意定时长、定时刻、定时段、定间隔、定频次的分时供电和周期性供电，实现全天候的随时随地按需供电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例提供的一种可编程多工作方式定时智能插座的结构示意图；
图2为本发明第一实施例提供的一种可编程多工作方式定时智能插座中的多种可编程定时工作模式模型示意图；
图3为本发明第一实施例提供的一种可编程多工作方式定时智能插座中的多种时间控制策略模型示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明第一实施例：
如图1所示，本发明实施例的一种可编程多工作方式定时智能插座100，包括：
供电模块101、开关模块102和控制模块103，所述供电模块的一端通过所述开关模块102与所述控制模块103形成供电回路，另外一端用于连接负载。所述控制模块103包括PLC控制器，所述PLC控制器用于根据预设的开关控制策略时间表发出控制指令，所述控制指令用于控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。
在本发明的某一个实施例中，所述智能插座的控制模块103可基于微处理器或控制器实现，具有独立的微处理器和时钟电路，运行具备控制操作系统功能的精简守护程序，维护独立的时间系统和定时调度机制。智能插座具备独立的时间感知和触发能力，可以在与外部网、服务器、上位机等设备设施失去联络和控制的条件下，继续完成精确的定时控制和调度任务。
需要说明的是，上述智能插座不仅可采集感知多种环境、用户信息数据，还可以接受来自智能终端语音命令、文本命令、图形界面控制等控制人为干预指令，通过综合智能判断、分析、决策，自动选择合适、恰当、可用的通信方式(红外、蓝牙、WiFi、互联网等)，向智能插座的控制系统发送控制命令，插座据此动态配置，生成并执行开关操作策略，实现电源开关控制。通过手机完成策略配置后，插座即可脱离网络和手机，自主、智能的执行控制策略，实现离线交互和控制。
在本发明的某一个实施例中，所述控制指令包括控制方式和控制时空参数；
所述控制方式包括即时控制方式、定时控制方式、延时控制方式、环境感知控制方式、运动感知控制方式、系统状态感知控制方式、声控控制方式、错峰控制方式和自定义控制方式；
所述控制时空参数包括多路控制接口的端口地址或编号、开、关的时间点、逻辑条件、重复周期和重复次数。
需要说明的是，所述智能插座支持即时开关、定时开关、延时开关、环境感知开关、运动(位置、速度、加速度、接近、离开等)感知开关、系统状态(充电、漏电、低电量、过热)感知开关、声控开关、错峰开关、自定义开关等控制方式。
需要说明是是，所述智能插座具备独立控制能力，可感知基本参数并执行动作序列。所有开关控制均由智能插座独立自主完成，或者由手机和智能插座通过加密的点到点直接近场通信配合完成，通信只能在家居和工作现场范围内的设备间完成，隔离互联网及外网操作，这种就地处理的边缘计算策略，使得用电系统具备了较好的安全性。
在本发明的某一个实施例中，所述开关控制策略时间表包括可编程定时模式；其中，所述可编程定时模式包括延时选通模式、延时关闭模式、凸凹单方波模式和间歇重复模式中的一种或多种；
所述PLC控制器包括微处理器和时钟电路，所述微处理器与所述时钟电路电连接，并用于根据所述可编程定时模式发出所述控制指令，所述控制指令用于控制所述时钟电路运行，以使所述开关模块导通或者断开所述供电回路。
如图2所示，所述延时选通模式具体为：在延时一段预设时间后，闭合所述开关模块，以导通所述供电回路。例如：断开当前电路，在延迟1小时以后，自动闭合开关，即保持电路断开1小时后接通电路。
如图2所示，所述延时关闭模式具体为：在延时一段预设时间后，断开所述开关模块，以断开所述供电回路。例如：闭合开关，接通当前电路，在延迟1小时以后，自动断开开关，即保持电路通电1小时后断开电路。
如图2所示，所述凸凹单方波模式具体为：断开所述供电回路，在延时一段预设时间后，闭合所述开关模块，在持续接通一段预设时间后，再断开所述开关模块，以断开所述供电回路；或者，导通所述供电回路，在延时一段预设时间后，断开所述开关模块，并在持续断开一段预设时间后，再闭合所述开关模块，以导通所述供电回路。例如：闭合开关，接通当前电路，在延迟1小时以后，自动断开开关，保持断开2小时后，再接通电路，即保持电路通电1小时后断开电路2小时，再接通电路。或者反之。方波的宽度可以调节，可以支持秒级甚至毫秒级宽度的方波波形输出，用于一些依靠脉冲触发开关的设备。
如图2所示，所述间歇重复模式具体为：在延时一段预设时间后，闭合所述开关模块，以导通所述供电回路，并在延迟一段时间后再断开所述供电回路，然后重复上述过程；其中，重复的次数可以为无限或者有限指定次数。
在本发明的某一个实施例中，所述间歇重复模式，具体操作为：设置智能插座在延时一段时间后，闭合开关，导通电路，延迟一段时间后再断开电路，然后重复上述过程，重复次数可以为无限或者有限指定次数。例如：闭合开关，接通当前电路，在延迟1小时以后，自动断开开关，保持断开2小时后，再接通电路，然后再重复此过程，即保持电路通电1小时后断开电路2小时，再通电1小时后断开2小时，依次类推，实现开1停2的间歇工作模式，持续如此一直间歇重复，或者设定重复50次后停止，如开1停2的间歇工作，重复50次。
需要说明的是，上述各种定时工作模式可以排他性单独生效，也可同时嵌套生效。嵌套规则可以设置为各类模式的时序波形图的逻辑叠加，逻辑操作可以为逻辑或、逻辑与、逻辑异或等，实现各类复杂时序控制。可用于气泵、水泵、加热器、路灯、电铃等电器的7＊24小时全天候智能自动控制。例如：可将凸单方波模式和间歇重复模式嵌套叠加，组合形成区间间歇模式，如在断1小时，开通3小时，再断开的凸单方波模式和开20秒，停40秒的间歇重复模式按照逻辑与and操作叠加后，则实现了延迟1小时后的3个小时内，重复不断的开20秒断40秒操作，之后电路断开，策略执行完毕。
在本发明的某一个实施例中，所述开关控制策略时间表还包括时间控制策略；其中，所述时间控制策略包括延迟定时生效策略、延迟定时屏蔽策略或多路接口独立协同控制策略；
所述智能插座还包括多路接口，所述多路接口分别与所述时钟电路电连接；所述微处理器还用于根据所述时间控制策略根据所述时间控制策略发出所述控制指令，所述控制指令用于控制所述时钟电路运行，以完成所述可编程定时模式启动生效或终止的调度。
需要说明的是，上述各种定时工作模式，可以通过调度策略，实现各种工作模式在不同时间区间内的启动生效/使能和屏蔽/禁用。
如图3所示，所述延迟定时生效策略具体为：在延迟一段预设时间后，或者在到达预设的时间点后，再执行指定的所述可编程定时模式。例如：在延迟1小时以后，然后在执行延时选通模式。
如图3所示，所述延迟定时屏蔽策略具体为：在延迟一段预设时间后，或者在到达预设的时间点后，再将正在执行的指定的可编程定时模式关闭，使之屏蔽无效；例如：在延迟1小时以后，将正在执行的凸凹单方波模式关闭，使其无效。
如图3所示，所述多路接口独立协同控制策略具体为：配置任一个端口号所述可编程定时模式，或者将某个预置的可编程定时模式绑定到所述任一个端口号；或者定义所述可编程定时模式在所述多路接口的执行顺序和接续关系，控制所述多路接口按所述执行顺序和接续关系来执行；或者定义所述可编程定时模式在所述多路接口的配合关系，控制所述多路接口按所述配合关系来执行。
需要说明的是，上述各种定时工作模式可以在多个独立的物理端口或者接口上单独生效；通过指定某端口号，配置其时间控制策略，或者将某个预置的控制策略绑定到某个端口。也可定义多个接口时序策略，控制多路控制执行顺序和接续关系，时间间隔精度可以达到毫秒级。例如接口1上执行20次间歇重复模式的操作后，再启动接口2上的延迟20分钟后通电操作。也可定义多个接口的配合关系，如同步联动、互斥、延迟接续等关系，例如接口1关闭，则接口2接通，反之，接口1接通，则接口2关闭。例如接口1关闭，则接口2也关闭，或者接口1关闭后20秒，接口2关闭等。该功能可以实现各类复制系统控制，比如机器人弹钢琴等自动操作控制。
在本发明的某一个实施例中，所述PLC控制器还用于接收外部设备发送的外部控制指令，并根据所述外部控制指令，控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。所述外部设备包括：智能手机、平板电脑、可穿戴设备和台式电脑。
在本发明的某一个实施例中，所述智能插座还包括声音传感器，所述声音传感器与所述PLC控制器电连接，并用于采集语音命令；
所述PLC控制器还用于接收所述声音传感器采集的语音命令，并根据所述语音命令，控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。
在本发明的某一个实施例中，所述PLC控制器还包括网络接口，所述网络接口和所述PLC控制器电连接，并用于获取文本或二进制流命令；
所述PLC控制器还用于接收所述网络接口获取文本或二进制流命令，并根据所述文本或二进制流命令，控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。
在本发明的某一个实施例中，所述PLC控制器可接受语音命令、来自网络接口的文本/二进制流命令、各类外部设备的配置命令，完成命令的识别、解析、译码、执行、结果反馈等，接收并执行经过认证的外部控制指令。除了常规的即使控制开关控制外，支持选择和配置多种定时工作方式/模式和组合协同策略。设置完毕后，智能插座即可脱离网络和其它外部设备，按照既定的定时工作方式和策略，进行各种复杂综合的时间控制。控制参数包括多路控制接口的端口地址或编号、开、关的时间点、逻辑条件、重复周期、重复次数等，组合协同模式包括嵌套、延时生效和屏蔽、多路接口独立协同等策略。由于采用软件定义方式设计，智能插座在功能升级、变更、维护时，具有很好的可扩展性和可编辑特性。
在本发明的某一个实施例中，所述PLC控制器还包括存储器，所述存储器用于存储所述开关控制策略时间表。
需要说明的是，上述各种定时工作模式和时间控制策略经设置生效后，即在智能插座的控制设备的EEPROM等非易逝持续化存储芯片上存储，记录信息包括控制策略的模式和时间参数，以及其所生效的独立的物理端口地址或者编号。当设备断电后，可以自动读取EEPROM区域的控制策略信息，并自动执行使其在对应控制端口电路生效，继续完成既定的时间控制策略，实现断电后的接续控制，防止控制任务和调度工作的丢失和延误。
本发明实施例提供了一种可编程多工作方式定时智能插座，包括供电模块、开关模块和控制模块，所述供电模块的一端通过所述开关模块与所述控制模块形成供电回路，另外一端用于连接负载；所述控制模块包括PLC控制器，所述PLC控制器用于根据预设的开关控制策略时间表发出控制指令，所述控制指令用于控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。本发明的智能插座可以在没有网络、没有手机APP条件下，可靠稳定的独立完成各种复杂、多样的定时功能，满足各类场景下丰富多样的时间序列和间隔的通断电路的控制需求，支持任意定时长、定时刻、定时段、定间隔、定频次的分时供电和周期性供电，实现全天候的随时随地按需供电。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可编程多工作方式定时智能插座，其特征在于，包括供电模块、开关模块和控制模块，所述供电模块的一端通过所述开关模块与所述控制模块形成供电回路，另外一端用于连接负载；
所述控制模块包括PLC控制器，所述PLC控制器用于根据预设的开关控制策略时间表发出控制指令，所述控制指令用于控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。
2.根据权利要求1所述一种可编程多工作方式定时智能插座控制系统，其特征在于，所述控制指令包括控制方式和控制时空参数；
所述控制方式包括即时控制方式、定时控制方式、延时控制方式、环境感知控制方式、运动感知控制方式、系统状态感知控制方式、声控控制方式、错峰控制方式和自定义控制方式；
所述控制时空参数包括多路控制接口的端口地址或编号、开、关的时间点、逻辑条件、重复周期和重复次数。
3.根据权利要求2所述的一种可编程多工作方式定时智能插座，其特征在于，所述开关控制策略时间表包括可编程定时模式；其中，所述可编程定时模式包括延时选通模式、延时关闭模式、凸凹单方波模式和间歇重复模式中的一种或多种；
所述PLC控制器包括微处理器和时钟电路，所述微处理器与所述时钟电路电连接，并用于根据所述可编程定时模式发出所述控制指令，所述控制指令用于控制所述时钟电路运行，以使所述开关模块导通或者断开所述供电回路。
4.根据权利要求3所述的一种可编程多工作方式定时智能插座，其特征在于，所述延时选通模式具体为：在延时一段预设时间后，闭合所述开关模块，以导通所述供电回路；
所述延时关闭模式具体为：在延时一段预设时间后，断开所述开关模块，以断开所述供电回路；
所述凸凹单方波模式具体为：断开所述供电回路，在延时一段预设时间后，闭合所述开关模块，在持续接通一段预设时间后，再断开所述开关模块，以断开所述供电回路；或者，导通所述供电回路，在延时一段预设时间后，断开所述开关模块，并在持续断开一段预设时间后，再闭合所述开关模块，以导通所述供电回路；
所述间歇重复模式具体为：在延时一段预设时间后，闭合所述开关模块，以导通所述供电回路，并在延迟一段时间后再断开所述供电回路，然后重复上述过程；其中，重复的次数可以为无限或者有限指定次数。
5.根据权利要求3所述的一种可编程多工作方式定时智能插座，其特征在于，所述开关控制策略时间表还包括时间控制策略；其中，所述时间控制策略包括延迟定时生效策略、延迟定时屏蔽策略或多路接口独立协同控制策略；
所述智能插座还包括多路接口，所述多路接口分别与所述时钟电路电连接；所述微处理器还用于根据所述时间控制策略根据所述时间控制策略发出所述控制指令，所述控制指令用于控制所述时钟电路运行，以完成所述可编程定时模式启动生效或终止的调度。
6.根据权利要求5所述的一种可编程多工作方式定时智能插座，其特征在于，所述延迟定时生效策略具体为：在延迟一段预设时间后，或者在到达预设的时间点后，再执行指定的所述可编程定时模式；
所述延迟定时屏蔽策略具体为：在延迟一段预设时间后，或者在到达预设的时间点后，再将正在执行的指定的可编程定时模式关闭，使之屏蔽无效；
所述多路接口独立协同控制策略具体为：配置任一个端口号所述可编程定时模式，或者将某个预置的可编程定时模式绑定到所述任一个端口号；或者定义所述可编程定时模式在所述多路接口的执行顺序和接续关系，控制所述多路接口按所述执行顺序和接续关系来执行；或者定义所述可编程定时模式在所述多路接口的配合关系，控制所述多路接口按所述配合关系来执行。
7.根据权利要求1－6任一项所述的一种可编程多工作方式定时智能插座，其特征在于，所述PLC控制器还用于接收外部设备发送的外部控制指令，并根据所述外部控制指令，控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。
8.根据权利要求1－6任一项所述的一种可编程多工作方式定时智能插座，其特征在于，所述智能插座还包括声音传感器，所述声音传感器与所述PLC控制器电连接，并用于采集语音命令；
所述PLC控制器还用于接收所述声音传感器采集的语音命令，并根据所述语音命令，控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。
9.根据权利要求1－6任一项所述的一种可编程多工作方式定时智能插座，其特征在于，所述PLC控制器还包括网络接口，所述网络接口和所述PLC控制器电连接，并用于获取文本或二进制流命令；
所述PLC控制器还用于接收所述网络接口获取文本或二进制流命令，并根据所述文本或二进制流命令，控制所述开关模块运行，以使所述供电回路导通或者断开。
10.根据权利要求1－6任一项所述的一种可编程多工作方式定时智能插座，其特征在于，所述PLC控制器还包括存储器，所述存储器用于存储所述开关控制策略时间表。
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