CN114937971A - 一种用电插座的安全保护方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用电插座的安全保护方法，所述用电插座的供电端口在没有被用电负载接入时，保持对用电负载接入的安全保护状态，所述方法包括：当检测识别到有负载对象接入时，核验负载接入状态是否符合安全匹配条件；当且仅当所述状态符合所述安全匹配条件时，允许将所述供电端口切换到正常供电回路；反之，当检测识别到用电负载断开时，将所述供电端口切换到安全保护回路。本发明还公开了一种用电插座的安全保护装置，所述装置包括回路信号耦合模块、安全监测控制模块及回路切换执行模块。本发明通过对负载对象的接入与断开状态的信号耦合、检测核验及回路切换，解决了用电负载插拔过程及异常瞬态的安全保护问题，具有响应快、安全性高的有益效果。

Description

一种用电插座的安全保护方法及装置

技术领域

本发明涉及物联网智能硬件设备与测控技术领域，尤其涉及电能信号监测与用电安全监控的技术领域，具体涉及一种用电插座的安全保护方法及装置。

背景技术

随着无线通信、智能物联网及监测控制等技术的快速发展，智能插座产品作为一种智能硬件设备，越来越多地出现在家居、酒店、办公、工业环境及个人携带等使用场景。智能插座为用户带来诸多便利性，如无线连接、远程开关，定时管理及用电状态监测。

但是相比普通(非智能)插座，智能插座的安全性并未有得到足够的保证；如何利用智能数据处理技术，在为用户带来便利性的同时，在安全性及能效管理等方面得到更多的有益性，是智能插座产品得到进一步普及的技术关键所在。

用电插座作为分布式用电连接节点，在用电负载对象设备在接入接出时，需要进行频繁的插拔操作，这无论对动态关联绑定关系管理，还是对于用电安全性，都是一个非常重要的环节。

用电插座作为电能监测节点对用电设备的用电时段及电能状态进行监测，并可根据预案进行安全预警及保护的监控；系统可根据实时监测数据与分段记录数据进行在线统计，为用户提供在线可视化监控及用电能综合效率改善的管理决策依据的信息服务。

电力能源的综合利用效率主要体现在安全性、节能性及经济性方面。随着物联网智能技术的发展，电能监测与安全监控管理不仅面向电力生产、传输、配送环节，还需要更广泛地、深入地涵盖到分布式用电节点的用电全过程，基于对用户范围内不同用电场景中用电载负对象及终端设备进行监测监控。

现有类似技术对用电插座的安全保护存在以下缺陷：

1)安全保护缺乏对负载对象的针对性及适合性：虽然通过硬件或软件设置异常条件或预案，进行异常响应处理(如报警、断开负载等)，但异常监测变量及应用范围(如异常告警、过载保护、漏电保护等)缺乏对用当前接入用电负载对象的匹配核验及性能关联，导致异常响应处理缺乏对负载对象的针对性。

2)对接入接出瞬态缺乏安全保护：现有技术的安全保护主要针对用电负载运行过程，而对负载对象接入接出(插拔)的瞬态过程，缺乏更有针对性行的有效保护。对于特殊工业环境的负载热插拔，为了进行防弧而不得不采取结构过于复杂、成本极高的特殊防弧保护技术。

3)安全保护缺乏对目标场景的关联性：基于物联网边缘网络进行电能监测时，现场环境由分布式电能监测节点进行监测数据采集(并上传给上位主机)时，多个电能监测节点各自作为相对独立的目标监测节点，相互之间缺乏必要的协同服务，包括协同感知监测、协同数据处理、协同通信及协同保护；以及对不同目标场景状态，缺乏以协同方式动态调整电能监测策略及预案。

4)实时性与稳定性之间的平衡问题：通过电能信号监测的瞬态异常响应对用电异常进行安全保护，对提高用电安全具有重大意义；但是，现有技术并没有很好地解决的所述瞬态保护的实时性与稳定性之间的平衡问题。

因此，如何使用电插座在用电负载接入/接出时更加安全，如何针对用电负载对象特性进行电能监测，当出现瞬态异常时获得快速响应与安全保护，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，用电插座的供电端口在没有被用电负载接入时，保持对用电负载接入的安全保护状态，以提升在用电负载对象接入瞬态的安全性；当检测识别到有负载对象接入时，核验负载接入状态是否符合安全匹配条件，不仅提升在用电负载对象接入瞬态的安全性，对负载对象运行过程根据负载对象特性及状态进行电能监测、异常响应处理及安全保护，具有更好的针对性及适合性。

为解决上述问题，本发明提出了一种用电插座的安全保护方法及装置。

第一方面，本发明公开了一种用电插座的安全保护方法，所述用电插座的供电端口在没有被用电负载接入时，保持对用电负载接入的安全保护状态，所述方法包括以下步骤：检测识别到有负载对象接入时，核验负载接入状态是否符合安全匹配条件；当且仅当所述状态符合所述安全匹配条件时，允许将所述供电端口切换到正常供电回路；反之，当检测识别到用电负载断开时，将所述供电端口切换到安全保护回路。

可选地，所述安全保护状态为一种通过安全保护回路对用电负载进行试探性检测的状态，以判断识别是否有用电负载接入以及是否符合所述安全匹配条件。

可选地，所述安全保护回路指，在用电负载接入所述供电端口的瞬态处于安全检测信号的回路，包括以下方式之一或组合：1)安全电压，2)高阻弱信号，3)瞬态异常保护。

可选地，所述安全匹配条件包括对接入的用电负载进行负载特性参数的对象匹配核验：通过对所述负载特性参数的检测，判断是否为设定匹配范围的正常负载接入，排除异常负载与/或异常接入。

可选地，所述用电插座作为电能监测节点通过对与用电负载对象绑定的对象识别标签所发送的对象识别信号进行对象匹配核验，以判断是否符合所述安全匹配条件。

可选地，所述安全保护包括基于临界异常响应进行瞬态异常保护：所述用电插座作为目标监测节点，通过实时跟踪处理与临界反馈监测，当某一电能信号状态变量的瞬态冲击量将达到或超过预设的的参考值或额定值时，提前对供电回路触发所述瞬态异常保护。

第二方面，本发明还公开了一种用电插座的安全保护装置，所述装置包含于所述用电插座，使得供电端口在没有被用电负载接入时，保持用电对负载对象接入的安全保护状态，所述装置包括以下模块：回路信号耦合模块：对负载对象接入或断开状态，以不同的回路进行信号耦合；安全监测控制模块：当检测识别到有负载对象接入时，核验负载接入状态是否符合安全匹配条件，并输出对应的切换控制信号；回路切换执行模块：根据所述切换控制信号，将所述供电端口切换到安全保护回路或正常供电回路。

可选地，所述回路信号耦合模块包括对所述正常供电回路与所述安全保护回路的信号耦合,以直接或间接的前置耦合方式，通过可复用的接入耦合单元获得耦合信号，将所述耦合信号输入到所述安全监测控制模块。

可选地，所述安全监测控制模块包括信号前端处理模块，所述信号前端处理模块基于信号耦合调整单元与/或临界反馈监测单元，获得与当前用电负载对应的电能信号采集信息。

可选地，其特征在于，所述安全监测控制模块还包括目标监测处理模块，所述目标监测处理模块基于对象匹配核验单元，对负载接入状态是否符合安全匹配条件进行核验。

从上述本发明提供的技术方案可知，本发明无线协同感知节点接收前置感知节点发送的具有更高活跃度的触发状态信标，从而提升了触发响应速递及可靠性；根据提取的触发状态标识进行状态跳变识别，从而提升了触发响应的判断效率，避免无效重复响应处理；通过场景状态解析的方式选择与数据重用，获得更高的解析计算效率，以在场景状态跳变时，快速获得场景触发响应。因此，相对于现有技术，本发明对无线物联网边缘域的协同感知服务，在触发响应速度、无线互操作效率、感知服务能力及灵活性等方面，均具有显著的提升。

本发明通过无线触发响应的互操作机制，解决无线场景感知过程的协同性、可靠性及灵活性问题，具有触发响应快、常态低功耗及解析处理效率高的有益效果，具体体现在在以下几个方面：

1)触发响应快、可靠性高：前置感知节点在触发瞬态，发送具有更高活跃度的触发状态信标、更高优先级的无线传输数据发送，使得协同感知节点可以在短时间快速、可靠地获得前置触发响应；

2)常态低功耗、减少无线干扰：前置感知节点在触发瞬态之后，基于平复应答接收或时间效应而关闭触发状态；在非触发态(常态)的状态信标处于不活跃或超低功耗状态，有利于常态低功耗并减少无线干扰及信道资源占用；

3)节省协同感知的数据处理算力、解析计算效率高：通过状态跳变识别避免对同一前置触发做重复处理；通过场景状态解析方式的选择(重用、迭代及叠加)，减少不必要的解析算力开销；

3)按敏感性优先级，监测数据处理效率高：按敏感状态变化优先处理及上传；减少(或非优先)不必要的数据冗余(已经上传且没有有效状态变化)，对于目标对象实时位置、状态变化监测及数据上传处理，具有更高的协同数据处理效率；

4)场景状态的关联性与灵活性：基于多个目标状态变量根据数据结构或函数的解析，使得场景状态解析与触发响应更具有关联传递性(包括从局部到整体、时间累积)、灵活性(如优先级、场景触发条件等)以及面向多场景的组合判断；

5)网络设备资源复用性强：协同感知节点可以是一种服务角色，边缘域中不同拓扑类型(如目标、中继或中心)的感知节点均可动态角色复用(基于分时切换或配置)；不仅专用无线网络服务节点(网关、基站)，可更多利用其它应用节点(智能插座、智能灯光节点、电能监测节点)作为协同感知节点；

6)协同性好、覆盖性强：协同感知节点基于前置感知触发与任务机制对周边目标感知节点提供协同服务；根据场景状态解析算法，对不同的前置触发，提供不同优先级与有效持续器的变量跟踪计算；

7)面向应用的边缘协同计算的协同服务能力：协同感知节点不仅提供无线网络通信服务、还具有针对感知监测应用(如定位追踪、能源监测、灯光控制)提供作为边缘协同计算的协同数据处理的服务能力；

8)协同并发服务能力强：协同感知节点通过目标多选信息对目标对象设备进行并发服务，可同时控制若干作为对象设备的前置感知节点，包括同步多选控制、协同同步应答、状态反馈监控等过程，具有更高的数据进程管理效率；

9)网络配置便利性好：无线场景感知系统由某一无线管理节点(如手机、电脑、网关)通过发起多模式无线配网而建立；通过同步配网，自动多选匹配，网络安装配置简单灵活，可全自动配网；

10)具有网络自愈能力、稳定性高：多节点协同服务数据传输为弹性数据路径，具有动态平衡性、可选择性及冗余性，具有更好的网络自愈能力，从而具有更高的稳定性、可靠性及离线(断网)处理能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显然，下面描述中的附图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它的附图。

图1为本发明实施例公开的一种用电插座的安全保护方法的流程图；

图2为本发明实施例公开的一种用电插座的安全保护装置的模块结构图；

图3为用于本发明装置的一种安全监测控制模块的内部单元构成图；

图4为用于本发明装置的一种一种回路切换执行模块的内部单元构成图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例是本发明的一部分，而不是全部实施例，实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。

实施例一，请参考图1，为本发明实施例公开的一种用电插座的安全保护方法的流程图，所述用电插座(作为一种电能监测节点)的供电端口(即用电插口输出端)在没有被用电负载接入时，保持对用电负载接入的安全保护状态，所述方法包括以下步骤：

步骤S101，当所述智能插座检测识别到有负载对象接入时，核验负载接入状态是否符合安全匹配条件；

步骤S102，当且仅当所述状态符合所述安全匹配条件时，允许将所述供电端口切换到正常供电回路，使所述用电负载处于正常供电状态，否则仍保持原有的安全保护状态；

步骤S103，反之，当检测识别到用电负载断开，或所述状态不符合安全匹配条件时，将所述供电端口切换到安全保护回路，以保持对所述负载对象接入的安全保护状态。

对以上步骤的实施，进一步说明如下：

所述用电插座为可供用电负载对象接入的各种供电/用电节点的连接装置；所述供电端口指供电/用电连接端口(或端子)如插入端口、接线柱、电源开关等。

所述接入/断开包括：用电负载的插入/拔出、用电终端的开/关机、用电节点的开关通/断。

所述智能插座的安全保护装置通过所述安全保护回路，使所述供电端口保持对用电负载接入的安全保护状态；所述安全保护装置通过切换控制信号，将所述供电端口切换到安全保护回路或正常供电回路。

所述电能监测节点作为一种能源监测节点，即用于对用电负载对象进行电能监测的目标监测节点，其节点角色既可作为目标感知节点也可协同感知节点；

所述电能监测节点为一种具有多设备角色的协同服务节点，包括目标监测/监控/追踪节点、无线联动节点/信标基站、协同感知节点/定位基站。

所述协同感知节点为具有协同感知服务能力的网络节点角色，即协同感知网络中具有对周边的目标对象设备提供协同感知服务能力的无线网络节点。

所述协同感知节点即面向周边感知节点的协同服务节点，可以是无线基站设备或一般的感知节点；所述感知节点即可以对目标对象进行感知监测的网络节点。

所述协同感知指无线网络中多个感知节点，面向共同的目标场景或其子集(含目标对象)，通过协同感知处理所进行的感知监测及关联服务的过程。

所述目标对象设备(简称对象设备)即与目标对象关联绑定的无线设备；

指对目标对象进行感知(包括定位、追踪、监测、监护、监控、控制)无线设备。

目标对象即目标服务对象：指所服务(定位、控制、监测、监控及监护等)的对象(如：人、物品、资产设备、位置及环境等)；

目标对象包括直接或间接服务对象，如：定位追踪对象、追踪监测对象、监控设备对象、能源监测对象(如用电负载对象)等；

实施例二，对于前述图1的流程图步骤的实施，进一步说明如下：

所述安全保护状态为一种通过安全保护回路对用电负载进行试探性检测的状态，以判断识别是否有用电负载接入以及是否符合所述安全匹配条件。

用电场景中至少一个电能监测节点(作为一种能源测节点)基于当前监测模式，通过对用电负载对象的电能信号输入以指定的信号耦合采集模式进行耦合采集与数据处理，获取所述负载对象的若干电能信号状态变量在时域的监测信息(即实时采集监测数据)。

所述电能监测节点作为一种目标监测节点，对一个或多个作为目标对象的用电负载对象进行电能监测；当移动用电插座与负载对象绑定时，所述用电插座作为目标追踪/监测节点，具有以下节点角色特征：

1)主/被动定位：主动发现周边协同定位基站(位置信任级别：路由器、网关、灯光控制及蓝牙信标等定位节点)；

2)移动定位上传：仅当判自身断环境位置状态(一种场景状态)发生变化时，进行定位信息上传；

3)潜在异常触发(一种场景触发)：至少有一个目标状态变量来自于前置感知节点。

所述电能监测节点作为协同感知节点时，为周边其它目标对象设备/监测节点/及其关联的目标对象，基于有限敏感处理提供无线协同感知服务，包括定位追踪及监测数据处理。

所述电能监测节点作为协同感知节点(基站设备)面向周边的目标对象设备提供协同感知服务。

对于作为电能/目标监测节点的用电插座，在面向用电场景中的用电负载对象进行监测的同时，复用于协同感知节点(基站设备)面向周边的目标对象设备提供协同感知服务。

所述用电场景指由限定的用电负载或用电范围及其关联环境所构成的目标场景。

用电负载包括指定范围的用电设备/电器所构成的负载；

用电负载对象(简称负载对象或用电负载)即作为用电负载被监测的目标对象；

所述负载对象对应一个物理对象或物理对象范围(如用电设备/部件、用电节点/支路)，由一个或多个用电设备与/或用电节点所构成。

所述负载对象作为指定用电场景中目标对象，与电能/目标监测节点所对应。

一个用电负载对象可以对应包含一个或多个用电设备或用电节点；典型地，用电负载对象或用电设备与设备资产编码所对应。

多台用电设备可以共同构成一个用电节点(中间节点)，一台用电设备也可以包含多个用电节点(支路节点)，例如：分别监控电脑与显示器、冰箱压缩机等内若干支路的用电节点。

所述电能监测指面向用电负载对象，与用电能耗、效率及安全性相关的状态监测。

所述电能信号状态变量即面向电能监测的状态变量，为反映用电场景及其用电负载对象的一种目标状态变量。

所述试探性检测为一种安全检测，所述安全检测比直接正常供电(指不经所述安全检测)更具备安全性。

所述试探性检测，为对用电负载接入供电端口的瞬态进行检测识别，对正常的用电负载接入没有(或极小)影响，可对异常用电负载接入进行识别。

所述安全保护回路指，在用电负载接入所述供电端口的瞬态处于安全检测信号的回路，包括以下方式之一或组合：1)安全电压，2)高阻弱信号，3)瞬态异常保护(如过载保护)。

安全检测信号可以是降压信号、高阻信号、弱脉冲信号；载波信号、互感耦合信号、分压信号、直流信号等；

所述安全回路/安全电压用于所述供电端口处于开路状态、从用电负载开路到负载接入的瞬态检测及保护。

在具体实施过程，所述安全电压可以为降压信号输出、分压检测回路，直流检测回路；所述高阻弱信号指在安全保护回路上串接保护器件(如简单保护电阻，即可防止瞬态接触不良、瞬态电弧等)；所述过载保护包括短路保护、功率保护、过流保护、漏电保护。

所述切换为在安全保护回路与正常供电回路之间进行的转换，包括对供电回路、供电电压或检测信号的转换/切换。

切换器件及切换方法包括：1)多选开关(多掷开关)，2)降压信号(分压、互感耦合、变压器)，4)在安全检查回路上串接保护器件。

所述安全匹配条件包括对接入的用电负载进行负载特性参数的对象匹配核验：通过对所述负载特性参数(包括瞬态与/或稳态的特性范围及稳定性)的检测，判断是否为设定匹配范围的正常负载接入，排除异常负载与/或异常接入，如假负载、瞬态短路或接触不良、异常负载开机特性(如启动功率、阻容特性)。

当所述负载特性参数符合临界异常条件时，可立即启动临界异常响应处理；所述临界异常条件包含于所述分级异常条件。

当所述电能/目标监测节点检测识别到有用电负载接入时，核验该用电负载接入状态是否符合安全匹配条件。

所述用电插座为一种电能监测节点(作为目标监测节点)通过对用电负载接入的电能时序信号进行对象匹配核验以判断是否符合所述安全匹配条件。

所述安全匹配条件包括对用电负载接入进行负载性能监测：所述用电插座作为电能监测节点，通过对电能信号状态变量的监测，判断当前接入的用电负载是否处于符合用电安全的状态变量范围(如上下限、变量约束、接入异常条件)。

所述电能监测节点(在检测到有负载对象接入时)发送核验触发信号，所述负载对象或与其关联绑定的对象识别标签，对所述核验触发信号，以应答响应方式发送(包含对象识别信息的)对象识别信号。

所述核验触发信号可以为以下任一或组合：

1)电能/目标监测节点(以无线信标或载波脉冲方式)主动发送的核验请求发信号；

2)电能时序信号(如开机信号、特定相位)关联的(交流)载波脉冲信号或关联的无线信号；

3)基于前置触发的时序算法限制条件(如预定计数、定时)而生成的触发信号。

所述用电插座作为电能监测节点通过对与用电负载对象绑定的对象识别标签所发送的对象识别信号进行对象匹配核验，以判断是否符合所述安全匹配条件。

所述用电插座通过对用电负载接入的电能时序信号进行对象匹配核验以判断是否符合所述安全匹配条件。

所述对象识别标签为用于识别核验所述负载对象的电子标签装置，

所述对象识别信号为以无线信标与/或交流载波方式发送的应答信号。

当目标监测节点检测识别到有负载对象接入时，所述电能监测节点根据所述负载对象发送的与电能时序信号的关联信息，进行对象匹配核验，判断该负载对象接入状态是否符合所述安全匹配条件。

所述电能时序指接入上电与/或耦合信号的组合的特征时序，如上电一定时间(或一定的交流计数周期)后的过零点、信号峰值或特定相位点。

所述目标监测节点(在检测识别到负载对象接入时或其它)在需要进行对象匹配核验之前(如定时或异常触发核验)发送核验触发信号，(与负载对象绑定的)对象识别标签通过对所述核验触发信号的响应，以应答方式发送所述对象识别信号，所述目标监测节点对所述对象识别信号进行对象匹配核验。

所述对象识别信号由所述负载对象内置或外置绑定的对象识别标签所发送；

所述对象匹配核验包括。基于对象识别信号的无线信号强度(RSSI)，对其距离/位置的空间范围的判断。

所述负载对象通过电能信号耦合，对电能时序信号(作为一种核验触发信号)的响应，(以应答方式)而反馈发送对象识别信号。

当所述负载对象接入所述电能监测节点的通电瞬态，所述负载对象(或对象识别标签)通过电能信号耦合(如峰值相位耦合)，发送具有与电能时序关联的对象识别信号。

所述负载对象包括以嵌入或外置方式绑定的对象识别标签，基于电能信号耦合而发送与电能时序信号关联的对象识别信号，所述对象识别信号由所述对象识别标签所发送；

所述电能监测节点根据所述对象识别信号所包含的与所述电能时序信号的关联信息，进行对象匹配核验。

所述负载对象(或关联绑定的对象识别标签)通过电能信号耦合，通过对电能时序信号(作为一种核验触发信号)的响应，(以应答方式)而反馈发送对象识别信号。

所述负载对象(或对象识别标签)基于电能时序信号的关联触发，以主动或应答方式发送包含对象识别信息的对象识别信号；

所述电能/目标监测节点基于所述对象识别信息进行所述对象匹配核验，与所述负载对象建立关联绑定关系，并通过对所述对象识别信息的关联索引获得所述监测模式参数{Pi}。

所述负载对象包含(内置或外贴的)对象识别标签，通过接近式物理感应(如信号强度侦测、霍尔传感触发、RFID)，使得所述电能监测节点/电能监测适配器的形式与所述负载对象快速绑定。

电能监测节点的形式：适配器、插座、缆线、标签、保险管。

所述监测模式包括节能监测模式、安全监测模式和临界监测模式；

所述电能监测节点根据当前的监测模式代码，以调整当前对应的监测模式参数，具体包括：1)当负载对象处于正常运行状态，采取节能监测模式(第一监测模式)；2)当所述负载对象处于潜在异常状态，采取安全监测模式(第二监测模式)；3)当所述负载对象进入临界异常状态，则采取临界监测模式(第三监测模式)。

从所述节能到临界监测模式分别被定义为从低到高级的监测模式；必要时，可对上述三种基本的监测模式可再细分为不同的子模式；

需要说明的是，对于处于任何相对低级的监测模式，当判断符合任何更高级的异常条件(包括直接获得硬件触发响应)时，可以直接进入任何相应高级的监测模式；

例如，在节能或安全监测模式，判断符合瞬态异常条件时，当然无需先进入临界监测模式，即直接获得瞬态异常触发响应。

用电异常状态包括潜在异常状态、临界异常状态及显性异常状态：

1)潜在异常状态：即一种潜在的或隐性的非正常运行状态，但尚未达到临界或显性异常状态；

2)临界异常状态：指处于在瞬态可能即将出现显性异常状态的临界状态；

3)显性异常状态：已发生且尚未解除的异常状态。

所述正常运行状态包括当前负载对象处于正常的保养、停机(负载开路)或指定运行参数范围的状态；

所述潜在异常状态可以包括：不安全隐患、接近异常、趋势异常以及其它需要采取安全监测/追踪监测的状态。

所述临界异常状态为一种不稳定状态，在瞬态内很可能进入显性异常状态，也可能恢复到潜在异常状态或正常运行状态。

当所述能源/电能监测节点(作为目标监测节点)内部包含对前置信号输入进行多选的信号耦合回路，通过控制多选开关/多掷联动，使得被监测的负载对象接入到不同状态的信号耦合回路；

所述信号耦合回路在不同状态下，包括不同的负载保护电阻Rp与/或信号取样电阻Rs。

当所述负载保护电阻Rp为高阻抗时，对负载对象接入形成瞬态保护。

当所述电能监测节点内部包含多掷继电开关，在所述多掷继电开关处于“通态”或“断态”时，分别对于负载对象接入不同的信号耦合回路；

当所述多掷继电开关处于“断态”时，在所述负载对象的接入端串接一个超高阻抗的负载保护电阻Rp；反之，当所述继电开关处于“通态”时，所述负载保护电阻Rp为接近为零的低阻抗。

相应地，所述信号耦合回路在不同状态下，包含不同的信号取样电阻Ri，及相应不同的前置衰减增益；例如：

负载保护电阻Rp，断态：500MΩ(兆欧)，通态：0

信号取样电阻Rs，断态：500Ω(欧)，通态：5mΩ(毫欧)

通过信号耦合回路接入超高的负载保护电阻Rp，当所述多掷继电开关处于“断态”时，仍可监测负载对象的开机/关机或接入/接出的负载状态变化；

在负载关机或断开时，所述多掷继电开关自动断开；而在负载开机或接入后，所述多掷继电开关自动恢复接通。

其有益性在于，以此避免热插拔带来的电弧问题，提高安全性，并延长电器开关触点寿命。

目标监测节点通过接收(负载对象发送的)所述对象识别信号(及其对应包含的对象识别信息)进行对象匹配核验，以配置调整与当前接入的负载对象相匹配的监测模式参数，所述监测模式参数至少包括对应的分级异常条件与/或异常处理预案；

所述监测模式参数包括(所述目标监测节点)对所述负载对象进行监测数据处理的模式参数{Pi}，以及基于当前监测信息进行状态模式解析的分级异常条件。

所述异常状态包括电网供电异常与/或负载用电异常；所述异常条件指不同异常状态等级所对应的判断条件；

所述异常状态等级包括潜在异常状态(隐性异常状态)、临界异常状态及显性异常状态。

需要说明的是，所述分级异常条件包含当前变量特征参数范围及其时域变化特征参数范围的判断条件；典型地，对于进入或退出不同等级的异常状态的判断条件，具有在时域与/或值域上的非对称性；例如，从正常到异常状态(或从低级异常到高级异常状态)，在符合当前特征参数条件时即可立即生效；反之，从异常恢复到正常状态(或从高级异常到低级异常状态)，则在符合当前特征参数条件之后，仍需要一定观察期的冷却时间作为异常解除的条件。

分级异常条件包括潜在异常条件、临界异常条件和瞬态异常条件：

所述电能监测节点根据所述分级异常条件(对当前的目标监测信息)进行状态模式解析，包括：根据所述分级异常条件对所述负载对象关联的目标场景状态进行判断：1)符合所述潜在异常条件时，进入所述潜在异常状态；2)符合所述临界异常条件时，进入所述临界异常状态；3)当符合所述瞬态异常条件时立即触发瞬态异常保护处理。

依据所述分级异常条件，判断异常状态的分类/等级：

所述分级异常条件还包括对所述电能监测节点(或系统)自身运行状态进行的判断，如对断网、重启上电、通信超时、自检异常等状态进行判断的异常条件。

所述临界异常条件为对当前状态变量及其瞬态预期值判断负载对象是否进入临界异常状态所依据的条件，所述状态变量包含于第一监测信息；

所述潜在异常条件为进行状态模式解析时判断负载对象是否处于潜在异常状态所依据的条件。

当负载对象处于潜在异常状态(进入临界异常状态之前)，所述电能监测节点以安全监测模式(即第二监测模式)对所述负载对象的异常状态变量进行安全跟踪监测；根据临界异常条件，当所述负载对象处于进入所述临界异常状态时，立即启动临界监测模式(进行临界异常响应处理)。

所述安全跟踪监测包括以下方式之一或组合：1)基于对所述异常状态变量进行实时采集与跟踪处理，判断是否进入临界异常状态；2)根据临界触发条件以临界反馈监测方式设置前置触发条件以在符合所述临界触发条件时获得临界异常触发响应。

所述电能监测节点根据异常处理预案，通过(对当前场景状态代码的)索引获得模式参数{Pi}，并执行与所述模式参数对应的临界异常响应处理；

所述临界异常响应处理为对即将可能发生的瞬态异常脉冲，以临界反馈监测进行实时监控处理，以获得瞬态异常触发响应。

所述异常处理预案指临界异常状态(一种临界触发状态)的场景响应预案；

临界异常响应处理为一种临界响应处理(基于临界响应的异常处理)；在设置临界反馈监测的同时，可并行进行数据保护、异常告警、异常保护的任一或组合。

所述临界反馈监测为当前协同感知节点或其前置感知节点在临界触发状态下，(基于当前感知监测模式)(根据对目标状态变量在时域的监测采集信息)基于对瞬态触发响应的趋近程度的判断(包括计算或查询)，对(自身节点或前置节点的)信号前端进行反馈调整，以对当前前端输入信号进行实时比较监测，在符合前置触发条件时获得瞬态触发响应。

所述前端输入信号为对目标状态变量进行数据采集前的耦合信号；

所述反馈调整包括信号耦合调整(如调整耦合回路、衰减增益)与/或对额定比较信号(的参考值或额定值)进行调整；

所述反馈调整的途径方式包括以下方式之一或组合：1)协同感知节点对作为前置节点的目标监测节点进行反馈控制(如发送主动控制信息)；2)目标监测节点的后级处理单元对自身信号前端(处理模块)的反馈设置。

所述目标感知/监测节点基于临界信号反馈(单元)(包含于信号前端处理模块)，对所述前端输入信号与当前额定比较信号进行实时比较，以在符合前置触发条件时获得瞬态触发响应。

所述分类异常处理包括数据保护处理：

所述数据保护处理，按以下不同的监测数据类型，对未保护(未离线保存且未确认上传成功)的数据，按优先级顺序进行所述数据保护处理：

第一优先级：当前时钟、设备硬件状态、数据区管理指针；

第二优先级：当前实时监测数据缓冲区数据、当前日志(如时钟校正日志、异常处理日志)；

第三优先级：当前历史监测数据缓冲区数据。

在以下异常状态下，启动所述数据保护处理：1)断网离线状态，对未上传的异常状态数据，定时进行数据保护处理；2)通过掉电检测中断响应或其它瞬态异常响应，立即启动数据保护处理。

所述数据保护处理指将待保护数据备份保存到非易失性存贮器之中。

所述数据保护包括对时钟校正日志的离线保护：

当所述目标监测节点因断电或故障复位重启时，在上电时之后立即生成一个开机ID，并在此后连续时间段内至少生成一个对应的时间校正记录添加到时钟校正日志；如果一个开机ID不能成功对应一个时间校正记录，则按不可校正时间进行处理。

所述分类异常处理包括通过无线广播发送异常触发状态信标推送异常触发信息。由周边的协同感知节点基于无线感知响应进行异常告警与/或异常保护；

当所述负载对象处于异常状态时，所述电能监测节点将异常状态标识(及关联的若干状态变量)植入异常触发状态信标(一种包含异常等级信息的场景服务信标)。

所述异常保护包括：以直接或联动方式对用电负载的供电线路或用电回路进行各种异常保护(闪断保护、延时保护或断电保护)。

当周边的协同感知节点接收到所述异常触发状态信标，以多重角色模式进行以下任一或组合的模式处理：1)角色1.追踪监测：所述协同感知节点作为协同定位基站，对作为目标追踪节点的电能监测节点进行追踪监测的服务；2)角色2联动响应：所述协同感知节点作为联动响应节点，对作为前置感知节点的电能监测节点进行联动响应的服务；3)角色3异常告警：所述协同感知节点作为无线报警终端，对所述电能监测节点发送的包括异常状态标识的触发状态信标，以无线联动告警方式执行相应的场景模式控制/群控。

当所述协同感知节点为一种多角色复用节点设备，如：灯控感知节点、智能插座、声音报警终端，当接收到所述异常触发状态信标，以多重角色模式进行所述模式处理；所述模式处理即场景模式控制/群控，包括以场景服务信标/定向服务信标方式发送联动告警信息。

在临界异常状态下，所述目标监测节点基于对电能信号状态变量的跟踪采集，识别到当前监测的负载对象处于临界异常状态时，(通过临界异常响应处理)对瞬态异常特征参数进行实时监控处理：在符合所述瞬态异常条件时获得瞬态异常触发响应，并立即触发(自身与/或关联节点的瞬态保护控制模块)对(处于瞬态异常状态的)所述负载对象进行瞬态异常保护。

所述瞬态异常条件即与瞬态异常特征参数匹配、符合瞬态异常条件的状态。

所述目标监测节点根据瞬态保护模式，采取单点瞬态保护与/或联动瞬态保护的方式进行所述瞬态异常保护：

方式一单点瞬态保护：所述目标监测节点立即触发自身节点装置的瞬态保护控制模块对所述负载对象进行所述瞬态异常保护；

方式二联动瞬态保护：所述电能监测节点(基于当前场景状态代码)通过无线场景联动，触发关联保护节点(作为电能监测节点或一般协同感知节点)对所述负载对象进行所述瞬态异常保护。

所述瞬态保护模式包含于异常处理预案信息，或取决于自身节点属性对应的缺省模式。

在临界异常状态下，所述临界异常响应指某一电能信号状态变量对应的瞬态脉冲即将达到指定异常值而获得的响应。

所述临界异常响应指，所述瞬态脉冲达到临界异常值但尚未达到指定异常值时，所获得的具有一定瞬态时间提前量的预备性响应。

所述电能监测节点在用电负载对象接入或运行过程中，通过(对电能信号状态变量的)临界实时跟踪处理，包括对当前值与/或预测值计算/判断，根据当前(临界异常状态)对所述瞬态异常特征参数的趋近程度，动态调整所述临界反馈监测的前置触发条件。

所述前置触发条件指所述电能监测节点对其监测信号前端设置的触发条件，无需通过进一步的监测数据处理即可直接形成触发的条件。

根据分级异常条件反馈设置不同异常级别的前置触发条件，即可在符合所述分级异常条件时，获得对应级别的异常触发响应。

所述电能监测节点通过动态反馈调整与所述分级异常条件对应的前置触发条件，而对不同级别的异常状态进行跟踪监测；所述电能监测节点通过设置额定比较信号与/或追踪监测时间步长，而反馈调整所述前置触发条件。

所述前端输入信号为经过信号耦合调整之后的信号，通过预先的比较信号校正，使所述前端输入信号与所述额定比较信号为可比信号。

所述瞬态异常状态包括；

1)供电异常：如欠压、过压、掉电、三项不平衡、失真、闪变及干扰等，

2)过载异常：如过流、过压、过载功率；

3)漏电异常：地线漏电流、火线对零线的电流差、关机火线漏电流；

4)用电环境异常：如用电设备内部过热、周边空气温度或湿度过高。

所述瞬态异常状态即符合所述瞬态异常条件(与所述瞬态异常特征参数匹配)的状态；所述瞬态异常条件包含于所述分级异常条件；

根据所述瞬态异常特征参数及其对应的分类，采取闪断保护或延时保护方式的瞬态异常保护。

所述闪断保护指对供电线或用电回路，以最小的瞬态延迟切断供电，或切换至安全保护回路；

所述延时保护指对供电电压异常时在通过备用电源(如逆变电源)使供电恢复正常的保护手段。

所述目标监测节点根据当前对关联负载对象的保护需求的紧急性及覆盖范围，根据所述保护需求与保护代价的平衡评估，选择(与所述评估相匹配)适当的瞬态保护模式(及对应的覆盖范围，所述瞬态异常保护解除或缓和当前的瞬态异常状态)。

所述保护代价指对关联负载对象进行瞬态保护将导致的直接或风险成本代价；所述覆盖范围指关联保护节点对用电负载对象的覆盖范围。

选择某一瞬态保护模式的保护代价为，所述覆盖范围的关联保护节点进行瞬态异常保护，按所选择的瞬态保护模式对所有关联用电负载对象的保护代价的总和。

在具体实施过程，目标监测节点自身对其关联的负载对象具有较弱的异常保护能力，而需要关联保护节点对所述负载对象进行异常保护。

目标监测节点(无论是否具有较强的异常保护能力)根据当前的用电异常状态没有必要采取较高保护代价的瞬态保护方式(例如停止其用电负载运行可能付出连带风险代价)，但有必要先采取更适宜的瞬态保护方式(如仅对某个支路或附件设备进行断电保护即可解除或缓和当前的临界异常状态)。

所述关联保护节点指对所述目标监测节点当前监测的部分或所有负载对象具有关联保护能力的节点；即所述关联保护节点能保护的负载对象与所述电能监测节点当前监测的用电负载对象具有关联子集。

关联保护节点指能够对关联对象节点当前的瞬态异常状态进行保护的节点；所述关联对象节点包括供电节点、用电节点、监测节点及其它保护节点，所述用电节点包括用电负载设备及其用电支路节点。

所述关联保护节点对所述关联对象节点不同的瞬态异常特征采取不同方式、层次及时序的瞬态保护方式，包括：减缓(如减少支路负载或非重要负载对象设备用电)、抑制(如增强对瞬态异常脉冲信号的抑制能力)、切换(如切换到备用或安全回路)、断电(如切断关联负载或其上位供电或下位支路)等。

所述关联保护节点包括开关类、设备(智能插座、智能开关)、保护器等对供电线路/节点、用电支路/节点进行瞬态保护的设备；所述关联保护节点可以是或不是目标监测节点、协同感知节点。

所述电能监测节点获得所述瞬态异常响应时，通过发送异常触发信号触发关联保护节点对所述负载对象(或子集)进行联动瞬态保护。

所述异常触发信号包括异常状态、异常等级信息；所述异常触发信号为一种包含异常状态标识的异常触发状态信标；所述异常状态标识为一种包含异常/场景状态代码的状态标识。

所述关联保护节点(以载波解调/无线扫描侦测方式)接收到关联的目标监测节点发送的异常触发信号(包含目标多选信息--群控多选码)，并根据与所述临界异常状态对应的场景状态代码及其模式参数进行瞬态异常保护。

关联保护节点基于当前场景状态代码，以无线(扫描侦测)感知获得关联的目标监测节点的包含于异常触发状态信标及其中的异常状态标识，以进行协同/关联异常处理(如无线联动报警或保护)。

所述关联保护节点根据接收到的所述异常触发信号，按触发响应优先级启动所述瞬态异常保护：

当所述保护等级较低时，仅需要所述优先级较高的关联保护节点启动瞬态异常保护；而当所需保护等级较高时，则需要所述优先级较低的关联保护节点启动瞬态异常保护；直至必要时所有的关联保护节点启动瞬态异常保护。

所述异常触发信号包含与场景状态代码关联的瞬态保护模式(或具有对应关系)。所述瞬态保护模式包括当前所需的保护等级代码(或具有对应关系)。

所述安全保护包括基于临界异常响应进行瞬态异常保护：

所述用电插座作为目标监测节点，通过实时跟踪处理与临界反馈监测，当某一电能信号状态变量的瞬态冲击量(或瞬态峰值)将达到或超过预设的的参考值或额定值时，提前对供电回路触发所述瞬态异常保护(如过载保护)。

所述电能监测节点基于临界异常响应，对所述电能信号状态变量Xi(t)进行临界实时跟踪处理(索引/计算/判断)，在瞬态脉冲的冲击上升沿时，对瞬态冲击量Px(通过临界反馈监测)进行实时预判监控：若所述瞬态冲击量Px将达到或超过其预设的瞬态冲击额定值Pm时，立即获得瞬态异常触发响应(而触发所述瞬态异常保护)。

所述瞬态冲击量Px指根据处于临界异常状态的电能信号状态变量的时域变化特征，按照算法预测(与负载对象特性参数关联)的电能信号具有破坏性的冲击量(能量)；在实际实施过程，按照超过临界值Xr的瞬态冲击时间δt计算所述瞬态冲击量Px或其增量。

所述目标监测节点基于临界异常响应，通过对(瞬态脉冲的)瞬态冲击量Px进行临界反馈监测：当符合瞬态异常条件时，获得瞬态异常触发响应，并立即触发对负载对象进行瞬态异常保护。

(有益性)基于临界异常响应，通过对异常特征的实时预测(对前置触发条件进行反馈调整)，从而在即将达到瞬态过载之前，更快地触发瞬态异常保护，使得可以更及时地(以最小的瞬态延迟)触发所述瞬态异常保护。

在瞬态脉冲的冲击上升沿时，通过临界实时跟踪处理，当判断状态变量X(t)达到临界值Xr(作为临界异常条件)而获得临界异常响应；

基于对瞬态冲击量Px的实时预测进行临界反馈监测，在符合所述前置触发条件(作为瞬态异常条件)时，获得所述瞬态异常触发响应。

(有益性)若仅靠直接对瞬态异常实时判断，很可能因对电能信号采集的时域分辨率不够(与/或软件延时问题)，而无法及时准确地判断过载，导致触发瞬态异常保护之前的额外延时。

基于临界异常响应，根据所获得的与所述临界值Xr对应的临界相位φr或对应的临界时间，通过反馈设置追踪监测时间步长Δt与/或额定比较信号Xm，从而对前端输入信号进行所述临界反馈监测，以在符合所述前置触发条件时，无需再经任何监测数据处理而直接获得瞬态异常触发响应。

根据所述状态变量X(t)已形成的瞬态冲击量Px及追踪监测时间步长Δt，由所述瞬态冲击量Px的瞬态增量，计算导出所述额定比较信号Xm；

所述瞬态冲击量Px以所述状态变量X(t)达到临界值Xr为基准，即在临界时间，设瞬态冲击量Px＝0，此后逐次计算瞬态增量，在未达到瞬态异常触发响应之前，重复反馈设置追踪监测时间步长Δt与/或额定比较信号Xm，直到退出临界异常状态。

对于当前周期为T的交流电能信号，所述电能监测节点在获得临界异常响应时，通过对临界瞬态函数P(φr)的索引，按Px＝T*P(φr)预测计算瞬态冲击量。

所述临界瞬态函数P(φr)为反映所述瞬态冲击量与临界相位φr关联的单调(单减)函数，在单个瞬态脉冲的上升沿区间之内(φr(0,π/2))。

一旦给定所述临界值Xr即可预先(如初始化时)计算所述临界瞬态函数P(φr)形成对应的可实时快速索引的数组；以此反馈设置追踪监测时间步长Δt与/或额定比较信号Xm，以对前端输入信号进行所述临界反馈监测，无需再经任何监测数据处理，可直接获得对符合所述瞬态异常条件的快速触发响应。

在临界监测模式下，根据对某个电能信号状态变量给定的瞬态额定值Xm，计算获得对应的允许最小的临界相位φr以及对应的追踪监测时间步长Δt；

在所述追踪监测时间步长Δt之内，一旦所述电能监测变量达到所述瞬态额定值Xm，则直接获得瞬态异常触发响应。

而在所述追踪监测时间步长Δt以外，即便获得所述临界异常响应，也不能直接获得所述瞬态异常触发响应。

通过电压比较器，对额定比较信号Xm与前端输入信号X(t)进行比较，以快速获得与前置触发条件对应的所述触发响应。

所述额定比较信号Xm为通过D/A转换生成的瞬态电压波形信号，用于与前端输入信号X(t)进行比较，以形成快速比较的硬件触发信号；

通过预先的比较信号校正(例如，按信号增益反向校正的)，使前端输入信号(经信号耦合调整)与额定比较信号为可比信号。

所述额定比较信号为可比较的瞬态电压波形信号，通过与前端输入信号X(t)进行比较，以形成快速比较的硬件触发信号。

所述电能监测节点根据所述瞬态冲击量Px，按照当前给定的追踪监测时间步长Δt内预测允许的瞬态冲击增量Pm–Px，设置调整所述额定比较信号的瞬态额定值Xm：

Pm–Px＝Q((X(t)+Xm)/2)Δt，其中Q(X)为瞬态冲击模拟计算函数；

近似地，Pm–Px＝((X(t)+Xm)/2–Xr)Δt，

其中Xr为所述状态变量X(t)形成瞬态冲击的临界值，Pm为瞬态冲击额定值。

由所述瞬态额定值Xm(φ)通过等效换算得到瞬态电压额定值Vm(φ)或瞬态电流额定值Im(φ)，再通过D/A转换生成与所述瞬态电压额定值按信号增益反向对应的额定比较信号；通过比较器对前端输入信号X(t)与所述额定比较信号进行比较，以快速获得与所述瞬态额定值Xm对应的触发响应。

当所述瞬态冲击量Px为超过预设的功率临界值Wr的冲击量时，对瞬态功率额定值Xm(φ)的监控可近似地转化为分别监控瞬态电压额定值Vm(φ)与/或瞬态电流额定值Im(φ)；实施过程中，可按以下近似判断：Vm(φ)＝Xm(φ)/I(φ)，Im(φ)＝Xm(φ)/V(φ)。

在临界异常状态下，所述瞬态冲击量Px指所述电能信号状态变量X(t)在超过预设的临界值Xr的冲击时间δt内形成的(具有破坏性的)冲击量：

Px＝∫Q(X(t))dt，其中Q(X)为瞬态冲击模拟计算函数；

可近似表达为：Px＝∫(X(t)-Xr)dt，其中X-Xr为X(t)在冲击时间δt内超过临界值Xr的平均冲击量。

所述状态变量X(t)可以指电流i(t)、电压u(t)、功率w(t)等变量；

需要说明的是，在不同相位区间均取绝对值(或等效地调整所述临界值Xr与X(t)同相)；

所述瞬态冲击时间δt指所述状态变量从达到临界值Xr的上升沿到回落到Xr的下降沿的(破坏性的)瞬态脉宽时间。

若所述瞬态脉冲近似为交流正弦脉冲，所述瞬态冲击量Px为超过预设的电流临界值Xr在瞬态冲击时间δt内形成的冲击量；以过零相位φ代替过零时间t，可得到对所述瞬态冲击量Px的预测值：

Px＝∫(X(t)-Xr)dt，其中，X(t)＝Xp*sin(ωt)，

因此，

Px＝1/ω∫_φr ^π-φr(Xp*sinφ-Xr)dφ

＝T/2π*Xr*(2cotφr+2φr-π)，

其中，φ＝ωt，ω＝2π/T，ω、T分别为交流信号的角频率与周期；Xr＝Xp*Sinφr，Xp为交流电流信号幅值。

设所述瞬态脉冲近似为交流正弦脉冲，所述瞬态冲击量Px为超过预设的功率临界值Xr在瞬态冲击时间δt内形成的冲击量，以过零相位φ代替过零时间t，可得到对所述瞬态冲击量的预测值：

Px＝∫(X(t)-Xr)dt，其中，X(t)＝Xp*sin²(ωt)，

因此，

Px＝1/ω∫_φr ^π-φr(Xp*sin²φ-Xr)dφ

＝1/ω*(Xp(π/2-φr)+Xr(cotφr+2φr-π))，

其中，φ＝ωt，ω＝2π/T，ω、T分别为交流信号的角频率与周期；Xr＝Xp*Sin²φr，Xp为交流功率信号幅值。

设临界值Xr逼近(或等于)瞬态峰值时，基于对瞬态峰值进行临界反馈监测：当所述瞬态峰值的预测值Xp超过预设值Xp'，则提前获得瞬态异常触发响应；

若所述瞬态脉冲近似为交流峰值脉冲，设所述临界异常响应时对应临界过零相位φr，则所述瞬态峰值的预测值为：Xp＝Xr/Sinφr。

所述临界过零相位φr为与临界异常响应时相对于过零点(正向或负向过零点)的相位差(0<φr<π/2)，

预测的瞬态值：X(φ)＝Xp*Sinφ＝Xp*Sin(ωt)，

其中，Xp为所述瞬态峰值的预测值：

Xp＝Xr/Sinφr，

若临界异常响应发生在交流峰值或之后，即φ>＝π/2，则不会再获得瞬态异常触发响应。

在临界异常状态下，当所述目标监测节点判断电能信号状态变量的瞬态冲击量达到或超过其预设的临界值时，输出临界脉冲(与临界参考电压)，并启动冲击量反馈单元。

所述冲击量反馈单元通过对临界脉冲的响应，对所述电能信号状态变量(的瞬态冲击量)进行电性反馈，使得在所述状态变量(的瞬态冲击量)超过过载额定值的瞬态，立即(以最小的瞬态延迟)触发闪断保护控制单元。

例如，基于对电能信号状态变量的监测进行过载保护，所述X(t)可以是：

交流过流保护：i(t)→X(t)，

交流过压保护：u(t)→X(t)，

交流功率过载保护：w(t)→X(t)，

过温保护：T(t)→X(t)。

所述目标场景对象即与目标场景关联的目标对象；

所述目标场景(简称场景)为一个给定物理时空内若干目标对象及其位置环境的关系组合；所述目标场景可以包含若干目标场景子集。

感知监测设备即具有无线感知监测能力的设备，包括直接面向目标场景对象进行感知监测的目标感知节点(作为目标对象设备或场景传感器)，或面向前置感知节点进行感知监测的协同感知节点。

目标场景状态简称场景状态，为与目标场景关联的(可以由若干子集或对象状态组合的)反映指定目标场景的某种物理状态；

例如，场景状态指定区域/房间内的人员(有人/无人)。

协同定位基站为具有无线协同定位服务能力的无线网络节点(基站设备)；

协同定位基站为构成所述协同感知网络的一种设备角色，其物理形态包括但不限于灯控感知节点。

所述模式参数与场景状态关联，包括与给定模式对应的代码、索引、流程、参数等数据信息；

所述模式处理即模式数据处理包括针对给定模式的数据计算、操作/控制/监控、数据保存/传输/上传/推送等数据处理及信息服务的过程。

所述场景状态代码(简称场景代码)指与目标场景关联的，为反映场景状态跳变而预设的识别代码。

目标感知节点/目标监测节点为一种网络节点角色，对目标对象直接(以内置传感器)进行感知监测。

目标感知节点作为协同感知网络及其协同感知节点所服务的目标对象设备，包括目标定位/追踪/监控节点，与其服务的目标对象建立了关联或绑定关系的感知监测设备。

目标状态变量(简称状态变量)为包含于目标状态信息之中，与目标场景对象关联的反映目标对象及其关联环境的物理状态变量；

目标状态变量包括与环境状态、目标对象、事件触发等预定场景相关联的直接变量或间接索引。

目标状态变量为构成判断目标场景状态及其变化要素的物理量或中间控制状态变量；

当一个场景需要由多个目标状态变量来描述时，不同的状态变量可以包含于同一或多个状态信标之中，即并非所有目标状态变量必须包含于同一状态信标之中。

前置感知节点指协同感知节点当前无线接收响应所来自的前级的协同感知节点，可以是最前端的目标感知节点或中间感知节点；

所述前置感知节点指获得并发送状态变量给当前协同感知节点的感知监测设备。

所述前置感知节点包括以直接或间接感知方式获得目标状态变量Xi的目标感知节点或数据接收处理的中间感知节点。

所述目标状态变量Xi来自于对本次触发状态信标的解析，也可包括前期已获得的目标状态变量Xi(t)(及时域变化值)。

所述协同感知节点通过无线扫描侦测，接收来自周边的目标对象设备以无线广播发送的状态信标。

所述状态信标即对象状态信标，为目标对象设备发送的反映设备自身状态及关联目标对象状态的无线信标或载波信标；包括源自目标对象设备所发送的无线信标或载波信标，包含一个或多个目标状态变量。

所述无线信标/载波信标为无线设备或电力载波设备通过广播或应答方式，以间歇周期式发送的、包含设定的设备属性及其它应用短信息的、可被周边同类设备通过无线扫描侦测或载波解调侦测而获得的接收信号及其信标信息。

所述有限敏感处理(简称敏感处理)为面向多个目标对象设备的服务资源具有敏感冲突时的模式处理；

所述有限敏感处理指具有价值资源(如功耗、内存、运算量、通信数据量、时间占用等)敏感冲突的模式处理--监测数据处理(例如：数据监测、数据保存、异常监控、数据上传等处理)。

场景响应预案为将不同的所述场景状态代码分别与一个或一组模式参数/模式处理流程及模式处理关联的数据结构。

模式参数包括操作目标参数与/或操作模式参数，对模式参数的调整包括对参数赋值、参数增量、参数函数运算等调整操作。

实施示例：场景触发响应的数据结构：

1)传感器(未知类)：[查找]设备名/设备ID或MAC-->设备类型码；

2)传感器(已知类)，[索引]设备类型码-->场景状态代码，[监测变量1,...监测变量n]；

所述传感器即指目标感知节点。

所述目标多选信息指对特定目标对象群(集合)中任意目标对象进行多选的编码信息；

例如：多选码与/或枚举码；

若所述感知节点隶属于所述目标多选信息，则通过对所述场景状态代码Ns的索引，获得对应的模式参数。

所述用电插座为一种具有安全保护能力的智能插座，也是一种计量监测插座，面向用电对象负载进行电能监测的目标监测节点。

所述用电插座包括多个用电插口，所述用电插座通过检测识别发现某一用电插口有用电负载接入时，通过对象匹配核验，对所述用电插口与用电负载对象之间建立动态的用电节点配对。所述用电插座中的每个用电插口为一个独立的目标监测节点。

通过配对操作使所述电能监测节点/用电插座获得所述负载对象的识别ID信息(并保存与/或上传)，建立目标监测节点与用电负载之间的配对关系。

所述对象识别信息可以包括对象ID、关联属性及模式参数等信息；

所述对象识别信息来自于所述负载对象的内置与/或外置的对象识别标签(虚拟数字标签或硬件电子标签)模块/装置。

所述配对操作包括下任一或组合的方法：

1)无线配对操作：通过硬件触发(如按键)、无线触发(如发起连接)进入配对模式，与/或通过接近识别式(如无线扫描判断RSSI或RFID感应)进行自动配对；

2)使用授权工具软件(如APP)读取或输入所述对象识别信息，并写入(发送给)所述电能监测节点/用电插座；

3)上位主机或协同服务器将所述ID信息配置写入所述目标监测节点/用电插座。

(实施例)所述对象识别标签包括以下形式之一或组合：

1)无线信标(如蓝牙信标)：如集成于内部芯片、加装适配器模块于设备供电插口、开关、缆线之处；

2)电子标签：如射频标签(RFID)；

3)图形标签：如条形码、二维码(打印或显示)；

4)数字标签：如直接代码输入，授权生成，识别生成(如图像识别生成)、引用生成(如位置/部门等标签属性的引用)。

所述目标监测节点通过无线扫描侦测接收到所述对象识别标签以无线信标方式发送的对象识别信号，对所述负载对象进行对象匹配核验。

所述负载对象(或关联绑定的对象识别标签)根据所述核验触发信号与对象识别信息(如对象ID、关联属性及模式参数)按照给定的识别核验算法生成所述对象识别信号。

所述目标监测节点/用电插座根据用电负载对象(绑定的对象识别标签)以无线信标方式发送的对象识别信号进行节点负载核验；

所述对象识别标签通过电能信号耦合,以无线信标方式发送与电能时序信号关联的对象识别信号。

所述信号耦合的物理方式：

1)内置或外置于设备供电关联单元，通过串接耦合或互感耦合方式获得耦合信号的输入；

所述供电关联单元示例：插头/插座、开关、保险管、AC/DC电源、适配器/转接头、缆线及附件等；

2)耦合取电方式：交流互感、无线接近耦合、串联取电、并联取电、分支取电、调制信号。

可选地，所述无线识别信标与开机上电瞬态或开机载波脉冲(作为所述电能时序信号)相关联，所述无线识别信标可以包括与开机相关时序信息(如开机时间、脉冲数、相位关系等)。

在数据上传的网络性能异常(如断网或达不到预定要求)时，对上传缓冲区的实时监测数据进行筛选提取保存的处理，(按当前数据保存模式)保存为历史监测数据。

在网络性能恢复后，根据数据上传模式，作为边缘节点以先进先出方式(通过数据标记或数据指针的管理)向上位主机/协同服务其或管理系统上传所述历史监测数据。

所述感知节点/目标监测节点通过对以下多类模式参数及其组合的调整，以进入具有不同价值取向策略(如监测精度/实时性、数据上传连续性/实时性、自身功耗)的监测模式(如：高速/全速采集、实时/定时上传、低功耗节能等模式)。

所述监测模式包括：

1)信号耦合采集模式：信号耦合参数、AD采集模式参数(如采集周期)、采集预处理模式(如滤波模式参数)等；各种状态变量的类型及缺省模式；

2)监测数据处理模式：数据处理参数(处理周期、敏感处理参数、数据遴选/剔除/统计参数)、过程变量类型及算法精度、数据存放区管理参数及数据保存模式等；

3)无线数据传输模式：无线模式(如BLE、WiFi、以太网、4G/5G)的开启/关闭、无线通信模式(如功率等级及调制方式，扫描/广播时间周期、间隔/相位、时隙宽度、占空比等)；

4)数据上传模式：所述目标监测节点(作为边缘节点向上位主机或管理系统)以实时、定时、主动或被动请求的数据上传模式。

任一边缘节点对每一个连续的时间段序码TSSN，需要做一次网络时间校正，并将其保存到时钟校正日志之中；

所述TSSN指与每一次有限连续时间对应的序码；任何连续时间中断(主动或被动中断，重新上电或断电重启、分段时间校正)均导致所述TSSN的改变(通常+1)。

本发明实施例还公开了一种用电插座的安全保护装置，请参考图2，所述装置包含于所述用电插座(作为一种电能监测节点)，使得供电端口(即用电插口输出端)在没有被用电负载接入时，保持用电对负载对象接入的安全保护状态，所述装置包括回路信号耦合模块201、安全监测控制模块202及回路切换执行模块203，其中：

回路信号耦合模块201：对负载对象接入或断开状态，以不同的回路(正常供电回路、安全保护回路)进行信号耦合(直接电性耦合或基于机械与/或光电前置传感)；

安全监测控制模块202：基于信号耦合输入，当检测识别到有负载对象接入时，核验负载接入状态是否符合安全匹配条件，并输出对应的切换控制信号；

回路切换执行模块203：根据所述切换控制信号，将所述供电端口切换到安全保护回路或正常供电回路。

对以上模块的实施，进一步说明如下：

当且仅当所述状态符合所述安全匹配条件时，允许将所述供电端口切换到正常供电回路(使所述用电负载处于正常供电状态，否则仍保持原有的安全保护状态)。

所述接入/断开包括：用电负载的插入/拔出、用电终端的开/关机、用电节点的开关通/断。

所述回路切换执行模块包括至少一个多选开关与保护单元；所述多选开关根据所述切换控制信号，将所述供电端口切换到安全保护回路或正常供电回路；

所述保护单元串接于所述安全保护回路，使所述供电端口保持对用电负载接入的安全保护状态。

所述回路信号耦合模块包括对所述正常供电回路与所述安全保护回路的信号耦合,以直接或间接的前置耦合方式，通过可复用的接入耦合单元获得耦合信号，将所述耦合信号输入到所述安全监测控制模块。

所述安全监测控制模块包括信号前端处理模块，所述信号前端处理模块基于信号耦合调整单元与/或临界反馈监测单元，获得与当前用电负载对应的电能信号采集信息。

所述安全监测控制模块还包括目标监测处理模块，所述目标监测处理模块基于对象匹配核验单元，对负载接入状态是否符合安全匹配条件进行核验。

在实际实施过程中，所述装置为一种计算机装置，处理器通过执行计算机指令，从而实现前述所公开的所述用电插座的安全保护方法及装置的实施例。本领域技术人员可以理解，实现上述实施例中的全部或部分流程或模块，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种用电插座的安全保护方法，其特征在于，所述用电插座的供电端口即用电插口输出端，在没有被用电负载接入时，保持对用电负载接入的安全保护状态，所述方法包括以下步骤：

当检测识别到有负载对象接入时，核验负载接入状态是否符合安全匹配条件；

当且仅当所述状态符合所述安全匹配条件时，允许将所述供电端口切换到正常供电回路；

反之，当检测识别到用电负载断开时，将所述供电端口切换到安全保护回路。

2.如权利要求1所述的一种用电插座的安全保护方法，其特征在于，所述安全保护状态为一种通过安全保护回路对用电负载进行试探性检测的状态，以判断识别是否有用电负载接入以及是否符合所述安全匹配条件。

3.如权利要求1或2所述的一种用电插座的安全保护方法，其特征在于，所述安全保护回路指，在用电负载接入所述供电端口的瞬态处于安全检测信号的回路，包括以下方式之一或组合：1)安全电压，2)高阻弱信号，3)瞬态异常保护。

4.如权利要求1或2所述的一种用电插座的安全保护方法，其特征在于，所述安全匹配条件包括对接入的用电负载进行负载特性参数的对象匹配核验：通过对所述负载特性参数的检测，判断是否为设定匹配范围的正常负载接入，排除异常负载与/或异常接入。

5.如权利要求1或2所述的一种用电插座的安全保护方法，其特征在于，所述用电插座作为电能监测节点通过对与用电负载对象绑定的对象识别标签所发送的对象识别信号进行对象匹配核验，以判断是否符合所述安全匹配条件。

6.如权利要求1或2所述的一种用电插座的安全保护方法，其特征在于，所述安全保护包括基于临界异常响应进行瞬态异常保护：

所述用电插座作为目标监测节点，通过实时跟踪处理与临界反馈监测，当某一电能信号状态变量的瞬态冲击量将达到或超过预设的的参考值或额定值时，提前对供电回路触发所述瞬态异常保护。

7.一种用电插座的安全保护装置，其特征在于，所述装置包含于所述用电插座，使得供电端口在没有被用电负载接入时，保持用电对负载对象接入的安全保护状态，所述装置包括以下模块：

回路信号耦合模块：对负载对象接入或断开状态，以不同的回路进行信号耦合；

安全监测控制模块：当检测识别到有负载对象接入时，核验负载接入状态是否符合安全匹配条件，并输出对应的切换控制信号；

回路切换执行模块：根据所述切换控制信号，将所述供电端口切换到安全保护回路或正常供电回路。

8.如权利要求7所述的一种用电插座的安全保护装置，其特征在于，所述回路信号耦合模块包括对所述正常供电回路与所述安全保护回路的信号耦合,以直接或间接的前置耦合方式，通过可复用的接入耦合单元获得耦合信号，将所述耦合信号输入到所述安全监测控制模块。

9.如权利要求7或8所述的一种用电插座的安全保护装置，其特征在于，所述安全监测控制模块包括信号前端处理模块，所述信号前端处理模块基于信号耦合调整单元与/或临界反馈监测单元，获得与当前用电负载对应的电能信号采集信息。

10.如权利要求7或8所述的一种用电插座的安全保护装置，其特征在于，其特征在于，所述安全监测控制模块还包括目标监测处理模块，所述目标监测处理模块基于对象匹配核验单元，对负载接入状态是否符合安全匹配条件进行核验。

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