RU218984U1 - Электрический чайник с wi-fi управлением - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к бытовым устройствам, управляемым дистанционно при помощи Wi-Fi соединения. Сущность: электрический чайник содержит встроенный в корпус блок дистанционного управления его работой, который содержит преобразующий модуль чайника, который выполнен с возможностью обработки сигналов и автоматического определения уровня мощности принятого Wi-Fi сигнала и формированием на его основе уровня мощности передающего сигнала при помощи Wi-Fi антенн, встроенных в корпус чайника. Технический результат полезной модели заключается в повышении стабильности подключения чайника к беспроводной сети Wi-Fi для дистанционного управления режимами его работы при сохранении высокой эффективности работы устройства чайника в целом и работы блока приема-передачи Wi-Fi сигналов, встроенного в чайник, в частности. 1 ил., 1 табл.

Description

Область техники

Полезная модель относится к столовым принадлежностям, а именно к посуде для кипячения воды в виде электрического чайника, управление работой которого может осуществляться как в ручном режиме, так и удаленно с использованием Wi-Fi соединения. В частности, в электрическом чайнике может осуществляться регулировка температуры нагрева воды, предусматривающей как ручное, так и дистанционное управление, характеризующийся возможностью удаленного управления по беспроводной сети и наличием функции автоматической регулировки температуры. Заявленное устройство электрического чайника с Wi-Fi управлением может быть использовано в легкой промышленности при производстве таких устройств.

Уровень техники

Известен ряд технических решений, направленных на разработку электрических чайников, управление которыми могло бы осуществляться дистанционно. Также известны устройства чайника, которые выполнены с возможностью беспроводной связи с дистанционным Wi-Fi роутером (модемом).

Известна конструкция электрического чайника RU 128976 U1, опубликованного 20.06.2013, выбранного в качестве ближайшего аналога предложенной полезной модели, который содержит корпус с нагревательным элементом, выполненный с возможностью установки на основании, содержащем блок управления работой чайника, включающий контроллер, первый вывод которого предназначен для подключения к электрической сети, ко второму и третьему выводам подключены соответственно термостат и блок ручного управления, а четвертый вывод выполнен с возможностью подключения к нагревательному элементу, при этом пятый вывод контроллера, который является выводом блока управления работой чайника, соединен с первым выводом микропроцессора, второй вывод которого соединен с преобразующим модулем, выполненным с возможностью беспроводной связи с дистанционным Wi-Fi роутером.

Известная конструкция чайника-прототипа имеет существенный недостаток, который заключается в низкой стабильности беспроводной Wi-Fi коммуникации за счет того, что преобразующий модуль чайника не способен анализировать сигналы Wi-Fi с тем, чтобы гарантированно принять даже самый слабый сигнал, что положительно влияет на беспроводную коммуникацию. В результате известная конструкция обусловлена прерывистой или нестабильной работой беспроводного подключения чайника к сети Wi-Fi. Это делает дистанционное управление затруднительным, а порой, в связи с очень слабым информативным Wi-Fi сигналом, невозможным.

Таким образом, задачей настоящей полезной модели является создание устройства электрического чайника с возможностью удаленного управления из приложения при помощи Wi-Fi сети и функцией автоматического усиления полученного информационного Wi-Fi сигнала, а также передача информационного ответного сигнала, уровень мощности которого определяется от уровня мощности принятого Wi-Fi сигнала, что значительно повышает стабильность Wi-Fi соединения для бесперебойной работы удаленного управления работой чайника.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышении стабильности подключения чайника к беспроводной сети Wi-Fi для дистанционного управления режимами его работы при сохранении высокой эффективности работы устройства чайника в целом и работы системы приема-передачи Wi-Fi сигналов, встроенной в чайник, в частности.

Раскрытие полезной модели

Так же, как в ближайшем аналоге, предложенный электрический чайник содержит корпус с нагревательным элементом, блок управления работой чайника, выполненный с возможностью подключения двумя своими выводами к вышеназванному нагревательному элементу и электрической сети. В свою очередь блок управления работой чайника включает контроллер, термостат и блок ручного управления чайником. Также контроллер последовательно соединен с микропроцессором преобразующего модуля чайника, а выход микропроцессора последовательно соединен обратной связью с блоком приема-передачи, который выполнен с возможностью беспроводной связи с дистанционным WI-FI роутером (модемом).

Отличием заявленного устройства чайника от аналога является то, что преобразующий модуль чайника выполнен с возможностью распознавания уровня мощности Wi-Fi сигнала, а также формирования передающего Wi-Fi сигнала в зависимости от уровня мощности принятого сигнала Wi-Fi, регистрируемого блоком приема-передачи.

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании полезной модели технический результат достигаются тем, что электрический чайник, содержит корпус с нагревательным элементом, блок управления работой чайника, включающий контроллер чайника и соединенные с ним термостат чайника, блок ручного управления чайника, преобразующий модуль чайника, при этом преобразующий модуль чайника выполнен с возможностью регистрации, распознавания уровня мощности Wi-Fi сигнала и усиления принятого сигнала Wi-Fi.

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании полезной модели технический результат достигаются тем, что электрический чайник с Wi-Fi управлением, содержит корпус с нагревательным элементом, блок управления работой чайника, включающий контроллер чайника и соединенные с ним термостат чайника, блок ручного управления чайника, преобразующий модуль чайника, при этом преобразующий модуль чайника выполнен с возможностью обработки сигналов и автоматического определения уровня мощности принятого Wi-Fi сигнала и формированием на его основе уровня мощности передающего сигнала при помощи Wi-Fi антенн, встроенных в корпус чайника.

Кроме этого преобразующий модуль чайника включает микропроцессор чайника и блок приема-передачи Wi-Fi сигналов, причем блок приема-передачи Wi-Fi сигналов содержит контроллер, который связан с приемником Wi-Fi сигналов, передатчиком Wi-Fi сигналов и блоком памяти Wi-Fi сигналов.

Краткое описание чертежей

Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства, на которой использованы следующие обозначения:

1 - контроллер чайника;

2 - нагревательный элемент чайника;

3 - блок термостата чайника;

4 - блок ручного управления чайника;

5 - микропроцессор чайника;

6 - преобразующий модуль чайника;

7 - блок приема-передачи данных по беспроводной сети, например, в маршрутизатор или приложение, установленное на портативное устройство (на чертежах не показано);

8 - передатчик Wi-Fi;

9 - приемник Wi-Fi;

10 - контроллер;

11 - блок памяти Wi-Fi сигналов;

12 - антенны.

Осуществление полезной модели

Как известно, в беспроводных сетях, в частности, в Wi-Fi сети, в качестве среды распространения сигнала используются радиоволны, а работа устройств и передача данных в сети происходит без использования кабельных соединений. В связи с этим на работу беспроводных сетей воздействует большее количество различного рода помех. В свою очередь Wi-Fi-устройства подвержены воздействию даже небольших помех, которые создаются другими устройствами, в том числе работающими в том же частотном диапазоне.

В беспроводных Wi-Fi сетях используются два частотных диапазона - 2,4 и 5 ГГц. Беспроводные сети стандарта 802.11b/g работают в диапазоне 2.4 ГГц, сети стандарта 802.11а - 5 ГГц, а сети стандарта 802.11n могут работать как в диапазоне 2.4 ГГц, так и в диапазоне 5 ГГц.

Bluetooth-устройства, беспроводные клавиатуры и мыши также работают в частотном диапазоне 2.4 ГГц, а, следовательно, могут оказывать влияние на работу точки доступа и других Wi-Fi-устройств.

При этом беспроводные устройства Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Например, домашний интернет-центр с точкой доступа Wi-Fi стандарта 802.11 b/g имеет радиус действия до 60 м в помещении и до 400 м вне помещения.

В помещении дальность действия беспроводной точки доступа может быть ограничена несколькими десятками метров в зависимости от конфигурации комнат, наличия капитальных стен и их количества, а также других препятствий.

При этом препятствия, такие как стены, потолки, мебель, металлические двери и т.д., расположенные между Wi-Fi-устройствами, могут частично или значительно отражать/поглощать радиосигналы, что приводит к частичной или полной потере сигнала. При этом наличие капитальных стен, включающих бетон и арматуру, листового металла, штукатурки на стенах, стальных каркасов и т.п. также влияет на качество радиосигнала и может значительно ухудшать работу преобразующего модуля любого Wi-Fi-устройства, в том числе электрического чайника.

Внутри помещения причиной помех радиосигнала также могут являться зеркала и тонированные окна. Даже человеческое тело ослабляет сигнал примерно на 3 dB.

Кроме этого на работу Wi-Fi-устройства и ухудшение качества связи Wi-Fi также влияет различная бытовая техника, работающая в зоне покрытия Wi-Fi сети.

К примеру, микроволновые СВЧ-печи ослабляют уровень сигнала Wi-Fi, так как обычно также работают в диапазоне 2,4 ГГц. Кроме этого детские радионяни - это приборы также работающие в диапазоне 2,4 ГГц, что создает помехи и ухудшается качество связи Wi-Fi. Также на качество связи по Wi-Fi сети влияют мониторы с электронно-лучевой трубкой, электромоторы, беспроводные динамики, работающие на частоте 2,4 или 5 ГГц, некоторые источники электрического напряжения, например, электропроводка, кабели с недостаточным экранированием, а также коаксиальные кабели и разъемы, используемые с некоторыми типами спутниковых тарелок, внешние мониторы и ЖК-экраны, работающие на частоте 2,4 ГГц, беспроводные камеры и другие устройства Wi-Fi, находящиеся в радиусе действия сети Wi-Fi.

Таким образом, различные устройства могут являться источником помех для регистрации и передачи сигналов по сети Wi-Fi. Как указывалось выше, эти устройства могут включать средства связи и/или электронные устройства, включая как проводные, так и беспроводные устройства (например, микроволновые печи, принтеры, компьютеры, планшеты, телефоны, беспроводные телефоны, сетевые узлы, сетевые устройства, телевизионные приставки, телевизоры, радиоприемники, устройства связи), терминалы, линии электропередач, передатчики, различные протоколы связи, используемые устройствами и тому подобное.

Учитывая вышеизложенное, в предложенном решении было решено использовать усовершенствованное многоантенное устройство приема-передачи с интеллектуальным анализом принимаемых Wi-Fi сигналов.

Так, блок приема-передачи 7 содержит встроенный контроллер 10, блок памяти Wi-Fi сигналов 11, передатчик Wi-Fi сигнала 8 и приемник Wi-Fi сигнала 9. При этом указанный блок памяти Wi-Fi сигналов 11, передатчик Wi-Fi сигнала 8 и приемник Wi-Fi сигнала 9 подключены к контроллеру 10.

Антенны 12 Wi-Fi используются для передачи радиочастотных сигналов Wi-Fi и приема командных сигналов.

Антенны 12 соединены с передатчиком Wi-Fi сигнала 8 и выполнены с возможностью принимать командные сигналы и передавать сигналы в частотных диапазонах 2,4 ГГц и 5,0 ГГц. При этом передатчик Wi-Fi сигнала 8 соединен с приемником 9 Wi-Fi сигнала. При этом блок приема-передачи 7 содержит четыре антенны 12, как представлено на примере на фиг. 1.

В таблице 1 приведены значения мощности передачи антенн 12 и их связь с уровнем мощности принятого Wi-Fi сигнала.

Указанные сведения хранятся в блоке памяти сигналов Wi-Fi 11.

Работа устройства заключается в следующем.

Блок приема-передачи 7 беспроводного чайника обнаруживает сигнал Wi-Fi от командного устройства через приемник Wi-Fi сигнала 9, полученный сигнал передается на контроллер 10. В контроллере 10 счетчик RSSI (Received Signal Strength Indicator) значений мощности сигнала регистрирует уровень мощности сигнала Wi-Fi в указанный интервал времени и сохраняет информацию в блоке памяти сигналов Wi-Fi 11 через интерфейс I2C. Блок приема-передачи 7 чайника будет записывать значение уровня мощности принятого сигнала в установленное время (например, один раз в 10 минут). При этом принятый через приемник 9 сигнал Wi-Fi подается на контроллер 10, значение мощности принятого сигнала сравнивается со списком сигналов Wi-Fi, хранящимся в блоке памяти Wi-Fi сигналов 11. В результате сравнения контроллер 10 выбирает и переключает по меньшей мере одну антенну 12 для передачи сигнала Wi-Fi в соответствии с уровнем мощности принятого Wi-Fi сигнала. Например, в соответствии с таблицей 1, если уровень мощности принятого сигнала определен как «слабый», то контроллер направит сигнал в передатчик Wi-Fi 8 с указанием на использование антенны для передачи сигнала с уровнем мощности передачи 25 дБм (см. Антенна 3 в Таблице 1).

За счет использования такого оригинального решения приемопередающего блока обеспечивается повышении стабильности подключения чайника к беспроводной сети Wi-Fi для дистанционного управления режимами его работы при сохранении высокой эффективности работы устройства чайника в целом и работы системы приема-передачи Wi-Fi сигналов, встроенной в чайник, в частности.

Как показано на блок-схеме на фиг. 1 устройство чайника включает блок контроллера чайника 1, первый вывод которого выполнен с возможностью подключения к электрической сети, а второй - к размещенному в корпусе чайника блоку нагревательного элемента чайника 2. Также контроллер чайника 1 подключен к блоку термостата чайника 3 и блоку ручного управления чайника 4. Эти блоки входят в блок ручного управления чайником, показанный на чертеже пунктирной линией.

В соответствии с предложенным решением контроллер чайника 1 последовательно соединен с помощью обратной связи с микропроцессором чайника 5. В свою очередь микропроцессор чайника 5 соединен обратной связью с блоком приема-передачи 7. При этом микропроцессор чайника 5 содержит встроенные устройство управления и вычислительный блок (на чертежах не показано). Блок приема-передачи 7, микропроцессор чайника 5 образуют преобразующий модуль чайника 6.

Указанный преобразующий модуль чайника 6 выполняет основную функцию - это прием, распознавание, усиление и передача на контролер чайника 1 информационного командного Wi-Fi сигнала и передача сигнала Wi-Fi от чайника на командное устройство. При этом предложенная конструктивная реализация преобразующего модуля чайника 6 обеспечивает регистрацию сигнала Wi-Fi различной мощности и формирование передающего сигнала Wi-Fi, мощность которого определяется уровнем мощности приемного Wi-Fi сигнала.

При этом блок приема-передачи 7 чайника выполнен с возможностью записи значений уровня мощности сигнала в блок памяти сигналов 11 в установленное время. Таким образом, блок приема-передачи 7 чайника с определенным интервалом (то есть периодически) осуществляет постоянную фиксацию Wi-Fi сигналов. При этом значения уровня мощности принятого сигнала сохраняется в блоке памяти сигналов Wi-Fi 11 и в дальнейшем используется для сравнения в контроллере 10. Указанное позволит зарегистрировать даже слабый сигнал Wi-Fi с тем, чтобы для передачи ответного сигнала была использована одна из антенн 12 с требуемым уровнем мощности передачи сигнала (см. таблицу 1).

Таким образом, информация, переданная пользователем посредством Wi-Fi сигнала на чайник, всегда будет выполнена устройством чайника вне зависимости от того, какой уровень мощности у командного сигнала Wi-Fi. В свою очередь, ответный информационный сигнал также будет передан от преобразующего модуля чайника 6 на командное устройство пользователя (не показано), причем уровень мощности передаваемого Wi-Fi сигнала будет определяться уровнем мощности принятого Wi-Fi сигнала.

Как следует из всего сказанного выше, за счет предложенного решения обработки сигналов в преобразующем модуле чайника 6 обеспечивается повышение качества Wi-Fi связи, что в свою очередь обеспечивает повышение стабильности подключения чайника к беспроводной сети Wi-Fi для дистанционного управления режимами его работы.

В качестве приложения для удаленного управления может использоваться приложение IQ НОМЕ.

Прием и передача данных между портативным устройством с установленным приложением и устройством, принимающим команды (блоком приема-передачи в корпусе чайника), осуществляется с использованием такого вида связи/соединения как Wi-Fi.

Таким образом, предложенный электрический чайник с Wi-Fi управлением, включающий перечисленные выше элементы, обеспечивает удаленное управление из приложения при помощи Wi-Fi сети за счет эффективной функции автоматического определения уровня мощности принятого сигнала и в зависимости от него формирования уровня мощности передающего сигнала при помощи Wi-Fi антенн, встроенных в корпус чайника, что и повышает стабильность Wi-Fi соединения и бесперебойной работы удаленного управления работой чайника.

Как следует из описания возможных выполнений заявленной полезной модели, предложенный электрический чайник с функциями удаленного управления обеспечивает достижение заявленного технического результата, заключающегося в повышении стабильности подключения чайника к беспроводной сети Wi-Fi для дистанционного управления режимами его работы при сохранении высокой эффективности работы устройства чайника в целом и работы блока приема-передачи Wi-Fi сигналов, встроенного в чайник, в частности.

Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, существенность всех общих и частных признаков полезной модели, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие полезной модели»; доказанную в разделе «Осуществление и промышленная реализация полезной модели» техническую осуществимость и промышленную применимость предложенного устройства; решение поставленных задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании полезной модели, по нашему мнению, заявленное устройство удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к полезным моделям.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки полезной модели являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели полезной модели, но и позволяют реализовать ее промышленным способом.

Claims (2)

1. Электрический чайник с Wi-Fi управлением, содержащий корпус с нагревательным элементом, блок управления работой чайника, включающий контроллер чайника и соединенные с ним термостат чайника, блок ручного управления чайника, преобразующий модуль чайника, отличающийся тем, что преобразующий модуль чайника выполнен с возможностью обработки сигналов и автоматического определения уровня мощности принятого Wi-Fi сигнала и формированием на его основе уровня мощности передающего сигнала при помощи Wi-Fi антенн, встроенных в корпус чайника.

2. Электрический чайник по п. 1, отличающийся тем, что преобразующий модуль чайника включает микропроцессор чайника и блок приема-передачи Wi-Fi сигналов, причем блок приема-передачи Wi-Fi сигналов содержит контроллер, который связан с приемником Wi-Fi сигналов, передатчиком Wi-Fi сигналов и блоком памяти Wi-Fi сигналов.

Images