ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЧАЙНИК С WI-FI УПРАВЛЕНИЕМ И СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ WI-FI УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК A47J27/21 

Область техники

Изобретение 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).

Так из документа CN 204970847 U, опубликованного 20.01.2016 известен электрический чайник, содержащий модуль WIFI, который содержит корпус чайника, базовый переключатель и датчик местоположения. При этом известный чайник выполнен с возможностью регулирования температуры нагрева воды, содержит контроллер для сохранения тепла и экран на корпусе чайника, на котором отображается температура воды.

Также известна конструкция электрического чайника RU 128976 U1, опубликованного 20.06.2013, выбранного в качестве ближайшего аналога предложенного изобретения, 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 помехи, которые влияют на работу беспроводных сетей Wi-Fi. 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 отсутствием Wi-Fi связи, невозможным.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание устройства электрического чайника с возможностью удаленного управления из приложения при помощи Wi-Fi сети и функцией автоматической фильтрации полученного информационного Wi-Fi сигнала от помех, создаваемых устройствами, окружающими электрический чайник, для повышения стабильности Wi-Fi соединения и бесперебойной работы удаленного управления работой чайника.

Техническим результатом заявленного изобретения 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 приемо-передачи Wi-Fi сигналов, встроенной в чайник, в частности.

Раскрытие изобретения

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, а выход микропроцессора последовательно соединен с преобразующим модулем, 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 приема, регистрации и фильтрации Wi-Fi сигнала на фоне помех, регистрируемых блоком приемо-передачи.

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании изобретения 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,

причем

- преобразующий модуль чайника выполнен с возможностью обработки сигналов с выделением информативного Wi-Fi сигнала, переданного удаленным командным устройством, и основан на использовании Wi-Fi-приемника, сконфигурированного в виде блока приемо-передачи, имеющего множество каналов приемника для измерения относительного направления Wi-Fi сигнала с наибольшей энергией передачи.

В свою очередь преобразующий модуль чайника включает

- микропроцессор чайника с блоком анализа и фильтрации и устройством управления, связанным обратной связью с контроллером чайника,

- блок памяти помех, связанный обратной связью с блоком анализа и управления,

- а вход блока приемо-передачи Wi-Fi сигналов связан с устройством управления микропроцессора, а выход с блоком анализа и фильтрации.

Кроме этого информативный Wi-Fi сигнал поступает на преобразующий модуль чайника от удаленного командного устройства, например, такого как компьютер, планшет, мобильный телефон, умная колонка.

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигаются тем, что в способе осуществления Wi-Fi управления электрическим чайником конструкция электрического чайника с Wi-Fi управлением выполнена с возможностью формирования и сохранения интерференционной картины от каждого источника помех с тем, чтобы проводить сравнение картины помех и удалять все помехи от источников помех и оставлять только картину сигнала, соответствующую сигналу Wi-Fi, при этом сформированную интерференционную карту помех используют для оценки неизвестного и/или нового источника помех, чтобы определить его влияние на устройство приемо-передачи Wi-Fi сигналов, установленного в электрическом чайнике.

При этом конструкция электрического чайника включает преобразующий модуль, выполненный

с возможностью определения источников помех, включая источники, которые имеют задокументированные характеристики, то есть эталонные помехи,

с возможностью определения типа радиочастотных помех и мощности сигнала, присутствующего в определенном месте.

Кроме этого на этапе формирования интерференционной картины она может быть создана и/или сгенерирована на основе принятых данных интерференции, причем интерференционная картина может содержать один или несколько из следующих элементов: радиоинтерференционная картина, микроволновая интерференционная картина, их комбинации.

Также интерференционная картина может содержать частотный спектр, связанный с множеством источников помех, при этом интерференционная картина храниться в блоке памяти помех и в дальнейшем используется в качестве эталонных сигналов вычислительного устройства микропроцессора.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения 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 анализа и фильтрации;

8 - блок памяти помех;

9 - устройство управления;

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

11 - компьютер,

12 - планшет,

13 - мобильный телефон,

14 - умная колонка,

15 - маршрутизатор (Wi-Fi роутер).

На фиг. 2 показана структурная схема анализа поступающих сигналов микропроцессором.

На фиг. 3 показана система коммуникации 100, включающая электрический чайник с Wi-Fi управлением и командное устройство удаленной связи.

16 - электрический чайник с Wi-Fi управлением,

17 - беспроводная сеть WLAN,

18 - мобильное приложение.

Осуществление изобретения

Данная разработка была направлена на улучшение приемо-передачи по беспроводным сетям (wireless local area network - WLAN, которые используют для передачи информации радиоканал, соответствующий стандарту IEEE 802.11, который называется Wi-Fi, или Wireless Fidelity.

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.

Как известно 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 802.11b/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.

В таблице 1 показаны потери эффективности сигнала Wi-Fi при прохождении через различные препятствия, которые присутствуют в помещениях. Данные приведены для сети, работающей в частотном диапазоне 2.4 ГГц.

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.

Вместе с тем, в предложенном решении было решено использовать фильтрацию на основе данных об этих помехах. Предлагается использовать указанные помехи для создания и/или генерирования картин помех для каждого источника помех.

Общие типы помех можно разделить на взаимные помехи или помехи в совмещенных каналах CCI (co-channel interference), помехи между несущими ICI (inter-carrier interference) из-за модуляции сигнала, электромагнитные помехи EMI (electromagnetic interference) из-за излучения внешнего источника. В свою очередь данные о помехах можно использовать для создания и/или генерирования картин помех для каждого источника помех. Картины интерференции могут быть отображены на карте интерференции, которая может иллюстрировать пространственные отношения картин интерференции, источников интерференции, объектов, не излучающих радиоволны, их комбинаций и т.п. Сформированную интерференционную карту помех можно использовать для оценки неизвестного и/или нового источника помех, например, беспроводного телефона, чтобы определить, как это может повлиять на устройство приемо-передачи Wi-Fi, установленного на устройстве, например, таком как электрический чайник.

Таким образом предложен электрический чайник с Wi-Fi управлением, конструкция которого выполнена с возможностью формирования и сохранения интерференционной картины от каждого источника помех с тем, чтобы проводить сравнение картины помех и удалять все помехи от источников помех и оставлять только картину сигнала, соответствующую сигналу Wi-Fi.

Необходимо повторно отметить, что каждый источник помех имеет свою уникальную интерференционную картину, и именно эти данные можно использовать для создания и/или генерирования сигнатуры помех для каждого источника помех. При этом информация об источнике помех может быть включена в сигнатуру помех, например, рабочая частота, уровень мощности сигнала, местоположение, пользовательская информация и так далее для идентификации источника помех. Чтобы определить, какой источник помех вызвал изменение картины помех, сохраненные сигнатуры помех можно сравнить с данными о помехах, собранными/полученными и сгенерированными картинами помех.

Когда помехи снижают скорость передачи сигнала может быть скоординирован, например, уровень мощности. Также можно изменить модуляцию сигнала, чтобы улучшить отношение сигнал-шум между полезным сигналом Wi-Fi и сигналом-помехой (шумом).

Кроме этого можно определить и сетевой адрес источника помех по сигнатуре помех. Например, сетевой адрес может содержать адрес интернет-протокола, сетевой адрес, адрес управления доступом к среде (MAC), интернет-адрес и/или т.п.

Реализация преобразующего модуля чайника основана на использовании Wi-Fi-приемника, сконфигурированного в виде блока приемо-передачи 10. При этом блок приемо-передачи 10 выполнен с возможностью приема (например, сбора, сбора и измерения) сигналов от источников помех, из которых вычислительное устройство микропроцессора 5 преобразующего модуля 6 может определять данные о помехах при изменении сигналов за счет проведения сравнения принятых сигналов с имеющейся базой эталонных сигналов, сохраненных в блоке памяти 8. Указанный сравнительный анализ осуществляется в блоке анализа и фильтрации 7 микропроцессора 5. При этом приемник Wi-Fi, выполненный в виде блока приемо-передачи 10 может иметь множество каналов приемника, которые способны измерять относительное направление сигнала с наибольшей энергией передачи. Например, широкополосный или полноспектральный приемник в кабельном модеме, спутниковом телевидении и кабельном телевидении может быть сконфигурирован для выполнения спектрального анализа для измерения содержания энергии, включая несущую сигнала, гармонику сигнала и/или интермодуляцию сигнала. Изменения содержания энергии могут указывать на помехи и могут использоваться для определения источника помех. Например, когда содержание энергии измеряется во времени, спектральный анализ может указать приемнику, является ли источник помех частотно-модулированным сигналом или это сигнал со скачкообразной перестройкой частоты. Например, некоторые типы сигналов, такие как Bluetooth (802.15.1) и Zigbee (802.15.4), используют методы скачкообразной перестройки частоты или расширения спектра, которые можно легко обнаружить. В другом примере беспроводные и сотовые технологии, такие как усовершенствованная цифровая беспроводная связь (DECT) и множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA), могут иметь четко определенную полосу пропускания.

Также преобразующий модуль 6 выполняет анализ содержания энергии во временной области и может определять частоту повторения импульсов (ЧПИ) источника помех. Анализ содержания энергии во временной области для определения ЧПИ может использоваться в ситуациях, когда анализ сигнала приводит к более чем одному типу источника помех. В одном аспекте вместо анализа сигнала можно использовать анализ во временной области, определяющий ЧПИ источника помех.

В качестве примера использования ЧПИ для определения источника помех рассмотрим микроволновые печи. Микроволновые печи передают либо непрерывную волну, либо длинные циклы сигнала, длящиеся несколько секунд или более. При этом если сравнивать сигналы микроволновых печей с глобальной системой для мобильных сотовых передатчиков (GSM), то последние имеют относительно более высокую ЧПИ по сравнению с микроволновыми печами (примерно 216 Гц с компонентой 8 Гц). На основе ЧПИ вычислительное устройство может определить, является ли источник помех микроволновым или сотовым передатчиком GSM.

Таким образом, преобразующий модуль чайника 6 за счет своего конструктивного выполнения может определять источники помех, включая источники, которые имеют задокументированные характеристики (эталонные помехи), может определить тип радиочастотных помех и мощность сигнала, присутствующего в определенном месте.

При этом на этапе формирования интерференционной картины она может быть создана и/или сгенерирована на основе принятых данных интерференции. Например, интерференционная картина может содержать один или несколько из следующих элементов: радиоинтерференционная картина, микроволновая интерференционная картина, их комбинации, и тому подобное. Кроме этого интерференционная картина может содержать частотный спектр, связанный с множеством источников помех. Интерференционная картина храниться в блоке памяти помех 8 и в дальнейшем используется в качестве эталонных сигналов вычислительного устройства микропроцессора 5.

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, а именно с устройством управления 9 микропроцессора 5. В свою очередь микропроцессор чайника 5, а именно устройство управления 9, соединен с блоком приемо-передачи 10. Микропроцессор 5 также включает блок анализа и фильтрации 7, первый вход которого подключен к выходу блока приемо-передачи 10, а второй вход соединен обратной связью с блоком памяти помех 8. При этом микропроцессор чайника 5 со встроенным устройством управления 9 и вычислительным блоком анализа и фильтрации 7, совместно с блоком памяти помех 8 и блоком приемо-передачи 10 образуют преобразующий модуль чайника 6.

На фиг. 1 буквами А, В, С, D, Е обозначены входы и выходы соответствующих беспроводных передающих и принимающих устройств, входящих в систему коммуникации и приемо-передачи Wi-Fi сигнала.

Указанный преобразующий модуль чайника 6 выполняет основную функцию - это прием, фильтрация, усиление и передача на контролер чайника 1 информационного Wi-Fi сигнала. При этом предложенная конструктивная реализация преобразующего модуля чайника 6 обеспечивает фильтрацию всех принятых сигналов-помех за счет формирования интерференционной картины, которая может содержать один или несколько из следующих элементов: радиоинтерференционная картина, микроволновая интерференционная картина и их комбинации. Кроме этого интерференционная картина может содержать частотный спектр, связанный с множеством источников помех. Интерференционная картина храниться в блоке памяти помех 8 и в дальнейшем используется в качестве эталонных сигналов вычислительного устройства микропроцессора 5, такого как блок анализа и фильтрации 7.

Таким образом, информация, переданная пользователем посредством Wi-Fi сигнала на чайник, всегда будет выполнена устройством чайника вне зависимости от того, насколько сильно указанный информационный Wi-Fi сигнал подвергся влиянию помех от внешних устройств и/или препятствий.

Работа заявленного устройства чайника осуществляется следующим образом.

При первичной установке электрического чайника с Wi-Fi управлением производится сканирования области при помощи включения блока приемо-передачи 10. Указанное включение может производиться вручную при помощи нажатия соответствующей кнопки на корпусе чайника, либо ЖК экране чайника, либо путем поворота соответствующего реле на корпусе чайника (указанные элементы широко известны и поэтому на фигурах не показаны), которое активирует блок ручного управления чайника 4 для передачи сигнала на контроллер чайника 1 и дальнейшую передачу команды на блок приемо-передачи 10 через устройство управления 9 микропроцессора 5. После сканирования осуществляется анализ сигналов от всех существующих вокруг чайника источников помех при помощи блока анализа и фильтрации 7 с записью полученных данных об интерференционных картинах в память блока памяти помех 8. Этот шаг позволит обеспечить более эффективную работу преобразующего модуля чайника 6. Очевидно, что в большом офисном пространстве, в котором сигнал Wi-Fi может беспрепятственно проходить десятки метров и на маленькой кухне, заставленной разного рода приборами, включая холодильник, микроволновую печь и т.п., где сигнал Wi-Fi будет переотражаться от поверхностей, поглощаться и подвергаться влиянию электромагнитных излучений сигналов от работающих приборов, интерференционная картина помех будет существенно различаться.

Принятые сигналы помех записываются в блок памяти помех 8 в качестве дополнительных эталонных сигналов помех. Таким образом, в блоке памяти помех 8 преобразующего модуля чайника 6 формируется дополнительная база данных о полученных интерференционных картинах сигналов от множества источников помех фактически расположенных вокруг устройства чайника и влияющих на эффективность приема Wi-Fi сигнала. При этом в блоке памяти помех 8 имеются сохраненные данные эталонных сигналов интерференционных картин сигналов помех от задокументированных источников помех, например, такие типы сигналов, как Bluetooth (802.15.1) и Zigbee (802.15.4), которые используют методы скачкообразной перестройки частоты или расширения спектра, которые можно легко обнаружить. То есть в блоке памяти помех 8 сохраняются дополнительные данные - это данные об интерференционных картинах помех, сформированных от источников помех вокруг чайника. Таким образом, при осуществлении анализа сигнала в блоке анализа и фильтрации 7 их классификация будет значительно упрощена за счет сравнения с сигналами, имеющимися в блоке памяти 8 всех имеющихся в нем эталонных сигналов интерференционных картин сигналов.

В результате из блока анализа и фильтрации 7 в устройство управления 9 микропроцессора 5 поступает информационный управляющий Wi-Fi сигнал, который далее передается на контроллер чайника 1.

Кроме этого устройство чайника может дать обратную связь пользователю через преобразующий модуль чайника 6, например, о наличии/отсутствии в чайнике воды, о температуре воды в чайнике, о необходимости замены воды («мертвая вода») и т.п. В этом случае, данные с контроллера 1 попадают на устройство управления 9 микропроцессора 5, далее передаются в блок приемо-передачи 10, который излучает информационный сигнал на удаленное устройство пользователя.

Разберем конкретный пример.

Пользователь формирует удаленный запрос о температуре воды в чайнике на данный момент с любого командного мобильного устройства. Например, пользователь спрашивает у умной колонки 14 «Какая температура воды в чайнике?». Сигнал, несущий информацию о запросе температуры воды, поступает с устройства умной колонки 14, поддерживающей передачу и прием Wi-Fi сигнала, на маршрутизатор, такой, как Wi-Fi роутер (модем), где обрабатывается и далее передается на электрический чайник, где принимается преобразующим модулем чайника 6. Блок приемо-передачи 10 преобразующего модуля 6 передает весь спектр сигналов, полученных из окружающего пространства, в микропроцессор 5 в блок анализа и фильтрации 7, далее по запросу блока анализа и фильтрации 7 из памяти блока памяти помех 8 передается информация об интерференционной картине эталонных помех. Блок анализа и фильтрации 7 осуществляет действия посредством раскрытого на фиг.2 алгоритма. В частности, первоначально полученный сигнал анализируется с тем, чтобы выявить наличие «нового» сигнала, который отсутствует в базе данных блока памяти помех 8. В случае положительного решения о наличии «нового» сигнала помех, блок анализа и фильтрации 7 передает информацию об интерференционной картине новой помехи в блок памяти помех 8 и там этот сигнал сохраняется в качестве дополнительного эталонного сигнала. В случае, если полученный сигнал имеется в сохраненной базе данных эталонных сигналов, проводится сравнение полученного сигнала с сигналами из блока памяти помех 8. Далее анализируется, имеется ли среди сигналов нужный нам информационный Wi-Fi сигнал, осуществляется фильтрация и все сигналы-помехи удаляются, а далее передается только информационный сигнал Wi-Fi.

Преобразованный сигнал поступает из управляющего устройства 9 микропроцессора чайника 5 на контроллер чайника 1. Контроллер 1 осуществляет подключение к термостату 3 чайника и преобразует величину температуры воды в чайнике в электрический сигнал, который передается от контроллера чайника 1 через устройство управления 9 микропроцессора чайника 5 в блок приемо-передачи и далее на Wi-Fi роутер 15, а затем на одно из вышеназванных командных устройств пользователя, в нашем случае на умную колонку 14. Умная колонка 14 оповещает пользователя о температуре воды в чайнике.

В свою очередь пользователь, получив информацию о температуре воды, формирует задание о нагреве воды в чайнике до температуры 80°С, например, путем голосового управления умной колонкой 14 «Нагрей чайник до 80°С». Таким образом, температура воды в чайнике устанавливается пользователем удаленно при помощи умной колонки 14, но также команда может быть передана посредством любого устройства, поддерживающего Wi-Fi соединение, например, компьютера, или планшета, или мобильного телефона и т.п. Сигнал, несущий информацию о температуре воды 80°С, заданной пользователем, поступает с любого из указанных устройств (в нашем примере от умной колонки 14) на Wi-Fi роутер (модем) 15, где обрабатывается и далее передается на электрический чайник, где принимается преобразующим модулем 6 чайника. Блок приемо-передачи 10 преобразующего модуля 6 передает весь спектр сигналов, полученных из окружающего пространства в микропроцессор 5 в блок анализа и фильтрации 7, далее по запросу блока анализа и фильтрации 7 из памяти блока памяти помех 8 передается информация об интерференционной картине эталонных помех. Блок анализа и фильтрации 7 осуществляет действия посредством раскрытого на фиг.2 алгоритма.

Преобразованный сигнал поступает из управляющего устройства 9 микропроцессора чайника 5 на контроллер чайника 1. Контроллер 1 осуществляет подключение нагревательного элемента чайника 2 к электрической сети. Температура воды в чайнике контролируется термостатом 3 чайника, который преобразует величину температуры воды в чайнике в электрический сигнал, поступающий на контроллер чайника 1, который сравнивает температуру воды в чайнике с температурой воды, заданной удаленным командным устройством (в нашем примере умной колонкой 14) и когда температура воды достигает 80°С, то есть нужной температуры, отключает нагревательный элемент чайника 2 от электрической сети. При этом информационный сигнал о достижении заданной температуры 80°С от контроллера чайника 1 через микропроцессор чайника 5, именно устройство управления 9 поступает в блок приемо-передачи 10 и далее передается на Wi-Fi роутер 15, а затем на одно из вышеназванных командных устройств пользователя, в нашем примере на умную колонку 14, которая посредством голосового информирования сообщает, что вода в чайнике нагрета до температуры 80°С и можно заваривать чай.

Таким образом, пользователь получает информацию как о первоначальной температуре воды в чайнике, так и о полученной температуре, соответствующей заданному значению. При этом команда от устройства пользователя будет выполнена даже в случае ослабления Wi-Fi сигнала, так как посредством предложенного решения будет обеспечено стабильное Wi-Fi соединение вне зависимости от месторасположения Wi-Fi роутера (далеко от места расположения чайника, например, в другой комнате) и шумов, возникающих при работе разного рода устройств (смарт-ТВ, микроволновые печи, игровые приставки, холодильник и т.п.).

На фиг. 3 показан вариант осуществления системы коммуникации 100, включающей в себя устройство для приготовления напитков, которое представляет собой электрический чайник с Wi-Fi управлением 16. Список типов чая, который может заваривать пользователь, предоставляется пользователю на удаленном командном устройстве связи. Вариативно, на фиг. 3 изображен мобильный телефон 13, на котором установлено мобильное приложение 18, согласно которому пользователь выбирает желаемый тип чая, который связан с определенной температурой заваривания чая и определенным временем настаивания. Как рассматривалось выше в примере осуществления изобретения, пользователь может выбрать вариант зеленого чая через удаленное командное мобильное устройство 13 связи. Основываясь на выборе зеленого чая пользователем, чайник нагревает воду до 80°С и дает указание пользователю заваривать чай в течение трех минут. Вариативно, в электрическом чайнике возможно выполнение дополнительных функций, при помощи которых чайник сам заваривает чай и после завершения заваривания чая на удаленное мобильное устройство 13 связи отправляется указание, что чай заваривается, и пользователю высылается уведомление о том, что чай готов.

Хотя на фиг. 3 не отображено, но предполагается, что с системой коммуникации 100 может использоваться более одного командного устройства удаленной связи, включая различные типы устройств удаленной связи, например, такие как умная колонка, компьютер, планшет, ноутбук и т.д. Любое из удаленных командных устройств удаленной связи сконфигурировано для связи с электрическим чайником 16 с помощью соответствующей программы, загруженной в командное устройство удаленной связи, например как показано на фиг. 3, мобильный телефон. Указанная программа называется приложением или мобильным приложением 18 и оно загружается и/или устанавливается на удаленное командное устройство связи, например, компьютер 11, планшет 12, мобильный телефон 13, умная колонка 14. Установленное приложение 18 настраивает удаленное устройство связи для связи с электрическим чайником 16 для реализации предусмотренных функций.

Электрический чайник 16 связывается с удаленным командным устройством (компьютер 11, планшет 12, мобильный телефон 13, умная колонка 14) связи с использованием беспроводной сети 17. Согласно настоящему изобретению электрический чайник 16 взаимодействует с удаленным командным устройством связи (компьютер 11, планшет 12, мобильный телефон 13, умная колонка 14), используя вместе с соответствующими протоколами связи радиочастотный (РЧ) приемопередатчик Wi-Fi.

Таким образом сеть 17 является беспроводной сетью связи. В частности, сеть 17 представляет собой беспроводную локальную сеть (WLAN), которая позволяет системе 100 работать, как описано в настоящей заявке.

Маршрутизатор 15 представляет собой сетевое устройство, которое обеспечивает соединение между электрическим чайником 16 и удаленным командным устройством связи (компьютер 11, планшет 12, мобильный телефон 13, умная колонка 14) и пересылает пакеты данных между ними. Так, маршрутизатор 15 сконфигурирован для реализации сети, такой как беспроводная локальная сеть (WLAN). В некоторых вариантах осуществления маршрутизатор 15 работает как точка доступа к беспроводной сети 17. Таким образом маршрутизатор 15 может быть в частности Wi-Fi-роутером.

Как следует из всего сказанного выше за счет 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 18 для удаленного управления может использоваться специальное приложение, например, приложение IQ НОМЕ.

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

Кроме того, несмотря на то, что на представленной фиг. 1 передающий/приемный блок 10 показан как отдельный элемент, преобразующий модуль чайника 6 может включать в себя любое число передающих/приемных элементов 10. Более конкретно, преобразующий модуль чайника может использовать технологию MIMO, в частности такую технологию как MU-MIMO - многопользовательский, множественный вход, множественный выход. MU-MIMO является беспроводной технологией, поддерживаемой маршрутизаторами и конечными устройствами. Таким образом, в одном варианте осуществления преобразующий модуль чайника 6 может включать в себя два или более передающих/приемных элементов блока приема-передачи 10 (например, множество антенн) для передачи и приема радиосигналов по радиоинтерфейсу.

При этом блок приемо-передачи 10 может быть выполнен с возможностью модуляции сигналов, которые подлежат передаче посредством передающего/приемного элемента приемопередающего блока 10, а также демодуляции сигналов, которые принимают посредством передающего/приемного элемента блока приемо-передачи 10. Как указано выше, преобразующий модуль чайника 6, содержащий модуль беспроводной передачи/приема сигналов может иметь многорежимные возможности. Таким образом, блок приемо-передачи 10 может включать в себя множество приемопередатчиков для обеспечения преобразующему модулю чайника 6 возможности взаимодействия посредством подходящей технологии радиодоступа (RAT), таких как IEEE 802.11, для организации беспроводной локальной сети (WLAN).

Также преобразующий модуль чайника 6 может взаимодействовать с базовой сетью 17, выполненной с возможностью обеспечения услуг передачи голоса, данных, приложений и/или голосовой связи по протоколу IEEE 802.11 одному или более модулей удаленных командных устройств (компьютер 11, планшет 12, мобильный телефон 13, умная колонка 14).

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 автоматической фильтрации полученного информационного Wi-Fi сигнала от помех, создаваемых устройствами и препятствиями, окружающими электрический чайник, что повышает стабильность Wi-Fi соединения и бесперебойной работы удаленного управления работой чайника.

Как следует из описания возможных выполнений заявленного изобретения, 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 приемо-передачи Wi-Fi сигналов, встроенного в чайник, в частности.

Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения» и «Осуществление и промышленная реализация изобретения», а также техническую осуществимость и промышленную применимость предложенного устройства и способа; решение поставленных задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании заявленного изобретения, по нашему мнению, заявленная группа изобретений удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.

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

* Эффективное расстояние - это величина уменьшения радиуса действия сигнала Wi-Fi после прохождения препятствия по сравнению с открытым пространством, %.

Группа изобретений относится к электрическому чайнику с Wi-Fi управлением и к способу осуществления Wi-Fi управления электрическим чайником. Электрический чайник с Wi-Fi управлением содержит корпус с нагревательным элементом, блок управления работой чайника, включающий контроллер чайника и соединенные с ним термостат чайника, а также блок ручного управления чайника и преобразующий модуль чайника. Преобразующий модуль чайника выполнен с возможностью обработки сигналов с выделением информативного Wi-Fi сигнала, переданного удаленным командным устройством, и основан на использовании Wi-Fi-приемника, сконфигурированного в виде блока приемо-передачи, имеющего множество каналов приемника для измерения относительного направления Wi-Fi сигнала с наибольшей энергией передачи. Технический результат 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 приемо-передачи Wi-Fi сигналов, встроенного в чайник, в частности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

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 с выделением информативного Wi-Fi сигнала, переданного удаленным командным устройством, и основан на использовании Wi-Fi-приемника, сконфигурированного в виде блока приемо-передачи, имеющего множество каналов приемника для измерения относительного направления Wi-Fi сигнала с наибольшей энергией передачи.

2. Электрический чайник по п. 1, отличающийся тем, что преобразующий модуль чайника включает:

- микропроцессор чайника с блоком анализа и фильтрации и устройством управления, связанным обратной связью с контроллером чайника,

- блок памяти помех, связанный обратной связью с блоком анализа и управления,

вход блока приемо-передачи Wi-Fi сигналов связан с устройством управления микропроцессора, а выход с блоком анализа и фильтрации.

3. Электрический чайник по п. 1, отличающийся тем, что информативный Wi-Fi сигнал поступает на преобразующий модуль чайника от удаленного командного устройства, такого как компьютер, планшет, мобильный телефон, умная колонка.

4. Способ осуществления Wi-Fi управления электрическим чайником по пп. 1-3, при котором конструкция электрического чайника с Wi-Fi управлением выполнена с возможностью формирования и сохранения интерференционной картины от каждого источника помех с тем, чтобы проводить сравнение картины помех и удалять все помехи от источников помех и оставлять только картину сигнала, соответствующую сигналу Wi-Fi, при этом сформированную интерференционную карту помех используют для оценки неизвестного и/или нового источника помех, чтобы определить его влияние на устройство приемо-передачи Wi-Fi сигналов, установленного в электрическом чайнике.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что конструкция электрического чайника включает преобразующий модуль, выполненный

с возможностью определения источников помех, включая источники, которые имеют задокументированные характеристики, то есть эталонные помехи,

с возможностью определения типа радиочастотных помех и мощности сигнала, присутствующего в определенном месте.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на этапе формирования интерференционной картины она создана и/или сгенерирована на основе принятых данных интерференции, причем интерференционная картина содержит один или несколько из следующих элементов: радиоинтерференционная картина, микроволновая интерференционная картина, их комбинации.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что интерференционная картина содержит частотный спектр, связанный с множеством источников помех, при этом интерференционная картина хранится в блоке памяти помех и в дальнейшем используется в качестве эталонных сигналов вычислительного устройства микропроцессора.