CN101800439A - 家用电器的用电管理装置 - Google Patents

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Abstract

公开一种家用电器的用电管理装置，包括塑料壳体，插头，控制面板，LCD显示屏和电子控制电路。所述电子控制电路包括电源电路，电力线网络桥接模组，处理器，LCD控制电路和按键处理电路。所述处理器设置程序存储器，所述的程序存储器设置用电管理程序。所述用电管理程序设置接收通讯协议和发送通讯协议，电量计量模块，优先级管理模块，用电调度模块和电器管理库。所述的接收通讯协议设置发送电器ID码，接收信息码，电器参数和接收校验码。所述发送通讯协议设置接收电器ID码，发送信息码，发送校验码。所述控制面板和LCD显示屏用于按键输入和信息显示。该装置可动态管理家庭电器的用电情况，避免超负荷用电引起的危险。

Description

家用电器的用电管理装置
技术领域
本发明涉及一种家用电器的用电管理装置，属于家电控制技术领域。
背景技术
随着家用电器的发展，大功率大电流的设备越来越多，比如，大功率的空调、冰箱、取暖器、暖风机等，并且因为电力能源具有清洁、安全、便于传输的特点，一些传统使用燃烧形式的生活方式也转为使用电力，同时，因为现在生活节奏非常快，都喜欢功率大、制作过程短的电器，因此催生了诸多大功率电热设备，比如，电加热水壶、电热水器、微波炉、电磁炉、电烤箱、即热式饮水机等。这些设备如果偶然间同时工作，所产生的电流消耗是非常大的，一旦电力线过载，就非常可能造成灾害。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种家用电器的用电管理装置，该装置可动态管理家庭电器的用电情况，限制使用总功率，并显示当前耗电功率，避免因为电器用电超负荷而引起的危险。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
家用电器的用电管理装置，包括
-塑料壳体，用于保护内部电路和固定相关部件；
-插头，用于与电力线连接，引入电源和提供通讯连接；
-控制面板，为用户提供操作和设置的界面，设置用于启动和关闭的启动/停止键，进行功率选择的功能键，进行参数调节的增加键和减少键；
-LCD显示屏，用于显示相关信息，设置用于显示所述的最大允许功率PMAX和当前工作功率POP的功率显示区，显示当前正在运行电器的运行电器显示区，显示提出用电申请但是没有得到使用权的等待电器显示区；
-电子控制电路，用于进行信号处理和算法执行。
所述的电子控制电路，包括：
-电源电路，与所述插头连接，为该装置提供直流电源；
-电力线网络桥接模组，与所述的插头连接，可接收电力线上的数字信息，同时可向电力线发送数字信息；
-处理器，与所述的电力线网络桥接模组连接，设置程序存储器，所述的程序存储器设置用电管理程序；
-LCD控制电路，用于执行LCD的显示驱动；
-按键处理电路，用于处理用户的按键输入。
所述的用电管理程序，设置与家用电器的接收通讯协议和发送通讯协议，用于计算当前运行电器的功率总量的电能计量模块，用于判定电器用电紧急程度的优先级管理模块，在用电发生冲突的情况下进行电器用电授权和暂停的用电调度模块和用于存储现有电器的电器管理库。
所述的接收通讯协议，用于定义接收信息的格式，设置发送电器ID码，接收信息码，电器参数和接收校验码，所述的接收信息码，设置用电请求码和结束用电码。
所述的发送通讯协议，用于定义发送数据的格式，设置接收电器ID码，发送信息码，发送校验码，所述的发送信息码，设置用电允许码，用电等待码和结束确认码。
所述的电能计量模块，设置累计器，所述的累计器用于计算运行电器的用电量总和，即前工作功率POP。
所述的优先级管理模块，设置优先级列表和等待电器列表，所述的优先级列表对所有电器根据重要性进行排列，用户可进行设置，所述的等待电器列表用于存放提出用电申请但是未经允许的电器。
所述的用电调度模块，设置调度算法，所述的调度算法，包括以下规则：
(1)、当需要运行的电器A发送信息给所述的处理器，请求运行：
如果所述电器参数的额定功率PN与所述的当前工作电流POP之和小于最大工作功率PMAX，则所述的处理器允许所述的电器A运行；
如果所述电器参数的额定功率PN与所述的当前工作功率POP之和大于最大允许功率PMAX，则所述的处理器查询所述的优先级管理模块，如果所述的电器A的优先级小于所有运行电器的优先级，则所述的处理器发送信息要求所述的电器A进入等待状态；如果存在运行中的电器B的优先级低于所述电器A的优先级，则所述的处理器发送信息要求所述的电器A进入运行状态，而要求所述的电器B进入等待状态；
(2)、当运行中的电器C结束运行状态，发送信息给所述的处理器要求结束用电，所述处理器同意所述的电器C结束用电，并允许所述等待电器列表中的优先级最高的电器进入运行状态。
所述的电器管理库，设置电器列表，所述的电器列表存储家用电器的类型ID码和电器参数。
本发明的有益效果主要表现在：1、可以设置最大允许功率，并实时显示当前使用功率；2、合理调度电器的用电，避免电力线超负荷工作；3、体积小巧，使用方便，直接插上电源插座即可使用。
附图说明
图1是本发明的外形图；
图2是本发明的系统框图；
图3是本发明的接收协议格式；
图4是本发明的发送协议格式；
图5是本发明的应用框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
参照图1-5，家用电器的用电管理装置，包括
-塑料壳体2，用于保护内部电路和固定相关部件。
-插头1，用于与电力线连接，引入电源和提供通讯连接，可设置两芯或者三芯插头，不影响专利实施。
-控制面板4，为用户提供操作和设置的界面。控制面板4，设置用于了启动和关闭该装置的启动/停止键22，进行功能选择的功能键23，进行参数调节的增加键24和减少键25。直接按下所述的启动/停止键22可直接关闭或者开启该装置；按下所述的功能键23可以启动最大允许功率PMAX的设置界面，在该界面下设置用户家庭的电力线所允许的最大使用功率；而增加键24和减少键25可设置参数数值，增加键24可以向增加的方向调节数值，减少键25可以向减小的方向下调节数值。
-LCD显示屏3，用于显示相关信息。可采用点阵式LCD屏，具有字符和图形显示功能。所述的LCD显示屏3，设置了用于显示所述的最大允许功率PMAX和当前工作功率POP的功率显示区，显示当前正在运行的电器的运行电器显示区，显示提出用电申请但是没有得到使用权的等待电器显示区。
-电子控制电路，用于进行信号处理和算法执行。
所述的电子控制装置，包括：
-电源电路5，与所述插头1连接，为该装置提供直流电源。所述电源电路5包括用于降压的变压器，将交流电转换成直流电的整流电路，以及滤波电路和线性电源，所述线性电源产生该装置需要的直流电压。
-电力线网络桥接模组7，与所述插头1连接，可接收电力线上的数字信息，同时可向电力线发送数字信息。该电力线桥接器7采用电力线传输技术，把载有信息的高频信号加载于电流，然后用电源线传输，同时也可以把高频信息从电流中分离出来，以实现信息传递。
-LCD控制电路8，用于执行LCD的显示驱动。
-按键处理电路9，用于处理用户的按键输入。
-处理器6，与所述的电力线网络桥接模组7连接，用于协调管理和处理各种数据。所述的处理器6，设置程序存储器，所述的程序存储器设置用电管理程序。所述的用电管理程序，设置与家用电器的通讯协议10，用于计算当前运行电器的功率总量的电能计量模块11，用于判定电器用电紧急程度的优先级管理模块12，在用电发生冲突的情况下进行电器用电授权和暂停的用电调度模块13和用于存储现有电器的电器管理库14。
所述的通讯协议10，设置接收通讯协议和发送通讯协议。所述的接收通讯协议，用于定义接收信息的格式，设置发送电器ID码15，接收信息码16，电器参数17和接收校验码18。发送电器ID码15是向所述处理器6发送信息的电器的类型ID码；接收信息码16是向所述处理器6发送的信息内容，设置用电请求码和结束用电码；电器参数17是发送信息电器的额定功率PN；接收校验码18是为了保证发送信息的正确性。
所述的发送通讯协议，用于定义发送数据的格式，设置接收电器ID码19，发送信息码20，发送校验码21。接收电器ID码19是所述处理器6所要通讯的电器的类型ID码；发送信息码20是所述处理器6所要发送的信息内容，设置用电允许码，用电等待码和结束确认码；发送校验码21是保证所述处理器6所要发送信息的正确性。
所述的电能计量模块11，设置累计器，所述的累计器用于计算运行电器的用电量总和，即前工作功率POP。
所述的优先级管理模块12，设置优先级列表和等待电器列表，所述的优先级列表对所有电器根据重要性进行排列，用户可以通过所述的控制面板4进行设置，所述的等待电器列表用于存放提出用电申请但是未经允许的电器。
所述的用电调度模块13，设置调度算法。所述的调度算法，包括以下规则：
(1)、当需要运行的电器A发送信息给所述的处理器6，请求运行：
如果所述电器参数17中的额定功率PN与所述的当前工作电流POP之和小于最大工作功率PMAX，则所述的处理器6允许所述的电器A运行；
如果所述电器参数的额定功率PN与所述的当前工作功率POP之和大于最大允许功率PMAX，则所述的处理器6查询所述的优先级管理模块12，如果所述的电器A的优先级小于所有运行中的电器的优先级，则所述的处理器6发送信息要求所述的电器A进入等待状态；如果存在运行中的电器B的优先级低于所述电器A的优先级，则所述的处理器6发送信息要求所述的电器A进入运行状态，而要求所述的电器B进入等待状态；
(2)、当运行的电器C结束运行状态，发送信息给所述的处理器6要求结束用电，所述的处理器6同意所述的电器C结束用电，并允许所述等待电器列表中的优先级最高的电器进入运行状态。
所述的电器管理库14，设置电器列表，所述的电器列表存储家用电器的类型ID码，电器参数。所述的类型ID码是电器的独有编码数值，具有唯一性，而电器参数是电器的额定功率值PN，该参数可通过所述控制面板9进行修改。
在实际使用中，该装置直接插入电力线上的插座即可与电力线上的电冰箱27、电热水器28和空调29等连接，同时可通过电力线调制解调器26与互联网连接，实现远程查询和设置。
综上所述，该用电管理装置具有体积小巧，使用方便的优点，直接插上电源插座即可使用，可以设置最大允许功率，并实时显示当前使用功率，合理调度电器的用电，避免电力线超负荷工作，从而避免危险。

Claims (10)

1.家用电器的用电管理装置，其特征在于：包括
-塑料壳体，用于保护内部电路和固定相关部件；
-插头，用于与电力线连接，引入电源和提供通讯连接；
-控制面板，为用户提供操作和设置的界面，设置用于启动和关闭的启动/停止键，进行功率选择的功能键，进行参数调节的增加键和减少键；
-LCD显示屏，用于显示相关信息，设置用于显示所述的最大允许功率PMAX和当前工作功率POP的功率显示区，显示当前正在运行电器的运行电器显示区，显示提出用电申请但是没有得到使用权的等待电器显示区；
-电子控制电路，用于进行信号处理和算法执行。
2.如权利要求1所述的家用电器的用电管理装置，其特征在于：所述的电子控制电路，包括：
-电源电路，与所述插头连接，为该装置提供直流电源；
-电力线网络桥接模组，与所述的插头连接，可接收电力线上的数字信息，同时可向电力线发送数字信息；
-处理器，与所述的电力线网络桥接模组连接，设置程序存储器，所述的程序存储器设置用电管理程序；
-LCD控制电路，用于执行LCD的显示驱动；
-按键处理电路，用于处理用户的按键输入。
3.如权利要求2所述的家用电器的用电管理装置，其特征在于：所述的用电管理程序，设置与家用电器的接收通讯协议和发送通讯协议，用于计算当前运行电器的功率总量的电能计量模块，用于判定电器用电紧急程度的优先级管理模块，在用电发生冲突的情况下进行电器用电授权和暂停的用电调度模块和用于存储现有电器的电器管理库。
4.如权利要求3所述的家用电器的用电管理装置，其特征在于：所述的接收通讯协议，用于定义接收信息的格式，设置发送电器ID码，接收信息码，电器参数和接收校验码，所述的接收信息码，设置用电请求码和结束用电码。
5.如权利要求3所述的家用电器的用电管理装置，其特征在于：所述的发送通讯协议，用于定义发送数据的格式，设置接收电器ID码，发送信息码，发送校验码，所述的发送信息码，设置用电允许码，用电等待码和结束确认码。
6.如权利要求3所述的家用电器的用电管理装置，其特征在于：所述的电能计量模块，设置累计器，所述的累计器用于计算运行电器的用电量总和，即前工作功率POP。
7.如权利要求3所述的家用电器的用电管理装置，其特征在于：所述的优先级管理模块，设置优先级列表和等待电器列表，所述的优先级列表对所有电器根据重要性进行排列，用户可进行设置，所述的等待电器列表用于存放提出用电申请但是未经允许的电器。
8.如权利要求3所述的家用电器的用电管理装置，其特征在于：所述的用电调度模块，设置调度算法。
9.如权利要求8所述的家用电器的用电管理装置，其特征在于：所述的调度算法，包括以下规则：
(1)、当需要运行的电器A发送信息给所述的处理器，请求运行：
如果所述电器参数的额定功率PN与所述的当前工作电流POP之和小于最大工作功率PMAX，则所述的处理器允许所述的电器A运行；
如果所述电器参数的额定功率PN与所述的当前工作功率POP之和大于最大允许功率PMAX，则所述的处理器查询所述的优先级管理模块，如果所述的电器A的优先级小于所有运行电器的优先级，则所述的处理器发送信息要求所述的电器A进入等待状态；如果存在运行中的电器B的优先级低于所述电器A的优先级，则所述的处理器发送信息要求所述的电器A进入运行状态，而要求所述的电器B进入等待状态；
(2)、当运行中的电器C结束运行状态，发送信息给所述的处理器要求结束用电，所述处理器同意所述的电器C结束用电，并允许所述等待电器列表中的优先级最高的电器进入运行状态。
10.如权利要求3所述的家用电器的用电管理装置，其特征在于：所述的电器管理库，设置电器列表，所述的电器列表存储家用电器的类型ID码和电器参数。
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