CN102141782A

CN102141782A - 基于实时电价的家用电器控制装置及其控制方法

Info

Publication number: CN102141782A
Application number: CN 201110028335
Authority: CN
Inventors: 罗琦; 侍必胜
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2011-08-03

Abstract

本发明公布了一种基于实时电价的家用电器控制装置及其控制方法，属于智能用电系统设计领域以及物联网技术领域。该装置包括互动终端和接收机，其中互动终端包括微处理器、按键、LCD显示、数据存储器、蓝牙模块、电源；接收机包括微处理器、蓝牙模块、开关插座驱动。该方法当电力企业发布实时电价，用户通过互动终端可以参考前几天具体的实时电价，选出电价较低的时段，设定该时段为互动终端的工作时段并设定电价最高可接受值，完成后用户可以从事其它活动，当实时电价低于最高可接受电价值时，电器设备端的接收机接通电器电源，电器开始工作。本发明针对性强，应用较为简单，对于指导居民智能用电、减少电费支出具有较强的实际意义。

Description

基于实时电价的家用电器控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于实时电价的家用电器控制装置及其控制方法，该装置可实现对电力企业发布的实时电价的存储和对家用电器的智能控制，用于加强对居民对实时电价的把握，从而实现居民智能用电、减少电费支出。

背景技术

我国的电力系统白天和夜间是一样发电的，但实际上白天的负荷比夜间的负荷大很多。在白天用电高峰时，电网的压力往往会加大，存在隐患；而到了夜间用电低谷时，电力资源的浪费又很严重。为了保证高峰负荷，电力系统就要付出高昂的代价。智能用电实现“削峰填谷”所带来的资源节约和能效提高的价值是巨大的。先进的智能用电技术及应用的推广普及，是智能电网建设的关键组成部分。

利用价格杠杆调节客户合理用电，可以缓解用电紧张局面，同时也可以使电力消费更趋合理。目前已经有一些国家和地区开始实施分时电价。这些国家和地区的通常作法是，将电价根据时段分为二个标准，分为白天电价和夜间电价，从实施效果来说，达到了预定目标。然而，分时电价并不是智能电网要实现的终极目标。未来，国家可能会根据电网的负荷情况等，发布实时电价。因此，采取有效的控制装置，对每天发布的电价进行存储，用户对往日电价进行查看后有个参考对象，从而可以指导用户进行合理的用电，减少电费的支出。在负荷设备端加入接收机控制装置，配合互动终端实现电器的智能控制，即当实时电价较低时，电器可以自动开启。

发明内容

本发明目的是针对发布实时电价提供一种基于实时电价的家用电器控制装置。该装置的特点是操作方便，价格便宜，适合居民使用。

本发明的另一目的是提供一种基于实时电价的家用电器控制方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明是基于实时电价的家用电器控制装置，其特征在于互动终端包括蓝牙、微处理器、数据存储器，LCD显示模块和按键模块，微处理器的输出端依次串接蓝牙、数据存储器、LCD显示模块，按键模块的输出端接微处理器的输入端；接收机包括蓝牙、微处理器、开关插座驱动，微处理器的输入端接蓝牙的输出端，微处理器的输出端接开关插座驱动电路的输入端。

基于实时电价的家用电器控制装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

a．）当电力企业发布实时电价，所述控制装置的互动终端通过微处理器将各时段的电价以天为单位在数据存储器中进行存储；

b．）用户使用电器时，首先通过互动终端的按键和LCD查看前一（两）天各时段的电价，选择电价较低的时段为控制装置互动终端的工作时段，并根据参考电价设定一个最高可接受的电价值；

c．）到达工作时间，互动终端的微处理器比较当前电价和设定电价的大小，若当前电价低于设定电价值，互动终端的蓝牙模块则与接收机端蓝牙模块实现通信；

d．）接收机端的蓝牙接收到信号后，微处理器通过控制指令接通开关插座驱动电路，即继电器闭合、电器接通电源开始工作。将所述接收机装置放置于电器设备端。

本发明本装置能给居民带来以下的便利：

（1）控制装置的互动终端能够存储电力企业实时发布的电价，居民用户可以方便对前一段时间每天的电价进行查询，获得客观有效的参考依据，从而选择合适的用电时间；

（2）居民用户完成控制方法所述的a、b两个步骤后，即选择电器的工作时间、设定最高可接受的电价值后，用户就可以从事其他工作，提高生活效率。电器将按照控制步骤自动工作；

（3）居民用户选择操作性较强。用户有了前面每天的实时电价作参考，可以根据需要灵活地设定电器的工作时间及其最高可接受电价值；

（4）顺应现代智能电网发展趋势，实现居民用户智能化用电；

（5）系统的互动终端与接收机之间是通过蓝牙模块进行通信的，代替了传统的有线传输。从而无须重新布线，控制装置易于安装维护。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为开关插座驱动电路图。

图3为本发明的工作流程图。

图4为本发明的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：

本发明是基于实时电价的家用电器控制装置，包括互动终端和接收机模块，其中互动终端包括蓝牙模块、微处理器（型号AT89S52）、数据存储器（型号AT24C64芯片），微处理器的输出端依次串接蓝牙模块、数据存储器；接收机包括蓝牙模块、微处理器、开关插座驱动，微处理器与蓝牙模块连接，微处理器的输出端接开关插座驱动电路的输入端。互动终端还包括LCD显示模块和按键模块，LCD显示模块的输入端接微处理器的输出端，按键模块的输出端接微处理器的输入端。

按键模块：用户通过按键输入具体的某一天，以获得当天各时段的实时电价，还需要通过按键输入电器工作时间和最高可接受电价值。

微处理器（MCU）：互动终端的微处理器：（1）读取电力企业发布的实时电价并将其以天为单位在数据存储器中进行存储。（2）读取用户设定的电器工作时间和最高可接受电价值。（3）到工作时间时比较实时电价与用户设定的最高可接受电价值的大小。（4）当实时电价低于最高可接受电价值时向蓝牙模块发送启动电源信号。

接收机的微处理器：接收机的蓝牙模块将启动电源信号输出至微处理器，微处理器通过控制指令使继电器闭合，电源接通、电器开始工作。微处理器均采用Atmel公司的AT89S52单片机。

LCD显示：LCD用于显示日期和时间、当前的电价、用户要查询的某一天各时段的实时电价等。

蓝牙模块：系统的互动终端与接收机之间是通过蓝牙模块进行通信的，代替了传统的有线传输。在互动终端用于接收微处理器发出的信号，并向接收机端发送信号；在接收机端微处理器通过蓝牙模块接收互动终端的信号。我们采用爱立信公司的蓝牙模块ROK101008实现室内的无线通信。

开关插座驱动模块：开关插座驱动电路如图2所示，主要包括三极管Qk1、Qk2、电容和继电器。开关插座驱动电路与微处理器I/O口连接，当接收机的蓝牙模块接收到互动终端开启电源的信号时，I/O口为高电平，则三极管Qk1导通，其集电极回路有电流存在，Qk2导通，Qk2的集电极回路成为通路，给继电器提供工作电压，继电器吸合，插座通电，从而接通家用电器的电源。

目前，家用智能电表具有显示实时电价的功能。图1中互动终端与智能电表连接，当电表接收到电力企业发布的实时电价，即实时电价发生更新时，互动终端的微处理器产生中断，将时间数据连同具体的电价数据以天为单位存储到数据存储器里面，数据存储器拥有至少能存储15天电价的容量。居民用户可以通过按键和LCD显示来查询前面每天的实时电价，并通过按键设定最高可接受电价值。接收机与电器设备的插座连接，当接收机的微处理器接收到互动终端开启电源的信号，令开关插座驱动电路成为通路，给继电器提供工作电压，继电器吸合，插座通电，从而接通家用电器的电源。互动终端与接收机不直接相连，而是通过蓝牙模块进行通信的。蓝牙10m的工作距离可以很好地满足家庭无线通信的需求。由于工作在2. 4GHz的ISM 开放频段所以无须申请许可证。采用每秒1600 跳的快跳频技术,因而拥有很好的抗干扰能力。

下面通过洗衣机为例来说明本案中家用电器控制装置和控制方法的实现：

本发明用户的具体工作过程如图3所示。当用户要洗衣服，用户只需将脏衣服放入洗衣机中，并加入适量的洗衣粉。用户打开互动终端LCD显示屏，显示当前的日期、时间和当前的电价（2011年1月14日星期五，21:32，当前电价：0.85）。接着查看昨天各时段的实时电价（通过按键输入2011年1月13日，LCD显示：01:00-02:00 0.42, 02:00-02:45 0.45，02:45-03:50 0.3,03:50-06：30 0.5 …）。通过查询发现02:45-03:50时段的电价最低，则可以选择该时段为洗衣机的工作时段，并通过按键设定最高可接受电价值（工作时段：02:45-03:50，设定电价：0.36）。本发明的控制流程如图4所示。

到工作时间（02:45）时，互动终端将实时电价与最高可接受电价值在微处理器内进行比较，若实时电价低于设定电价值，微处理器通过控制指令实现互动终端蓝牙与接收机蓝牙之间的通信，接收机的微处理器接收到信号后，令开关插座驱动电路成为通路，继电器吸合，插座通电，从而接通洗衣机的电源。若实时电价高于设定电价值，则互动终端与接收机之间不进行通信，开关驱动电路断路，洗衣机不工作。微处理器处于等待状态，直到实时电价低于设定电价值。

该系统主要应用目的在于居民用户以前面几天的实时电价作参考，实现智能用电、减少电费支出。因此必须要有有效的掉电保护功能，掉电保护主要用于防止系统突然断电造成数据存储器内数据丢失。为了保证掉电后存储的电价数据不会丢失，本发明采用AT24C64芯片为核心的数据存储器，该芯片具有IIC总线接口，掉电后数据不会丢失，而且有足够的容量来存储15天的电价。

Claims

1.一种基于实时电价的家用电器控制装置，其特征在于互动终端包括蓝牙、微处理器、数据存储器，微处理器的输出端依次串接蓝牙、数据存储器；接收机包括蓝牙、微处理器、开关插座驱动，微处理器的输入端接蓝牙的输出端，微处理器的输出端接开关插座驱动电路的输入端。

2.根据权利要求1所述的基于实时电价的家用电器控制装置，其特征在于在互动终端还包括LCD显示模块和按键模块，LCD显示模块的输入端接微处理器的输出端，按键模块的输出端接微处理器的输入端。

3.一种基于实时电价的家用电器控制装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

a．）当电力企业发布实时电价，所述控制装置的互动终端通过微处理器将各时段的电价以天为单位在数据存储器中进行自动存储；

b．）用户使用电器时，首先通过互动终端的按键和LCD查看前几天各时段的电价，选择电价较低的时段为控制装置互动终端的工作时段，并根据参考电价设定一个最高可接受的电价值；

c．）当到达工作时间时，互动终端的微处理器自动比较当前电价和设定电价的大小，若当前电价低于设定电价值，互动终端的蓝牙模块则与接收机端的蓝牙模块实现通信；

d．）接收机端的蓝牙接收到信号后，微处理器通过控制指令接通开关插座驱动电路，即继电器闭合、电器接通电源开始工作：将所述接收机装置放置于电器设备端。

4.根据权利要求3所述的基于基于实时电价的家用电器控制装置的控

制方法，其特征在于将所述接收机装置放置于电器设备端。