CN102591241B - 室内用电离家模式智能控制装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种室内用电离家模式智能控制方法及装置。它包括：家居配电箱，控制房间内的全部供电线路，全部供电线路分为可停电线路与持续供电线路；离家控制装置包括微处理器，它分别与拨码开关、手动按钮、人体感应传感器、网络模块以及交流接触器控制回路连接；拨码开关进行手动或自动控制方式切换以实现离家/居家模式的转换，同时用户也通过网络模块远程查看房间内的信息并远程控制离家/居家模式的切换；微处理器则根据所述手动按钮以及所述人体感应传感器的信号通过交流接触器控制回路对交流接触器进行控制离家/居家模式的切换；所述人体感应传感器采集室内人员存在信息，并将其送入微处理器。

Description

室内用电离家模式智能控制装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种室内用电的控制措施，尤其涉及一种室内用电离家模式智能控制方法及装置。 

背景技术

随着城市化水平的进一步发展和人们生活水平的不断提高，城乡居民家庭中家用电器的数量和种类都逐步的增多。在照明灯、电视机、洗衣机、冰箱等传统家用电器继续占据其主流地位的同时，电脑、空调、电磁炉、电暖器、微波炉、热水器、加湿器等流行的家用电器也逐步进入了千家万户。丰富的家用电器为人们提供了舒适的生活和工作环境，满足了人们日益增长的物质文化需求。但是，数量庞大的家用电器也使得家庭电能的消耗大大增加。随着技术的进步，现在的家用电器大多数有待机功能，该功能在为使用者提供方便的同时也客观上增加了能耗。电器在待机时的电流较小，现在使用广泛的电表无法检测到，这样就使得待机部分的电能消耗无法计量，因此人们主观上认为待机时不消耗电能。这种现象也使人们养成了不关闭电源的不良使用习惯。家用电器正常使用时的耗电是生活必须，但是消耗在电器待机或则不良使用习惯上的电能则是巨大的浪费。 

不同的人有不同的生活习惯，使用电器的时间段和时间长短不同。我们以一般城市家庭的工作和生活模式为例，把每天的24个小时大概分成三等份，其中，8个小时的工作时间、8个小时的睡眠时间，另外的8个小时会在家中使用这些用电设备。也就是说，正常使用这些电器的时间大概会在0-8个小时，家用电器有至少16个小时的时间可能会处于待机状态。每一台电器在待机状态下的耗电约为开机状态下的10%左右，加上具有待机功能的电器越来越多，电能的浪费可想而知。电器长期处在待机状态下也会缩短电器的使用寿命，加快线路的老化，甚至发生火灾。 

由于家用电器的数量越来越多，逐一的关闭电器会浪费用户的精力，给生活带来不便，时间久了用户也会因为感到麻烦而慢慢养成不关电源的习惯。因此，可以将原有的家庭供电系统分为可断电回路和不可断电回路，同时将家用电器按工作性质分为可断电部分(例如电视机)和不可断电部分(例如电冰箱)，然后将划分好的家用电器接入相对应的回路。通过一个智能控制装置控制可断电回路的通断来实现杜绝家用电器待机状态下电能浪费和安全隐患的目的。 

发明内容

本发明的目的就是为了解决室内无人或人员都已经休息的情况下家用电器却处在待机状态所造成的电能浪费问题，提出了一种室内用电离家模式智能控制方法及装置，通过手动、自动或远程控制方式进行离家\居家模式之间的转换。在离家模式下断开室内的可断电回路，在居家模式下接通所有供电回路，实现对家用电器的节能控制。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种室内用电离家模式智能控制装置，它包括家居配电箱、离家控制装置、若干个手动按钮、若干个人体感应传感器和交流接触器；其中，

家居配电箱用来集中控制房间内的全部供电线路，全部供电线路分为可停电线路与持续供电线路，在可停电线路上设有交流接触器，交流接触器则由离家控制装置控制，在离家模式时将可停电线路切断以减少耗电，在居家模式时则保持可停电线路正常供电；

离家控制装置包括微处理器，它分别与拨码开关、手动按钮、人体感应传感器、网络模块以及交流接触器控制回路连接；拨码开关进行手动或自动控制方式切换以实现离家/居家模式的转换，同时用户也通过网络模块远程查看房间内的信息并远程控制离家/居家模式的切换；微处理器则根据所述手动按钮以及所述人体感应传感器的信号通过交流接触器控制回路对交流接触器进行控制；

所述手动按钮进行离家\居家模式的切换；

所述人体感应传感器采集室内人员存在信息，并将其送入微处理器。

所述离家控制装置由持续供电线路供电，其上设有电源指示灯和按钮指示灯。 

所述手动按钮根据需要设置一个或多个，其安装位置设置在门口、卧室床头或其他方便用户手动控制的位置；手动按钮之间并行连接，装置判断按钮按下直到抬起作为一次操作。 

所述交流接触器的常开触点设置在可停电线路上；交流接触器控制回路包括辅助常开触点J1、辅助常闭触点J2以及继电器J1、J2，其中交流接触器、辅助常开触点J1、辅助常闭触点J2串接在持续供电线路；辅助常开触点J1还与交流接触器的一个常开触点并联，组成自锁回路； 

辅助常开触点J1由继电器J1控制，继电器J1与由一个光耦电路控制，光耦电路由微处理器的一个输出管脚控制；

辅助常闭触点J2由另一个继电器J2控制，继电器J2则由另一个光耦电路控制，该光耦电路由微处理器的另一个输出管脚控制；

在居家模式时，微处理器发出控制信号使得继电器J1得电，其辅助常开触点J1闭合，交流接触器得电，交流接触器的常开触点闭合，完成自锁同时可停电线路得电；此时继电器J2不得电；

在离家模式时，微处理器发出控制信号使得继电器J1断电，继电器J2得电，继电器J2的辅助常闭触点J2断开，交流接触器断电，交流接触器的常开触点恢复常开状态，可停电线路断电。

 一种采用室内用电离家模式智能控制装置的控制方法，它通过离/居家模式转换，在离家模式时将可停电线路切断以减少耗电，在居家模式时则保持可停电线路正常供电，满足日常家居生活需要，其具体过程为： 

1）用户根据自己的需要通过拨码开关选择手动或者自动控制方式；

如为手动状态，则进入步骤2）；

如是自动状态，则进入步骤3）；

2）在手动方式下，用户通过离家控制装置上的手动按钮控制离家/居家模式的切换，如果有手动按钮被按下，微处理器发出进入居家模式信号，交流接触器得电使得可停电线路处于始终接通状态；

如果没有检测到任何手动按钮被按下，则转入离家模式，微处理器发出进入离家模式信号，交流接触器断电使得可停电线路断电；

3）在自动方式下，先判断是否有手动按钮被按下，如果有，则推出自动方式，转入步骤2）；

如没有，则判断是否有远程命令，如果有则执行远程命令，进入居家模式或离家模式；如没有，则微处理器通过人体感应传感器采集室内的信息，进行分析判断室内是否有人，如果确认室内没人则自动进入离家模式，微处理器发出进入离家模式信号，交流接触器断电使得可停电线路断电；有人则进入居家模式，微处理器发出进入居家模式信号，交流接触器得电使得可停电线路处于始终接通状态。

本发明主要利用如下技术： 

1、单片机应用技术

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，其应用已经渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。本发明采用单片机作为主控芯片，结合不同的传感器实现数据的采集，同时利用相应的执行机构实现对目标设备的控制。

2、传感器技术 

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。本发明利用人体感应传感器测量家庭内的人员信息，被测量的信息为数据融合提供数据基础。

3、建筑电气技术 

本发明在《民用建筑电气设计规范》的基础上对原有住宅中的户内配电箱进行了改造，将原有配电箱中的回路分为可断电回路和不可断电回路两部分，同时在不可断电回路的干线上增加了交流接触器以便控制该回路的通断。

4、网络通信技术 

此装置带有网络接口，可以方便的实现网络接入，家庭成员可以通过网络随时随地的了解家庭内的信息和装置当前的工作模式，并可以通过网络远程控制装置进行模式切换。

5、室内离家模式智能控制方法 

用户可根据自己的意愿通过室内用电离家模式智能控制装置上的拨码开关设定手动或自动控制方式。在手动控制方式下，用户可以利用控制器上的手动按钮和安装在房间特定位置的手动按实现离家/居家模式的切换，控制器和手动按钮上都配有指示灯，用户可根据指示灯判断目前的工作模式；在自动控制方式下，设置手动按钮优先，其次判断是否进行远程控制，若接收到远程控制命令，则执行远程控制命令，反之控制器利用人体感应传感器采集到的信息进行数据融合，形成自动控制命令。当目前室内没人时，则进入离家模式，其它的情况应进入居家模式；用户可以通过网络远程的查看房间内的信息，根据自身的需求进行远程控制，实现离家/居家模式的切换。

本发明的有益效果是：室内用电离家模式智能控制方法及装置解决了在室内无人时家用电器长期处在待机状态下的电能浪费。特别是在家用电器的种类和数量越来越多的现实情况下，应用室内用电离家模式智能控制方法及装置为家用电器的综合管理提供了新的方法，方便了用户，避免了不必要的能源浪费。 

附图说明

    图 1为室内离家模式智能控制装置结构示意图； 

    图 2为现有住宅中的户内配电箱系统图；

图 3为本发明中经过改造的户内配电系统图；

图 4为继电器输出控制电路图；

图 5 交流接触器控制方式图；

图 6为室内离家模式控制流程图。

其中，1.人体感应传感器，2. 离家控制装置，3.交流接触器，4.手动按钮，5.网络模块，6.拨码开关，7.按钮指示灯，8.电源指示灯，9.配电箱，10交流接触器辅助触点。 

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明 

如图1所示，一种室内用电离家模式智能控制装置，它包括家居配电箱9、离家控制装置2、若干个手动按钮4、若干个人体感应传感器1和交流接触器3；其中，

家居配电箱9用来集中控制房间内的全部供电线路，全部供电线路分为可停电线路与持续供电线路，在可停电线路上设有交流接触器3，交流接触器3则由离家控制装置2控制，在离家模式时将可停电线路切断以减少耗电，在居家模式时则保持可停电线路正常供电；图2是现有住宅中的户内配电箱系统图，从用户进线到末端用电设备，断路器实现对用电设备回路的分散控制和集中控制。若切断配电箱主电源，室内全部的用电设备都被切断电源。

离家控制装置2包括微处理器，它分别与拨码开关6、手动按钮4、人体感应传感器1、网络模块5以及与交流接触器控制回路10连接；拨码开关6进行手动或自动控制方式切换以实现离家/居家模式的转换，同时用户也通过网络模块5远程查看房间内的信息并远程控制离家/居家模式的切换；微处理器则根据所述手动按钮4以及所述人体感应传感器1的信号通过交流接触器控制回路10对交流接触器3进行控制； 

所述手动按钮4进行离家\居家模式的切换；

所述人体感应传感器1采集室内人员存在信息，并将其送入微处理器。

所述离家控制装置2由持续供电线路供电，其上设有电源指示灯8和按钮指示灯7。 

所述手动按钮4根据需要设置一个或多个，其安装位置设置在门口、卧室床头或其他方便用户手动控制的位置；手动按钮4之间并行连接，手动按钮4按下到抬起作为一次操作。 

图4是继电器输出控制电路，利用继电器作为系统输出到输出驱动级之间的第一级执行机构，通过继电器输出可完成从低压直流到高压交流的过渡，继电器通过光耦可实现对交流接触器线圈得失电的控制。 

图3、图4中，所述交流接触器3的常开触点设置在可停电线路上；交流接触器控制回路10包括辅助常开触点J1、辅助常闭触点J2以及继电器J1、J2，其中交流接触器3、辅助常开触点J1、辅助常闭触点J2串接在持续供电线路；辅助常开触点J1还与交流接触器的一个常开触点并联，组成自锁回路； 

辅助常开触点J1由继电器J1控制，继电器J1与由一个光耦电路控制，光耦电路由微处理器的一个输出管脚控制；

辅助常闭触点J2由另一个继电器J2控制，继电器J2则由另一个光耦电路控制，该光耦电路由微处理器的另一个输出管脚控制；

在居家模式时，微处理器发出控制信号使得继电器J1得电，其辅助常开触点J1闭合，交流接触器3得电，交流接触器3的常开触点闭合，完成自锁同时可停电线路得电；此时继电器J2不得电；

在离家模式时，微处理器发出控制信号使得继电器J1断电，继电器J2得电，继电器J2的辅助常闭触点J2断开，交流接触器3断电，交流接触器3的常开触点恢复常开状态，可停电线路断电。

    图6中，一种采用室内用电离家模式智能控制装置的控制方法，它通过离/居家模式转换，在离家模式时将可停电线路切断以减少耗电，在居家模式时则保持可停电线路正常供电，满足日常家居生活需要，其具体过程为： 

1）用户根据自己的需要通过拨码开关6选择手动或者自动控制方式；

如为手动状态，则进入步骤2）；

如是自动状态，则进入步骤3）；

2）在手动方式下，用户通过离家控制装置2上的手动按钮4控制离家/居家模式的切换，如果有手动按钮4被按下，微处理器发出进入居家模式信号，交流接触器3得电使得可停电线路处于始终接通状态；

如果没有检测到任何手动按钮4被按下，则转入离家模式，微处理器发出进入离家模式信号，交流接触器3断电使得可停电线路断电；

3）在自动方式下，先判断是否有手动按钮4被按下，如果有，则推出自动方式，转入步骤2）；

如没有，则判断是否有远程命令，如果有则执行远程命令，进入居家模式或离家模式；如没有，则微处理器通过人体感应传感器1采集室内的信息，进行分析判断室内是否有人，如果确认室内没人则自动进入离家模式，微处理器发出进入离家模式信号，交流接触器3断电使得可停电线路断电；有人则进入居家模式，微处理器发出进入居家模式信号，交流接触器3得电使得可停电线路处于始终接通状态。

Claims (4)

1.一种采用室内用电离家模式智能控制装置的控制方法，所述室内用电离家模式智能控制装置，它包括家居配电箱、离家控制装置、若干个手动按钮、若干个人体感应传感器和交流接触器；其中，家居配电箱用来集中控制房间内的全部供电线路，全部供电线路分为可停电线路与持续供电线路，在可停电线路上设有交流接触器，交流接触器则由离家控制装置控制，在离家模式时将可停电线路切断以减少耗电，在居家模式时则保持可停电线路正常供电；

离家控制装置包括微处理器，它分别与拨码开关、手动按钮、人体感应传感器、网络模块以及交流接触器控制回路连接；拨码开关进行手动或自动控制方式切换以实现离家/居家模式的转换，同时用户也通过网络模块远程查看房间内的信息并远程控制离家/居家模式的切换；

微处理器则根据所述手动按钮以及所述人体感应传感器的信号通过交流接触器控制回路对交流接触器进行控制；所述手动按钮进行离家/居家模式的切换；所述人体感应传感器采集室内人员存在信息，并将其送入微处理器；

其特征是，它通过离家/居家模式转换，在离家模式时将可停电线路切断以减少耗电，在居家模式时则保持可停电线路正常供电，满足日常家居生活需要，其具体过程为：

1）用户根据自己的需要通过拨码开关选择手动或者自动控制方式；

如为手动控制方式，则进入步骤2）；

如是自动控制方式，则进入步骤3）；

2）在手动控制方式下，用户通过离家控制装置上的手动按钮控制离家/居家模式的切换，如果有手动按钮被按下，微处理器发出进入居家模式信号，交流接触器得电使得可停电线路处于始终接通状态；

如果没有检测到任何手动按钮被按下，则转入离家模式，微处理器发出进入离家模式信号，交流接触器断电使得可停电线路断电；

3）在自动控制方式下，先判断是否有手动按钮被按下，如果有，则退出自动控制方式，转入步骤2）；

如没有，则判断是否有远程命令，如果有则执行远程命令，进入居家模式或离家模式；如没有，则微处理器通过人体感应传感器采集室内的信息，进行分析判断室内是否有人，如果确认室内没人则自动进入离家模式，微处理器发出进入离家模式信号，交流接触器断电使得可停电线路断电；有人则进入居家模式，微处理器发出进入居家模式信号，交流接触器得电使得可停电线路处于始终接通状态。

2.如权利要求1所述的一种采用室内用电离家模式智能控制装置的控制方法，其特征是，所述离家控制装置由持续供电线路供电，其上设有电源指示灯和按钮指示灯。

3.如权利要求1所述的一种采用室内用电离家模式智能控制装置的控制方法，其特征是，所述手动按钮根据需要设置多个，其安装位置设置在门口、卧室床头或其他方便用户手动控制的位置；手动按钮之间并行连接，离家控制装置判断按钮按下直到抬起作为一次操作。

4.如权利要求1所述的一种采用室内用电离家模式智能控制装置的控制方法，其特征是，所述交流接触器的常开触点设置在可停电线路上；交流接触器控制回路包括辅助常开触点J1、辅助常闭触点J2以及继电器J1、J2，其中交流接触器、辅助常开触点J1、辅助常闭触点J2串接在持续供电线路；辅助常开触点J1还与交流接触器的一个常开触点并联，组成自锁回路；

辅助常开触点J1由继电器J1控制，继电器J1与由一个光耦电路控制，光耦电路由微处理器的一个输出管脚控制；

辅助常闭触点J2由另一个继电器J2控制，继电器J2则由另一个光耦电路控制，该光耦电路由微处理器的另一个输出管脚控制；

在居家模式时，微处理器发出控制信号使得继电器J1得电，其辅助常开触点J1闭合，交流接触器得电，交流接触器的常开触点闭合，完成自锁同时可停电线路得电；此时继电器J2不得电；

在离家模式时，微处理器发出控制信号使得继电器J1断电，继电器J2得电，继电器J2的辅助常闭触点J2断开，交流接触器断电，交流接触器的常开触点恢复常开状态，可停电线路断电。

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