CN104302037A - 一种智能型节能电源控制装置与节能方法 - Google Patents

一种智能型节能电源控制装置与节能方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能型节能电源控制装置与节能方法，该装置包括一个传感器单元与系统控制单元；系统控制单元内设置有移动方向判断单元、定时器、计数器以及电源开关系统控制单元；节能方法的实施步骤包括：移动方向判断单元与方向传感器单元电性耦接，用于侦测并判断人的移动方向与人数；在计数器中定义一个初始值，并在定时器中设定一个时间定值；计数器和定时器的值根据空间人数变化进行增减，达到设定值时将关闭电源开关系统控制单元。本发明无须手动开关电源，除了具有判断控制空间是否有人，从而自动控制电源开关的功能外，还具有自我校正、清除噪声的能力，本发明实现了智能节能的目的，提高了智能节能的便利性及安全性。

Description

一种智能型节能电源控制装置与节能方法
技术领域
本发明涉及智能控制领域，具体而言，涉及一种可自动判断控制空间是否有人，从而自动控制电源开关的智能型节能电源控制装置以及采用该智能型节能电源控制装置的节能方法。
背景技术
近年来，各国对于环保以及节能日益重视，纷纷呼吁民众在日常生活中随手关闭不使用的电器，以减少用电量，实现节能减碳。但是对于公共场所，如会议室、办公室、研究室或公共浴厕等场合的灯具，人们一般不会在使用完毕后主动关闭，这些场合的灯具一般处于常亮状态，从而出现浪费用电现象。
如图1所示为现有技术中的一种红外线感应灯具开关，在浴厕10的外门101处设置一个红外线传感器20，红外线传感器20与系统控制单元30连接，系统控制单元30分别耦接一个定时器301以及一个设置在浴厕10的灯具302，定时器301设有一个预定值，且定时器301耦接于灯具302；当红外线传感器20受触动时，系统控制单元30将分别向定时器301及灯具302传递一个控制信号，以启动灯具302，并使定时器301开始计时，待定时器301计时至预定值时，定时器301即令该灯具302关闭；预定值可设置为三分钟，这种情况下，无论有人进入还是离开浴厕10，红外线传感器20均受触动，从而令灯具302启动三分钟后熄灭，节省了浴厕10无人使用时浪费的电力，达到节能减碳的目的。
当预定值设置为三分钟时，如果如厕时间较长，或重症病患、老弱妇孺如厕，设定灯具302启动三分钟即熄灭，时间显然不充足，灯具302因定时器301计时至三分钟后关闭，会使使用者产生恐惧感，或因视线不良发生意外；如果将预定值设置为十分钟，时间将过长，则又会使灯具302电力虚耗；此外，当使用者离开时将再度触动红外线传感器，使灯具302造成进一步电力浪费，这种情况长期累积耗费的电量也是相当庞大的，不符合节能减碳的理念。
发明内容
本发明提供了一种智能型节能电源控制装置与节能方法，用于自动判断控制空间是否有人，从而达到自动控制电源开关的目的。
本发明提供了一种智能型节能电源控制装置，包括传感器单元与系统控制单元；传感器单元耦接系统控制单元，系统控制单元内设置有移动方向判断单元、定时器、计数器以及电源开关系统控制单元；计数器中定义有一个初始值，且定时器中定义有一个时间定值；移动方向判断单元侦测到有一个人员进入时，计数器的数值增加一个单位值，且定时器开始计时，移动方向判断单元侦测到有一个人员退出时，计数器的数值扣减一个单位值；计数器的数值等于初始值时，关闭电源开关系统控制单元，计数器的数值大于初始值时，启动电源开关系统控制单元；定时器计时至设定的时间定值时，强制计数器回归初始值，且关闭电源开关系统控制单元，并使定时器归零且停止计时。
进一步地，传感器单元为方向传感器单元，分别耦接于移动方向判断单元以及计数器，进而可辨识并计算进出人员的数量。
进一步地，方向传感器单元为由包括红外线传感器、光遮器、温度传感器、摄影机、影像辨识装置以及微波辨识装置在内的至少一种组成的群组，当室内空间的外门宽度仅能容一人进出时，方向传感器单元采用两个红外线传感器即可；当外门的宽度较宽从而能容许多人同时进出时，方向传感器单元可采用两个红外线传感器与摄影机或其他影像辨识装置的组合；移动方向判断单元依方向传感器单元的感测顺序感应人员进出的方向；并通过影像辨识装置计算进出人员的数目。
进一步地，具影像辨识功能的方向传感器单元同时辨识人员数量与移动方向。
进一步地，本发明提供的智能型节能电源控制装置具有以下特征：
计数器中定义有一个初始值；移动方向判断单元侦测到有一个人员进入时，计数器的数值增加一个单位值，且定时器开始计时，移动方向判断单元侦测到有一个人员退出时，计数器的数值扣减一个单位值；计数器的数值等于初始值时，关闭电源开关系统控制单元，计数器的数值不等于初始值时，启动电源开关系统控制单元。
进一步地，本发明提供的智能型节能电源控制装置具有以下特征：
定时器中定义有一个时间定值；定义进入方向为第一顺序方向，传感器单元在第一顺序方向受到触动时，定时器开始计时；定时器计时至设定的时间定值时，强制计数器回归至初始值，且关闭电源开关系统控制单元，并使定时器归零且停止计时。
本发明还提供了一种采用上述智能型节能电源控制装置的节能方法，包括以下步骤：
在计数器中定义一个初始值，并在定时器设定一个时间定值；
每当移动方向判断单元侦测到有一个人员进入时，计数器的数值增加一个单位值，且定时器开始计时，每当有一个人员退出时，计数器的数值扣减一个单位值；
计数器的数值等于初始值时，关闭电源开关系统控制单元，计数器的数值大于初始值时，启动电源开关系统控制单元；
当定时器计时至设定的时间定值时，强制计数器回归初始值，进而关闭电源开关系统控制单元，并使定时器归零且停止计时。
进一步地，本发明提供的采用上述智能型节能电源控制装置的节能方法，还包括一个判断室内空间是否有人，从而自动控制电源开关的子步骤，该子步骤包括：
在计数器中定义一个初始值；
每当移动方向判断单元侦测到有一个人员进入时，计数器的数值增加一个单位值，且定时器开始计时，每当有一个人员退出时，计数器的数值扣减一个单位值；
计数器的数值等于初始值时，关闭电源开关系统控制单元，计数器的数值不等于初始值时，启动电源开关系统控制单元。
进一步地，本发明提供的采用上述智能型节能电源控制装置节能方法，还包括一个自我校正、清除噪声的子步骤，该子步骤包括：
在定时器中设定一个时间定值；
定义进入方向为第一顺序方向，传感器单元在第一顺序方向受触动时，定时器开始计时；
当定时器计时至设定的时间定值时，强制计数器回归初始值，进而关闭电源开关系统控制单元，并使定时器归零且停止计时。
本发明可设置在室内空间，如：会议室、办公室、研究室、公共浴厕或茶水间等；当计数器的数值大于初始值时，启动电源开关控制单元，待计数器回归初始值后，关闭电源开关控制单元，本发明无须手动开关电源即可自动开关电源开关控制单元，提高了使用的便利性以及安全性，并可自动断开供电回路，实现了节能减碳、智慧节能的目的，且本发明配置线路简单，无须复杂的电路布置，可维持公共室内空间的美观且不破坏原有装潢；此外，本发明通过定时器的设置，在移动方向判断单元或方向传感器组被误触时，仍可通过定时器计时至时间定值，使计数器强制回归初始值，进而关闭电源开关控制单元，并使定时器归零与停止计时，从而让系统控制单元定期自我校正、清除噪声。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的红外线感应灯具开关的结构示意图；
图2为本发明的结构流程示意图；
图3为本发明第一实施例人员进入室内空间的示意图；
图4为本发明第一实施例人员徘徊且未进入室内空间的示意图；
图5为本发明第二实施例室内空间的示意图；
图6为本发明第三实施例基座的侧视示意图；
图7为本发明第三实施例室内空间的示意图；
图8为本发明第四实施例基座的侧视示意图；
图9为本发明第五实施例室内空间的示意图。
附图标记说明：1、1a-方向传感器单元;10-浴厕；101-外门；2-系统控制单元;20-红外线传感器；21-移动方向判断单元;22-定时器;23-计数器;3-电源开关系统控制单元;30-系统控制单元；301-定时器；302-灯具；31-电器;4-室内空间;41、41a、41b-外门；5-基座；51-隔离装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示为本发明的结构流程示意图；如图3所示为本发明第一实施例人员进入室内空间的示意图；如图4所示为本发明第一实施例人员徘徊且未进入室内空间的示意图；从图中可以看出，本发明提供的智能型节能电源控制装置包括一个传感器单元1，以及一个系统控制单元2，传感器单元耦接系统控制单元2，系统控制单元2内设置有一个移动方向判断单元21、定时器22、计数器23以及电源开关系统控制单元3；方向传感器单元1分别耦接于移动方向判断单元21以及计数器23，进而可辨识并计算进出人员的数量；方向传感器单元1选自红外线传感器、光遮器、温度传感器、摄影机、影像辨识装置11以及微波辨识装置组成的群组；其中，本发明提供的采用智能型节能电源控制装置的节能方法包括以下步骤：
在计数器23中定义一个初始值，并在定时器22内设定一个时间定值；
每当移动方向判断单元21侦测到有一个人员进入时，计数器23的数值增加一个单位值，且该定时器22开始计时；每当有一个人员退出时，计数器23的数值扣减一个单位值；
计数器23的数值等于初始值时，关闭电源开关系统控制单元3；计数器23的数值大于初始值时，启动电源开关系统控制单元3；
当定时器22计时至设定的时间定值时，强制计数器23回归初始值，进而关闭电源开关系统控制单元3，并使定时器22归零且停止计时；
本发明可设置在室内空间4，如：会议室、办公室、研究室、公共浴厕或茶水间等；本发明无须人员手动开关电源，除了具有可判断控制空间是否有人，从而自动控制电源开关的功能外，还具有自我校正、清除噪声的能力，实现了智能节能的目的，并能提高使用的便利性及安全性。
采用上述智能型节能电源控制装置的节能方法，还包括一个判断室内空间4是否有人，从而自动控制电源开关的子步骤：
在计数器23的中定义一个初始值；
每当移动方向判断单元21侦测到有一个人员进入时，计数器23的数值,增加一个单位值，且该定时器22开始计时；每当有一个人员退出时，计数器23的数值扣减一个单位值；
当计数器23的数值等于初始值时，关闭电源开关系统控制单元3；当计数器23的数值不等于初始值时，启动电源开关系统控制单元3。
采用上述智能型节能电源控制装置的节能方法，还包括一个自我校正、清除噪声设计的子步骤：
在定时器22中设定一个时间定值；
定义进入方向为第一顺序方向，传感器单元1在第一顺序方向受触动时，定时器22开始计时；
当定时器22计时至设定的时间定值时，强制计数器23回归初始值，进而关闭电源开关系统控制单元3，并使定时器22归零且停止计时。
如图2所示为本发明的结构流程示意图；如图3所示为本发明第一实施例人员进入室内空间的示意图；本发明可设置在室内空间4，室内空间4具有一个外门41，方向传感器单元1分别设置在外门41两侧，当有人从外门41进入室内空间4时，将先后触动方向传感器单元1，从而可以判断人员是进入还是退出，按人员进入或退出对计数器23增加或扣减一个单位值，例如，若设计数器23的初始值为0，单位值为1，当移动方向判断单元21判断有一人进入时，计数器23的数值N即由0增加为1，再有一人进入时，计数器23的数值N即由1增加为2；反之，有一人退出时，计数器23的数值N将扣减1，所以，计数器23的数值N大于初始值（本实施例为0）时，将启动电源开关系统控制单元3，待位于室内空间4的人员一一退出，计数器23的数值N等于初始值时，关闭电源开关系统控制单元3；此外，若加入判断室内空间4是否有人，从而自动控制电源的开关设计，则当计数器23的数值N不等于初始值时，启动电源开关系统控制单元3；所以如果有人用电时间较长，本发明的电源开关系统控制单元3仍维持开启状态，以维持用电时的便利性及安全性，待计数器23的数值N回归初始值时关闭电源开关系统控制单元3，室内空间4无人使用时，仅保留方向传感器单元1供电，防止电力持续耗损，当方向传感器组为红外线传感器时，由于其为被动式感应，故不消耗电能，综上，本发明并不消耗电源开关系统控制单元3所连接电器31的待机电力，如：冷气机，所以大幅降低了电能消耗，达到了智能节能的目的。
此外，为防止本发明遭误触，例如：动物误触方向传感器组1，或双人同时触动方向传感器单元1，例如：在进入时牵儿童进入，令计数器23的数值N增加2，但在退出时，却抱着儿童退出，令计数器23的数值N仅扣减1，造成电源开关系统控制单元3持续开启而耗损电力；此时，移动方向判断单元21判断只要有人进入，定时器22即开始计时，待定时器22计时时间t至时间定值ts时，令计数器23强制回归初始值，使关闭电源开关系统控制单元3，有效防止误触，实现节能的目的。
如图4所示为本发明第一实施例人员徘徊且未进入室内空间的示意图；本发明为求实时开启电源开关系统控制单元3，以提供良好视线，故在进入方向，也就是第一顺序方向上的传感器单元1a（即相对于室内空间4一端的方向传感器单元1）受触动时，即启动电源开关系统控制单元3，但若人仅在外门41徘徊，并未进入外门41而触动进入方向中第一顺序方向上的传感器组1a时，定时器22开始计时，待计时至时间定值时，强制关闭该电源开关系统控制单元3，从而防止本发明受误触或误判，达到智能节能的目的。
如图5所示为本发明第二实施例室内空间的示意图；其与第一实施例的差别在于，当外门41的宽度较宽从而能容许多人同时进出时，方向传感器单元1可为两个红外线传感器与摄影机或其他影像辨识装置11的组合；移动方向判断单元21依方向传感器单元1的感测顺序感应人员进出方向；并依影像辨识装置11判断进出人员的数目，具影像辨识功能的方向传感器单元1能够同时辨识人员数量与移动方向，当两人同时进入时，计数器23的数值N一次增加2，三人同时进入时，计数器23之数值N则一次增加3，以此类推；退出时亦然，增加了本发明的适用性。
如图6所示为本发明第三实施例基座的侧视示意图；如图7所示为本发明第三实施例室内空间的示意图；其与第一实施例的差别在于，本实施例的方向传感器单元1并非分离设置，而是同时设置在基座5上，进一步简化了线路配置，保护了室内空间4的美观性以及实现了装设维修时的便利性。
如图8所示为本发明第四实施例基座的侧视示意图其与第三实施例的差别在于，本实施例的基座5还设置有隔离装置51，且隔离装置51位于方向传感器单元1之间，进一步增强了方向传感器单元1的精确度以及辨识能力，防止方向传感器单元1之间相互干涉而影响方向判断。
如图9所示为本发明第五实施例室内空间的示意图其与第一实施例的差别在于，本实施例的室内空间4设有两个外门41a、41b，且本实施例的移动方向判断单元21耦接两个方向传感器单元1，方向传感器单元1分别装设在近外门41a、41b的一端，当有人由任一外门41a、41b进出，均可令计数器23、定时器22运作，进而启闭电源开关系统控制单元3，例如，如果有一人由外门41a进入，则令计数器23的数值N增加1，如果有一人由外门41b退出，计数器23的数值N扣减1，进一步增加了本发明的适用性，使得本发明可应用在各式相异形式的室内空间4。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种智能型节能电源控制装置，其特征在于，包括传感器单元与系统控制单元；所述传感器单元耦接所述系统控制单元，所述系统控制单元内设置有移动方向判断单元、定时器、计数器以及电源开关系统控制单元；计数器中定义有一个初始值，且定时器中定义有一个时间定值；移动方向判断单元侦测到有一个人员进入时，计数器的数值增加一个单位值，且定时器开始计时，移动方向判断单元侦测到有一个人员退出时，计数器的数值扣减一个单位值；计数器的数值等于初始值时，关闭电源开关系统控制单元，计数器的数值大于初始值时，启动电源开关系统控制单元；定时器计时至设定的时间定值时，强制计数器回归初始值，且关闭电源开关系统控制单元，并使定时器归零且停止计时。
2.根据权利要求1所述的智能型节能电源控制装置，其特征在于，所述传感器单元为方向传感器单元，分别耦接于移动方向判断单元以及计数器，进而可辨识并计算进出人员的数量。
3.根据权利要求2所述的智能型节能电源控制装置，其特征在于，所述方向传感器单元为由包括红外线传感器、光遮器、温度传感器、摄影机、影像辨识装置以及微波辨识装置在内的至少一种组成的群组；移动方向判断单元根据方向传感器单元的感测顺序感应人员进出的方向；并通过影像辨识装置计算进出人员的数目。
4.根据权利要求3所述的智能型节能电源控制装置，其特征在于，所述具有影像辨识功能的方向传感器单元同时辨识人员数量与移动方向。
5.根据权利要求1所述的智能型节能电源控制装置，其特征在于：
计数器中定义有一个初始值；移动方向判断单元侦测到有一个人员进入时，计数器的数值增加一个单位值，且定时器开始计时，移动方向判断单元侦测到有一个人员退出时，计数器的数值扣减一个单位值；计数器的数值等于初始值时，关闭电源开关系统控制单元，计数器的数值不等于初始值时，启动电源开关系统控制单元。
6.根据权利要求1所述的智能型节能电源控制装置，其特征在于：
定时器中定义有一个时间定值；定义进入方向为第一顺序方向，传感器单元在第一顺序方向受到触动时，定时器开始计时；定时器计时至设定的时间定值时，强制计数器回归至初始值，且关闭电源开关系统控制单元，并使定时器归零且停止计时。
7.一种采用权利要求1所述的智能型节能电源控制装置的节能方法，其特征在于，所述节能方法包括以下步骤：
在计数器中定义一个初始值，并在定时器设定一个时间定值；
每当移动方向判断单元侦测到有一个人员进入时，计数器的数值增加一个单位值，且定时器开始计时，每当有一个人员退出时，计数器的数值扣减一个单位值；
计数器的数值等于初始值时，关闭电源开关系统控制单元，计数器的数值大于初始值时，启动电源开关系统控制单元；
当定时器计时至设定的时间定值时，强制计数器回归初始值，进而关闭电源开关系统控制单元，并使定时器归零且停止计时。
8.根据权利要求7所述的节能方法，其特征在于，所述节能方法还包括一个判断室内空间是否有人，从而自动控制电源开关的子步骤，该子步骤包括：
在计数器中定义一个初始值；
每当移动方向判断单元侦测到有一个人员进入时，计数器的数值增加一个单位值，且定时器开始计时，每当有一个人员退出时，计数器的数值扣减一个单位值；
计数器的数值等于初始值时，关闭电源开关系统控制单元，计数器的数值不等于初始值时，启动电源开关系统控制单元。
9.根据权利要求7所述的节能方法，其特征在于，所述节能方法还包括一个自我校正、清除噪声的子步骤，该子步骤包括：
在定时器中设定一个时间定值；
定义进入方向为第一顺序方向，传感器单元在第一顺序方向受到触动时，定时器开始计时；
当定时器计时至设定的时间定值时，强制计数器回归至初始值，进而关闭电源开关系统控制单元，并使定时器归零且停止计时。
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