CN105527847A - 电器控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的一种电器控制系统，包括：智能终端，用于远程向电器下达控制指令；遥控单元，通过网络与智能终端通信连接，对所述控制指令进行编码，输出至对应电器并将遥控指令反馈至智能终端；电量检测单元，设于家庭的供电总路上，用于识别出各个电器的用电量，并将所识别出的用电量反馈至智能终端。联动控制单元，分别与所述电量检测单元和遥控单元通信连接，用于依据电量检测单元所检测的各个电器的用电量以及遥控单元输出的指令，从而对电器是否正确执行指令进行监控及纠正，并将其监控数据远程传输。对应的，本发明还提供一种电器控制方法，由上，可以实现对于不同电器的远程监控。

Description

电器控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电器控制技术领域，特别涉及一种电器控制系统及方法。

背景技术

随着智能家居的发展，已经能够实现根据预先确定的规则集中地、自动地对智能家用电器进行控制。然而，在实际使用中，目前很多老旧家用电器还没有集成支持智能家居的模块，因此在一般家庭中引入智能家居系统面临一定的困难。如果需要对这些家用电器进行集中控制，只能通过直接接通和闭合电源供电的方式来实现。虽然在装修电线布线时就在电源插座中设置相应的控制模块能够实现对这类家用电器的供电的集中控制，但是对于一般家庭，改变供电线路的布线是极为繁琐甚至不现实的。

并且，如何实现对不同电器的用电情况以及运行情况进行监控，同样时智能家居重要的部分。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于，提供一种电器控制系统，包括：

智能终端，用于远程向电器下达控制指令，接收返回的电器状态；

遥控单元，通过网络与智能终端通信连接，对所述控制指令进行编码，输出至对应电器；

电量检测单元，设于家庭的供电总路上，用于识别出各个电器的电指纹，该电指纹是包含时间轴的电信号，将所识别出的电指纹反馈至智能终端；

联动控制单元，分别与所述电量检测单元和遥控单元通信连接，用于依据电量检测单元所检测的各个电器的电指纹以及遥控单元输出的指令，对电器是否正确执行指令进行监控及纠正，并将其监控数据远程传输。

由上，可以实现对于不同电器的监控。

可选的，所述遥控单元包括：

网络模块，用于接收或发送所述智能终端的控制指令；

遥控处理模块，与所述网络模块连接，预先存储有不同电器控制指令的码值，依据其所存储的码值，将所接收的指令进行对应解析；

发射接收模块，与所述遥控处理模块连接，用于对指令控制进行红外编码并输出。

可选的，所述电量检测单元包括：

检测单元，对供电总路的电信号进行检测；

时钟单元，用于向检测单元提供时钟数据，以建立时间轴；

存储单元，用于储存不同电器的ID及该电器的电指纹，该电指纹是包含时间轴的电信号；

电量检测控制单元，用于建立电指纹以及电器的ID的对应关系，并依据所存储的对应关系对电器进行识别；

网络单元，用于将各个电器的电指纹进行调制处理，以无线输出。

由上，依据不同电器的电指纹实现对于不同电器的识别，为电器控制提供技术支持。

可选的，所述电量检测单元还包括：

电信号拆分模块，与所述检测单元连接，用于当在总线上的电信号发生变化时，将所采集的电信号与变化前的电信号进行差值运算，以确定出在时间轴上确定出引起总线上发生变化的电信号。

由上，针对同时开启有多个电器的情况，可以摘出导致总线变化的电信号，即识别出新开启的电器，从而对该电器进行识别。

可选的，所述网络单元还用于接收电器自身遥控器发出遥控指令；

所述电量检测控制单元还与所述网络单元连接，用于将检测单元所检测的电信号变化与所述遥控指令进行关联。

可选的，所述电量检测单元还包括动作单元，作为开关设于家庭供电总路中；

所述存储单元中还存储有人体触电的特例电信号；

所述电量检测控制单元还用于将所述检测单元所检测的电信号与所述特例电信号进行比对，发现一致时控制动作单元断开。

由上，可以实现对于人触电的检测。

对应的，本发明还提供一种电器控制方法，包括步骤：

A、向电器下达控制指令；

B、电量检测单元检测该电器的电指纹，该电指纹是包含时间轴的电信号；

C、电量检测单元依据所述电量变化判断电器是否正确执行所述控制指令。

由上，可以实现对于不同电器的监控，且可以克服现有技术中，需对电器进行改造，从而才能实现远程监控的缺陷，从而可以在不升级电器的情况下，实现对于电器的远程控制。

可选的，步骤B包括：当在总线上的电信号发生变化时，将所采集的电信号与变化前的电信号进行差值运算，以确定出引起总线上发生变化的电信号。

由上，可以更精确确定出具体是哪个电量变化是由当前被控电器所响应的。

可选的，步骤C包括：

判断采集到的引起总线上发生变化的电信号是否为已知电器的电信号，若是则依据所述电信号判断电器是否正确执行所述控制指令；

若否将当前电器的电信号与当前电器的ID信息进行匹配，进行存储。

由上，可以实现对于新电器的学习，以使得对各个电器均可实现监控。

可选的，所述将当前电器的电信号与当前电器的ID信息进行匹配包括：

获取对于电器的控制指令；

检测供电总路的电信号在电器收到所述遥控指令后的变化；

将所述控制指令与所述电信号的变化进行关联并存储。

附图说明

图1为本发明电器控制系统的原理图；

图2为遥控单元的电路原理图。

具体实施方式

为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种电器控制系统及方法，以实现对于电器的远程控制。

如图1所示，本发明所述电器控制系统包括以下部分：

遥控单元10，分别与各个电器通信连接，用于实现对于各个电器的控制。

电量检测单元20，设于家庭的供电总路上，通过检测供电总路上与电量相关的时序组合，识别电器状态及电器种类。

联动控制单元30，分别与所述电量检测单元和遥控单元通信连接，用于依据电量检测单元所检测的电器状态及电器种类以及遥控单元输出的指令，从而对电器是否正确执行指令进行监控及纠正，并将其监控数据远程传输。所述联动控制单元30可以设在家庭端，例如家庭网关；也可以在云服务端进行集成。

云终端40，与所述联动控制单元通信连接，作为通信媒介，连通联动控制单元与用户智能终端50的无线通信。以使智能终端50可以获取对电器的控制指令，以及电器的用电指纹，即包含时间轴的电信号。

如图2所示，遥控单元10包括遥控处理模块101，以及分别与其连接的电器应答判断模块102、发射接收模块103和网络模块104，以及与电器应答判断模块102连接的MIC。另外，还包括常规设置的按键和显示屏(未图示)。

所述MIC用于采集不同电器接收指令时发出的应答音。所采集的应答音数据经过依次连接的放大电路(未图示)和滤波电路(未图示)进行处理后，传输至电器应答判断模块102。

其中，针对MIC所接收的不同应答音，可通过用户手动输入的方式输入各个电器的ID(如厂家/设备名称/型号/序列号)，以形成应答音与电器ID的一一对应关系，并存储。

另外，也可通过自动识别电器的ID的方式，建立答音与电器ID的一一对应关系。关于自动识别电器的方式将在后文详细叙述。

在对电器进行控制时，网络模块104远程接收到用户对于电器的控制指令，遥控处理模块101对所述控制指令进行解析，并控制发射接收模块103进行编码，以输出对于电器的控制指令。MIC检测该电器是否发出应答音，当接收到该电器的应答音后，由电器应答判断模块102判断所接收的应答音是否是预先所存储的，若是，则表示整个控制流程生效；否则表示控制失败。不难理解，对于可以实现网络通信的智能电器，也可直接通过网络模块104向其发送控制指令。

本实施例中，遥控处理模块101存储有不同电器的遥控码值，依据其所存储的遥控码值，将所接收的指令进行对应解析。不同电器的遥控码值可通过网络下载或自学习等方式获取，因其属于现有技术，故不再赘述。

另外，对于电器的控制，还可由发射接收模块103接收用户通过电器自身遥控器发出的遥控指令，并转发给对应的电器实现。发射接收模块103还将所接收到的电器自身遥控器发出的遥控指令传输至遥控处理模块101，由其进行编译，并实时将编译后的所述遥控指令通过网络模块104发送至联动控制单元30，以使得联动控制单元30更新电器的最新运行情况，从而避免造成控制冲突。

或者，遥控处理模块101对控制指令进行缓存记录，并控制网络模块104输出至云终端40，以便记录用户的操作习惯。通过记录用户的操作习惯，可以实现对于电器的自动化操作。例如，云终端40通过记录用户的操作习惯发现，每当温度高于30℃时，用户便会开启空调，进行26℃制冷。由此，可以进行自动化控制，每当高于当温度高于30℃且用户开启空调时，便自动控制空调至26℃制冷。其中，关于获取用户所在地的位置或温度等技术方案，可结合用户的移动终端50上报实现，具体方案不再赘述。

又或者，关于记录用户的操作习惯还可以解决用户无谓耗电的情况，例如，用户在关闭电视机时，经常会采用利用电视机遥控器上的关机按键而非电视机本身的开关电源，由此造成电视机待机的情况，实际仍会造成电量的无谓消耗，基于此，云终端40可以向用户的移动终端50发出预警信息，告知用户的浪费情况。

电量检测单元20包括依次连接的检测单元201、电量检测控制单元202、动作单元203、时钟单元和存储单元，还包括与电量检测控制单元202连接的网络单元204。

检测单元201设于家庭的供电总路上，可以对供电总路的电信号，如电流、电压进行检测。

时钟单元用于向检测单元201提供时钟数据，以建立时间轴。

存储单元用于存储不同电器的ID与该电器的电指纹，该电指纹可以是包含时间轴的电信号。

电量检测控制单元202用于将检测单元201采集的电信号结合时间轴构建所述电指纹存储至所述存储单元中，以及用于依据存储单元所存储的内容，对检测单元201所检测到的电指纹进行比较，以对电器进行识别。

网络单元204，用于将各个电器的电指纹进行调制处理，以无线输出至云终端40。

其中，检测单元201对于电流波形的获取，可采用下述实时方式：用户确定电器的ID信息后，启动对应的电器，由检测单元201检测并记录当前总电路上的电信号至该电器结束启动过程至稳定运行，并对所述电信号进行相应的采样，并传输给电量检测控制单元202，将其存储在存储单元中。

需要说明的是，采用上述方式时，各个电器最好处于单独用电状态。但由于家庭内通常具有始终运行的用电设备(如冰箱/始终上电的电热水器/待机状态的机顶盒/插座上的充电器等)，因此采用实时方式时，保持其他设备处于稳定工作状态也可，此时，需要对所采集的电信号进一步处理。例如，设有电信号拆分模块(未图示)，用于将检测单元201检测的一个或多个电器的电信号进行拆分，并得到代表各个电器的电信号。

即当检测单元201检测到总路上发生变化时，由与其连接的电信号拆分模块(未图示)将总线的电信号进行拆分，从而在时间轴上确定出引起总线上发生变化的电信号。

具体的，拆分可以采用下述方式：由于检测单元201持续检测供电总路的电流信号，因此，在设备启动之前，供电总路的电信号基本是稳定的，电信号拆分模块将电信号发生变化时与变化前进行差值运算即可得到所述变化的值。

基于上述拆分，可以使检测单元201对于各个电器的用电量的检测，从而方便用户实时掌握各个电器的用电量。

再例如，还可通过网络到预先设定的服务器下载电器ID以及电信号的对应关系，存储至存储单元。

本实施例中，增加时间轴的目的在于：提供识别电器的准确性。具体来说，目前在用电部件用电特性相似的情况下，不能做到识别电器。而电器的开启与关闭主要由程序来控制，程序的控制逻辑是程序员个人的思考习惯和方法非常相关，各个厂家的程序员不同，从而电器的控制逻辑就不同，所以通过识别用电部件，然后通过时间特性来识别，识别率非常高。

假设用户在客厅和卧式分别选用了A、B两个品牌均为1.5P的空调，而A品牌1.5P空调和B品牌1.5P空调采用了相同的压缩机，那么仅依靠步骤S30中添加的电流波形，则无法实现对于二者的区分。因此，需要本步骤借助不同厂商在启动过程中通过时间轴t体现出的不同控制逻辑差异加以区分。举例来说，A品牌1.5P空调在压缩机启动20秒后，开启风扇；而A品牌1.5P空调在压缩机启动30秒后，开启风扇。由此，通过对于风扇开闭的时序差异，体现出A品牌和B品牌两款空调的电指纹差异。

本实施例中的电指纹，包括电流波形变化，还可包括电压波动变化反映出来。即，在时间轴0～20秒内，A、B两品牌1.5P空调的电流波形变化、电压波动以及电流与电压的相位差均相同，第20秒起，由于A品牌1.5P空调风机启动而B品牌1.5P空调未启动，由此引起了A品牌1.5P空调的电流以及电压的波动。而在第30秒起，B品牌1.5P空调的电流以及电压出现同样的波动，以此来区分A、B两品牌1.5P空调。

更进一步的，由于电机压缩机使用年限的差异或其他电路器件的不同，可能会导致电流波动与电压波动在时间轴上的相位差存在不同，基于此，还可利用电流波动与电压波动在时间轴上的相位差作为电指纹差异的判断依据。

进一步的，存储单元中还存储有人体触电的特例电信号。当电量检测控制单元202依据人体触电的特例电信号对检测到的电信号进行匹配，当匹配成功时，即判断出有人触电，从而控制动作单元203切断家庭供电总路。现有检测人体触电的方式基于人对地短路形成的回路，靠零序电流或是两项的电流差值进行判断，这种检测的局限性为只能检测人体对地电流的漏电，即电流经相线、人体、大地和中性点接地形成通路。但无法检测相间触电，即人体与大地绝缘情况下，同时接触到两根不同的相线，或者人体同时触及电气设备的两个不同相的带电部位时，电流由一根相线经过人体到另一根相线，形成闭合回路的情况。而本申请针对人体触电的特例电信号，当检测到该特例电信号时，立刻切断家庭供电总路，不但实现单相触电的检测，还可以实现对于相间触电的检测。

对应的，本发明还提出了一种对电器的控制方法，包括如下步骤：

S10：用户向电器下达控制指令。

本步骤中，向电器下达控制指令包括采用电器自身遥控器或者通过用户智能终端50下达。

S20：遥控单元10验证电器是否正确相应所述控制指令。

用户通过智能终端50选择电器进行控制时，云终端40将无线接收智能终端50的控制指令，发送至联动控制单元30，由联动控制单元30控制遥控单元10进行编码，以向电器发出具体的控制指令，遥控单元10通过电器的应答音判断电器是否成功执行该指令。若电器未正确执行，则遥控单元10重发控制指令。

用户通过电器自身遥控器选择电器进行控制时，遥控单元10接收到控制指令，一方面将控制指令输出给电器，另一方面还将控制指令进行编码，以发送至联动控制单元30或云端，以实现信息共享。

S30：电量检测单元20检测电器的用电状况。

电量检测单元20实时检测各个电器的用电情况，并且用电情况远程输出至云终端40以及联动控制单元30，方便随时查看用电状况。电量检测单元20中的网络单元204接收到上述通过电器自身遥控器发出遥控指令，检测单元201对应检测到总线上的变化，并由电信号拆分模块识别出发生变化的电信号。

另外，电量检测单元20还对用户可能出现的触电情况进行监控，一旦发生，立刻切断家庭供电总路。

步骤S40：电量检测单元20将所检测的电器的用电状况与控制指令进行关联，确定出电器是否正确执行了控制指令。

本步骤中，包括以下子步骤：

电量检测控制单元202首先判断是否识别出发生变化的电信号属于哪个电器，若能识别，则直接进行识别，并依据电信号判断出该电器是否正确执行了控制指令。

反之，若不能识别，则需要对电信号进行学习，即记录当前发生变化的电信号，将所述电信号加载时间轴，与该电器ID进行关联存储到存储单元中。进一步的，还可加入具体控制指令进行学习，例如，控制空调制冷25℃，对应A类电信号，控制空调制冷26℃，对应B类电信号等等，从而实现对于新电器的学习。进而判断出被控电器是否正确执行了控制指令。

步骤S50：针对未正确执行控制指令的电器，采用上报或重新发送控制指令的方式进行纠正。

通过上述方式，可以克服现有技术中，需对电器进行改造，从而才能实现远程监控的缺陷。本实施例中，针对部分老旧电器，同样可以进行远程控制。即，由控制端发出对电器的控制指令，电量检测单元20检测对应电器在家庭用电总线上所引起的电量变化，若已知发生电量变化的电器ID，则可直接获知该电器是否正确响应了控制指令；反之若未知生电量变化的电器ID，则需要对该电量变化进行学习，包括电器ID以及具体控制指令等。从而可以在不升级电器的情况下，实现对于电器的远程控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。例如，对于电器发送指令，即发射接收模块103包括红外方式或者433等单向控制方式；而在信息共享过程中，包括有线网络和无线网络等。总之，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电器控制系统，其特征在于，包括：

智能终端，用于远程向电器下达控制指令，接收返回的电器状态；

遥控单元，通过网络与智能终端通信连接，对所述控制指令进行编码，输出至对应电器；

电量检测单元，设于供电总路上，用于识别出各个电器的电指纹，将所识别出的电指纹反馈至智能终端，该电指纹是包含时间轴的电信号；

联动控制单元，分别与所述电量检测单元和遥控单元通信连接，用于依据电量检测单元所检测的各个电器的电指纹以及遥控单元输出的指令，对电器是否正确执行指令进行监控及纠正，并将其监控数据远程传输。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述遥控单元包括：

网络模块，用于接收或发送对于电器的控制指令；

发射接收模块，用于输出或转发对于电器的控制指令；

遥控处理模块，分别与所述网络模块和发射接收模块连接，预先存储有不同电器控制指令的码值，依据其所存储的码值，将所述发射接收模块的所述控制指令进行对应解析。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电量检测单元包括：

检测单元，对供电总路的电信号进行检测；

时钟单元，用于向检测单元提供时钟数据，以建立时间轴；

存储单元，用于储存不同电器的ID及该电器的电指纹；

电量检测控制单元，用于建立电指纹以及电器的ID的对应关系，并依据所存储的对应关系对电器运行状态进行识别；

网络单元，用于将各个电器的电指纹及运行状态进行调制处理，通过网络输出。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电量检测单元还包括：

电信号拆分模块，与所述检测单元连接，用于当在总线上的电信号发生变化时，将所采集的电信号与变化前的电信号进行差值运算，以在时间轴上确定出引起总线上发生变化的电信号。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述网络单元还用于接收所述遥控单元转发的电器自身遥控器发出遥控指令；

所述电量检测控制单元还与所述网络单元连接，用于将检测单元所检测的电信号变化与所述遥控指令进行关联。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电量检测单元还包括动作单元，作为开关设于家庭供电总路中；

所述存储单元中还存储有人体触电的特例电信号；

所述电量检测控制单元还用于将所述检测单元所检测的电信号与所述特例电信号进行比对，发现一致时控制动作单元断开。

7.一种电器控制方法，其特征在于，包括步骤：

A、向电器下达控制指令；

B、电量检测单元检测该电器的电指纹，该电指纹是包含时间轴的电信号；

C、电量检测单元依据所述电指纹判断电器是否正确执行所述控制指令。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤B包括：

当在总线上的电信号发生变化时，将所采集的电信号与变化前的电信号进行差值运算，以确定出引起总线上发生变化的电信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤C包括：

判断采集到的引起总线上发生变化的电信号是否为已知电器的电信号，若是则依据所述电信号判断电器是否正确执行所述控制指令；

若否将当前电器的电信号与当前电器的ID信息进行匹配，进行存储。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述将当前电器的电信号与当前电器的ID信息进行匹配包括：

获取对于电器的控制指令；

检测供电总路的电信号在电器收到所述控制指令后的变化；

将所述控制指令与所述电信号的变化进行关联并存储。