CN108023795A - 一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置，包括云服务器、主控单片机、无线传输模块、第一无线路由器、若干第二无线路由器和若干智能插座，所述主控单片机上连接有时钟模块、LCD显示屏、应急存储装置、开关电源、电能计量模块和继电器模块，所述开关电源、电能计量模块和继电器模块上连接有电源插头，继电器模块上连接有三孔插座，所述主控单片机通过无线传输模块与第一无线路由器相连接，云服务器与第一无线路由器和若干第二无线路由器无线连接，第二无线路由器上连接有智能插座。本发明具有高可靠性和安全性，具有各种分析展示功能，更强大和人性化的能耗监控功能，可以进行更人性化的智能策略分析。

Description

一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置
【技术领域】
本发明涉及家庭智能设备的技术领域，特别是一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置的技术领域。
【背景技术】
现有家用智能插座定时功能繁杂、通信控制配置成本高昂，同时没有电能计量的功能，更不能将数据存储在云服务器，工作效率低下。现有智能插座大部分只有定时控制的功能，并不具备电能采集于分析的功能，这点是十分欠缺的。智能用电管理装置涉及智能家居领域，需要更加全面，更加实用才能进行更好的市场推广。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置，具有高可靠性和安全性，具有各种分析展示功能，更强大和人性化的能耗监控功能，可以进行更人性化的智能策略分析，包括分析用户的用电情况与用电习惯提出更合理的节能策略，当家里断电的时候，该插座还能将数据存储下来，直到再次通电仍然能够把数据传输出去。
为实现上述目的，本发明提出了一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置，包括云服务器、主控单片机、无线传输模块、第一无线路由器、若干第二无线路由器和若干智能插座，所述主控单片机上连接有时钟模块、LCD显示屏、应急存储装置、开关电源、电能计量模块和继电器模块，所述开关电源、电能计量模块和继电器模块上连接有电源插头，继电器模块上连接有三孔插座，所述主控单片机通过无线传输模块与第一无线路由器相连接，云服务器与第一无线路由器和若干第二无线路由器无线连接，第二无线路由器上连接有智能插座。
作为优选，所述云服务器与若干软件控制模块相连接，所述软件控制模块为手机软件模块。
作为优选，电能计量模块包括ADE7755芯片、电流采样电路和电压采样电路，电流采样电路和电压采样电路与电源插头相连接，ADE7755芯片与控制单片机相连接。
作为优选，所述开关电源采用交流转直流的稳压模块，为内部电路供电，所述时钟模块内安装有一枚纽扣电池，用于电源插头断电时能继续走时。
本发明的有益效果：本发明结构简单、操作方便，具有高可靠性和安全性，具有各种分析展示功能，更强大和人性化的能耗监控功能，可以进行更人性化的智能策略分析，包括分析用户的用电情况与用电习惯提出更合理的节能策略，当家里断电的时候，该插座还能将数据存储下来，直到再次通电仍然能够把数据传输出去。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置的连接示意图。
【具体实施方式】
参阅图1，本发明一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置，包括云服务器1、主控单片机2、无线传输模块3、第一无线路由器4、若干第二无线路由器51和若干智能插座52，所述主控单片机2上连接有时钟模块5、LCD显示屏6、应急存储装置7、开关电源8、电能计量模块9和继电器模块10，所述开关电源8、电能计量模块9和继电器模块10上连接有电源插头21，继电器模块10上连接有三孔插座22，所述主控单片机2通过无线传输模块3与第一无线路由器4相连接，云服务器1与第一无线路由器4和若干第二无线路由器51无线连接，第二无线路由器51上连接有智能插座52。
所述云服务器1与若干软件控制模块11相连接，所述软件控制模块11为手机软件模块，电能计量模块9包括ADE7755芯片91、电流采样电路92和电压采样电路93，电流采样电路92和电压采样电路93与电源插头21相连接，ADE7755芯片91与控制单片机2相连接，所述开关电源8采用交流转直流的稳压模块，所述时钟模块5内安装有一枚纽扣电池。
本发明工作过程：
本发明一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置在工作过程中，电源插头21连接市电后，经过电能计量模块9与开关电源8的的输入端相连，控制单片机2作为中央处理模块同时与时钟模块5、无线传输模块3、继电器模块10、电能计量模块9、LCD显示屏6连接，而无线传输模块3则通过互联网与云服务器1相连。通过无线，将智能插座52采集的数据上传到云服务器1，然后通过手机软件模块11(手机APP)以柱状图或饼状图的形式，将各时段电量、某一段的电费，各用电器耗电量等数据反馈给使用者。而用户只需打开手机上配套的软件，连接到云服务器1之后，通过身份验证，即可获取关于自己家里各个智能插座的用电情况，这时我们的手机APP实现了智能用电网关的功能。而且智能插座52作为一个云终端，实现了与其他智能插座52的交互并与云服务器1相连，这也为实现大规模用电分析提供了可能。
控制单片机2是整个智能插座52的控制中心，它通过VCC、GND等I/O脚与开关电源8、应急存储装置7、LCD显示屏6、电能计量模块9、无线传输模块3、时钟模块5、继电器模块10等分别相连。控制单片机2通过引脚读取电能计量模块9的电流采集电路92和电压采集电路93来获取有功功率、无功功率、视在功率、电流值和电压值等计量数据，并计量一段时间的脉冲个数获取这段时间的用电量，通过LCD显示屏6上显示这些信息，通过另外一个引脚来读取时钟模块5的时间信息，最后将这些模块产生的信息汇总处理再通过TXD脚向无线传输模块3上传到云服务器1，并存储到应急存储装置7中。
电能计量模块9主要采用以ADE7755芯片91为核心芯片的模块组，经过电流采样电路92和电压采样电路93得到的采样信号进入ADE7755芯片，该芯片处理这些信号后就将两个信号处理好之后，以脉冲的形式从CF端输出到单片机的外部中断信号输入端。
时钟模块5是给控制单片机2提供准确的年、月、日、时、分、秒时间信息，其VCC3和GND3脚分别与开关电源的VCC和GND相连，用于给时钟模块5供电，此外时钟模块5上还自带一枚纽扣电池，用于电源插头21断电时能继续走时；控制单片机2通过引脚来读取时钟模块5提供的数据，将其与软件控制模块11发过来的数据对比从而实现定时功能。
无线传输模块3是硬件平台与无线局域网连接的桥梁，用于智能插座52与云服务器1的无线数据传输，其中VCC2和GND2脚分别与开关电源的VCC和GND相连，用于给蓝牙串口模块供电；TXD和RXD脚分别与单片机的RXD和TXD脚相连，用于数据的发送和接收。
平时控制单片机2发送数据的时候也会更新应急存储装置7中的数据，一旦断电控制单片机2内的数据丢失，应急存储装置7仍然能够将数据保存下来。
当没有自己的云服务器1时，一种可行的方式可以是使用现成的网络服务器，像新浪云计算平台SinaAPPEngine作为免费的中间服务器托管商即可实现。此外，百度云、微信公共账号都是行之有效的方法。
使用过程：首先将家用电器的电源线与本插座体的各个智能插座52连接，并保持各电器处于开机状态，使用者通过软件控制模块11连接到云服务器1，云服务器1进行身份验证后，用户就可选择性的查看各电器的用电量情况，用户就可以发送指令通过互联网将其发送到无线传输模块3上，无线传输模块3向主控单片机2发出信号，主控单片机2控制相应的开关通电或断电，以实现对家用电器的远程控制；同时使用者也可以向主控单片机2发送定时开关的信息，当主控单片机2检测到与时钟模块5发送的信息一致时，就会通过引脚高低电平引起继电器模块10的动作。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置，其特征在于：包括云服务器(1)、主控单片机(2)、无线传输模块(3)、第一无线路由器(4)、若干第二无线路由器(51)和若干智能插座(52)，所述主控单片机(2)上连接有时钟模块(5)、LCD显示屏(6)、应急存储装置(7)、开关电源(8)、电能计量模块(9)和继电器模块(10)，所述开关电源(8)、电能计量模块(9)和继电器模块(10)上连接有电源插头(21)，继电器模块(10)上连接有三孔插座(22)，所述主控单片机(2)通过无线传输模块(3)与第一无线路由器(4)相连接，云服务器(1)与第一无线路由器(4)和若干第二无线路由器(51)无线连接，第二无线路由器(51)上连接有智能插座(52)。
2.如权利要求1所述的一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置，其特征在于：所述云服务器(1)与若干软件控制模块(11)相连接，所述软件控制模块(11)为手机软件模块。
3.如权利要求1所述的一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置，其特征在于：电能计量模块(9)包括ADE7755芯片(91)、电流采样电路(92)和电压采样电路(93)，电流采样电路(92)和电压采样电路(93)与电源插头(21)相连接，ADE7755芯片(91)与控制单片机(2)相连接。
4.如权利要求1所述的一种面向云端服务的智能家庭用电管理装置，其特征在于：所述开关电源(8)采用交流转直流的稳压模块，所述时钟模块(5)内安装有一枚纽扣电池。
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