CN110736874B - 一种智能浴霸的电量统计方法 - Google Patents

一种智能浴霸的电量统计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能浴霸的电量统计方法，该智能浴霸设有电量统计电路，所述电量统计电路包括电路板、电压采样电路、中央处理器和通讯模块，所述电压采样电路、中央处理器和通讯模块均设置在所述电路板；所述电压采样电路的输出端与所述中央处理器电连接，所述电压采样电路的输入端与市电连接；所述通讯模块的输入端与所述中央处理器的输出端电连接，所述通讯模块用于与显示终端的通讯连接。本发明旨在提供一种能够方便且实时统计浴霸不同工作模式下的用电量的智能浴霸的电量统计方法。

Description

一种智能浴霸的电量统计方法
技术领域
本发明涉及卫浴设备技术领域，尤其涉及一种智能浴霸的电量统计方法。
背景技术
随着生活水平的提高，浴霸作为一种集照明、吹风、取暖、抽湿为一体的家用电器，被越来越多的家庭使用。风暖版的浴霸是耗能大户，部分浴霸工作时最大功率高达2500W，十分耗电，很多用户在使用过程中由于不知道具体的耗电情况，打开取暖功能后可能不会马上换掉，任凭其工作，浪费掉大量的电能。对于浴霸的不同工作模式下，浴霸的用电电量也是有所不同，用户在使用浴霸时，无法准确地获知浴霸的各种工作模式的用电情况，在使用时存在疏忽，容易同时开启多种工作模式，造成电能的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提出一种智能浴霸的电量统计方法，能够方便且实时统计浴霸不同工作模式下的用电量并发送至显示终端进行显示，使用户能够直观地观察到浴霸的用电量。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种具有电量统计的智能浴霸，该智能浴霸设有电量统计电路，所述电量统计电路包括电路板、电压采样电路、中央处理器和通讯模块，所述电压采样电路、中央处理器和通讯模块均设置在所述电路板；
所述电压采样电路的输出端与所述中央处理器电连接，所述电压采样电路的输入端与市电连接；
所述通讯模块的输入端与所述中央处理器的输出端电连接，所述通讯模块用于与显示终端的通讯连接。
优选的，所述电压采样电路包括火线接线端ACL、零线接线端ACN、整流电路和滤波稳压电路，所述整流电路的两个输入端分别与所述火线接线端ACL和所述零线接线端ACN电连接，所述整流电路的两个输出端分别与所述滤波稳压电路的两个输入端电连接，所述滤波稳压电路的输出端与所述中央处理器的信号输入端电连接。
优选的，所述整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，所述二极管D1的正极端与所述火线接线端ACL电连接，所述二极管D2的正极端与所述零线接线端ACN，所述二极管D1的负极端和所述二极管D2的负极端电连接，所述二极管D3的负极端与所述火线接线端ACL电连接，所述二极管D4的负极端与所述零线接线端ACN电连接，所述二极管D3的正极端和所述二极管D4的正极端电连接。
优选的，所述滤波稳压电路包括极性电容C1、电阻R1、电阻R2、二极管D5、二极管D6和电容C2，所述极性电容C1的正极端与所述火线接线端ACL电连接，所述极性电容C1的负极端与所述零线接线端ACN电连接，所述电阻R1和所述电阻R2串联的支路并联在所述极性电容C1的两端，所述二极管D5并联在所述电阻R2的两端，所述电容C2并联在所述二极管5的两端，所述二极管D6的正极端与所述二极管D5的负极端电连接，所述二极管D6的负极端与直流电源VCC电连接，所述电容C2与所述二极管D5的负极端电连接的一端与所述中央处理器的信号输入端电连接。
优选的，所述通讯模块为无线通讯模块，所述无线通讯模块为wifi模块或蓝牙模块。
一种智能浴霸的电量统计方法，包括以下步骤：
步骤S1：设定智能浴霸的照明工作模式为A1，吹风工作模式为A2，换气工作模式为A3，取暖工作模式为A4； A1，A2 ，A3和A4在开启状态数值为1，A1，A2 ，A3和A4在关闭状态数值为0；中央处理器根据当前工作模式，记录当前A1，A2 ，A3和A4的工作状态数值；
步骤S2：电压采样电路输入220V时，采集参考电压Uad1；
步骤S3：电压采样电路在实际工作时，采集输入电压Uad2；
步骤S4：设定智能浴霸的照明工作额定功率为P1，吹风工作额定功率为P2，换气工作额定功率为P3，取暖工作额定功率为P4；
步骤S5：设定智能浴霸的照明工作占空比为D1，吹风工作占空比为D2，换气工作占空比为D3，取暖工作占空比为D4；
步骤S6：将上述数据代入下列公式：
P总=P照明+P吹风+P换气+P取暖=A1*D1*P1+ A2*（D2*Uad2/Uad1）²*P2+ A3*（D3*Uad2/Uad1）²*P3+ A4*（D4*Uad2/Uad1）²*P4；
W总 ，=P总*t/3600；
得出时间t内，消耗总的电量W总 ，。
优选的，还包括步骤S7：将时间t消耗总的电量W总 ，，代入下列公式：
W总 ，，= W总+ W总 ，；
其中W总为上一次统计总电量，W总 ，，为当前统计总电量；每隔时间t向外部的显示终端发送一次W总 ，，。
优选的，还包括步骤S8：浴霸进入待机状态，显示终端记录本次统计电量W总 ，，，中央处理器将W总清零，等待进行下一次统计工作。
优选的，还包括步骤S9：中央处理器将采集的输入电压Uad2，代入下列公式：
A=∣Uad2-Uad1∣/ Uad1；
当A值大于0.1时，中央处理器发出信号至外部的报警装置。
本发明采用上述结构，通过非隔离的电压采样电路对电路实时电压进行采集，成本较低，采集结果准确性高，能够实时反馈电路的电压情况；通过实时电压计算出实时的消耗电量，检测结果准确，能够检测出设备在不同工作模式下，对应的消耗电量，并将消耗电量信息进行发送至显示设备，客户能够直观地观察到消耗电量，培养良好的节能意识。
附图说明
附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明通讯连接示意图；
图3是本发明电压采样电路的电路原理图。
其中：电路板1、电压采样电路2、中央处理器3、通讯模块4。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
参阅图1至图3所示，本实施例的一种具有电量统计的智能浴霸，该智能浴霸设有电量统计电路，所述电量统计电路包括电路板1、电压采样电路2、中央处理器3和通讯模块4，所述电压采样电路2、中央处理器3和通讯模块4均设置在所述电路板1。
所述电压采样电路2的输出端与所述中央处理器3电连接，所述电压采样电路2的输入端与市电连接。
所述通讯模块4的输入端与所述中央处理器3的输出端电连接，所述通讯模块4用于与显示终端的通讯连接。
采用这种结构，在电路输入220V电压时，通过电压采样电路2采集参考电压，在电路实际工作时，通过电压采样电路2采集输入电压，将采集的参考电压和输入电压发送至中央处理器3，中央处理器3计算得出消耗电量，并将该消耗电量通过通讯模块4发送至显示终端进行显示，如手机APP或显示屏等，使用户能够直观地看到浴霸使用的电量，有助于用户实时了解智能浴霸实际用电情况，培养较好的节能意识。本电路的电量统计方式简单，只需采样当前的电压值，即可计算出使用的电量，并在显示终端进行显示，具有成本低，使用方便，显示结果直观等优点。
优选的，所述电压采样电路2包括火线接线端ACL、零线接线端ACN、整流电路和滤波稳压电路，所述整流电路的两个输入端分别与所述火线接线端ACL和所述零线接线端ACN电连接，所述整流电路的两个输出端分别与所述滤波稳压电路的两个输入端电连接，所述滤波稳压电路的输出端与所述中央处理器3的信号输入端电连接。
采用这种结构，通过整流电路和滤波稳压电路对采集的电压进行整流、滤波和稳压处理，方便得到能够被中央处理器3直接采集的电压，中央处理器3根据该采集电压进行计算得出浴霸的使用电量。
优选的，所述整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，所述二极管D1的正极端与所述火线接线端ACL电连接，所述二极管D2的正极端与所述零线接线端ACN，所述二极管D1的负极端和所述二极管D2的负极端电连接，所述二极管D3的负极端与所述火线接线端ACL电连接，所述二极管D4的负极端与所述零线接线端ACN电连接，所述二极管D3的正极端和所述二极管D4的正极端电连接。
采用这种结构，通过二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4配合组成整流电路，将交流输入整流为直流输入，方便电压进行采集。
优选的，所述滤波稳压电路包括极性电容C1、电阻R1、电阻R2、二极管D5、二极管D6和电容C2，所述极性电容C1的正极端与所述火线接线端ACL电连接，所述极性电容C1的负极端与所述零线接线端ACN电连接，所述电阻R1和所述电阻R2串联的支路并联在所述极性电容C1的两端，所述二极管D5并联在所述电阻R2的两端，所述电容C2并联在所述二极管5的两端，所述二极管D6的正极端与所述二极管D5的负极端电连接，所述二极管D6的负极端与直流电源VCC电连接，所述电容C2与所述二极管D5的负极端电连接的一端与所述中央处理器的信号输入端电连接。
采用这种结构，通过极性电容C1、电阻R1、电阻R2、二极管D5、二极管D6和电容C2配合组成滤波稳压电路，对整流后的直流电压进行滤波，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。同时，对整流后的直流电压进行稳压，使电压保持稳定，便于中央处理器3进行电压采集。
优选的，所述通讯模块4为无线通讯模块，所述无线通讯模块4为wifi模块或蓝牙模块。
采用这种结构，通过无线通讯模块与外部的显示终端通讯连接，适应性好，成本低，方便搭建和维护。
一种智能浴霸的电量统计方法，包括以下步骤：
步骤S1：设定智能浴霸的照明工作模式为A1，吹风工作模式为A2，换气工作模式为A3，取暖工作模式为A4； A1，A2 ，A3和A4在开启状态数值为1，A1，A2 ，A3和A4在关闭状态数值为0；中央处理器3根据当前工作模式，记录当前A1，A2 ，A3和A4的工作状态数值；
步骤S2：电压采样电路2输入220V时，采集参考电压Uad1；
步骤S3：电压采样电路2在实际工作时，采集输入电压Uad2；
步骤S4：设定智能浴霸的照明工作额定功率为P1，吹风工作额定功率为P2，换气工作额定功率为P3，取暖工作额定功率为P4；
步骤S5：设定智能浴霸的照明工作占空比为D1，吹风工作占空比为D2，换气工作占空比为D3，取暖工作占空比为D4；
步骤S6：将上述数据代入下列公式：
P总=P照明+P吹风+P换气+P取暖=A1*D1*P1+ A2*（D2*Uad2/Uad1）²*P2+ A3*（D3*Uad2/Uad1）²*P3+ A4*（D4*Uad2/Uad1）²*P4；
W总 ，=P总*t/3600；
得出时间t内，消耗总的电量W总 ，。
采用这种结构，工作时，每个工作模式的开通或关闭均由中央处理器3独立控制，即A1至A4为独立控制，中央处理器3控制A1至A4的开通或关闭，并进入不同的工作模式，并在对应的工作模式下，采集参考电压Uad1和输入电压Uad2，即可计算出不同工作模式下浴霸的实时工作消耗电量。
本电量统计方法通过非隔离的方式实时测量实际工作输入电压Uad2，成本较低，通过该输入电压Uad2计算出浴霸在对应的工作模式下，实时工作功率P总，并计算出实时消耗电量W总 ，，采用实时检测的方式，使测量结果更加准确，能够准确地测出不同工作模式下浴霸的实际消耗电量，避免各功能区域相互干扰而影响电量的检测结果。
例如：当浴霸只进行照明和取暖工作时，即A2=A3=0,A1=A4=1，此时，实时功率P总=P照明 +P取暖=A1*D1*P1+ A4*D4*Uad2/Uad1²*P4，通过采集输入电压Uad2，即可计算出该工作模式下的总功率P总，进而计算出浴霸的消耗总电量W总 ，。
优选的，还包括步骤S7：将时间t消耗总的电量W总 ，，代入下列公式：
W总 ，，= W总+ W总 ，；
其中W总为上一次统计总电量，W总 ，，为当前统计总电量；每隔时间t向外部的显示终端发送一次W总 ，，。
采用这种结构，W总 ，，覆盖上一次统计总电量W总，能够进行多次或多种模式的电量统计，统计过程更加方便简单。
优选的，还包括步骤S8：浴霸进入待机状态，显示终端记录本次统计电量W总 ，，，中央处理器3将W总清零，等待进行下一次统计工作。
采用这种结构，浴霸进入待机状态，中央处理器3将W总清零，方便进行下一次电量统计，避免第二次统计结果受到上一次统计结果的影响。
优选的，还包括步骤S9：中央处理器3将采集的输入电压Uad2，代入下列公式：
A=∣Uad2-Uad1∣/ Uad1；
当A值大于0.1时，中央处理器3发出信号至外部的报警装置。
采用这种结构，当A值大于0.1时，即输入电压Uad2波动较大，此时电压输入不稳定，容易损毁电路的元器件，中央处理器3发送信号给报警装置，通知用户此时电压输入不稳定，需要进行线路检修。报警装置可以是手机app，通过手机app发出通知提醒用户，也可以是其它显示屏或声光报警器，发出提示声音提醒用户。
工作时，客户根据需求打开智能浴霸的不同功能，中央处理器3根据打开的不同功能确定A1，A2 ，A3和A4的工作状态数值，电压采样电路2采集实时输入电压Uad2，中央处理器3通过实时输入电压Uad2和参考电压Uad1计算出当前工作模式的实时消耗总功率，从而计算出时间t内，该工作模式消耗的总电量，并通过通讯模块4将总电量信息发送至外部的显示设备，例如手机app等，方便用户进行查看。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种智能浴霸的电量统计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：设定智能浴霸的照明工作模式为A1，吹风工作模式为A2，换气工作模式为A3，取暖工作模式为A4； A1，A2 ，A3和A4在开启状态数值为1，A1，A2 ，A3和A4在关闭状态数值为0；中央处理器根据当前工作模式，记录当前A1，A2 ，A3和A4的工作状态数值；
步骤S2：电压采样电路输入220V时，采集参考电压Uad1；
步骤S3：电压采样电路在实际工作时，采集输入电压Uad2；
步骤S4：设定智能浴霸的照明工作额定功率为P1，吹风工作额定功率为P2，换气工作额定功率为P3，取暖工作额定功率为P4；
步骤S5：设定智能浴霸的照明工作占空比为D1，吹风工作占空比为D2，换气工作占空比为D3，取暖工作占空比为D4；
步骤S6：将上述数据代入下列公式：
P总=P照明+P吹风+P换气+P取暖=A1*D1*P1+ A2*（D2*Uad2/Uad1）²*P2+ A3*（D3*Uad2/Uad1）²*P3+ A4*（D4*Uad2/Uad1）²*P4；
W总 ，=P总*t/3600；
得出时间t内，消耗总的电量W总 ，。
2.根据权利要求1所述的一种智能浴霸的电量统计方法，其特征在于，还包括步骤S7：将时间t消耗总的电量W总 ，，代入下列公式：
W总 ，，= W总+ W总 ，；
其中W总为上一次统计总电量，W总 ，，为当前统计总电量；每隔时间t向外部的显示终端发送一次W总 ，，。
3.根据权利要求2所述的一种智能浴霸的电量统计方法，其特征在于，还包括步骤S8：浴霸进入待机状态，显示终端记录本次统计电量W总 ，，，中央处理器将W总清零，等待进行下一次统计工作。
4.根据权利要求3所述的一种智能浴霸的电量统计方法，其特征在于，还包括步骤S9：中央处理器将采集的输入电压Uad2，代入下列公式：
A=∣Uad2-Uad1∣/ Uad1；
当A值大于0.1时，中央处理器发出信号至外部的报警装置。
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