CN201909984U - 利用电力线载波通信定时控制负载通断的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种利用电力线载波通信技术实现对家庭用电设备进行定时通断控制的装置。它由单片机、电源、电力线载波通信模块、磁保持继电器、继电器驱动、控制端检测电路、时钟、存储器、蜂鸣器、霍尔元件和外壳十一个部分组成。在实际应用中，控制终端只需连接家庭内部任意电力线接口，即可向该装置发送通断时间表信息，装置中的单片机对这些信息进行解析，进而按照预设的时间定时吸合或者断开磁保持继电器，达到定时控制与之相连的负载通断的目的。本实用新型利用电力线载波通信技术，方便了对通断控制装置的时间表远程设置，使得用户能够对家庭用电器进行智能化管理。
Description
利用电力线载波通信定时控制负载通断的装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种按时间表定时控制家庭用电设备通断的装置，尤其是涉及一 种利用低压电力线载波通信实现远程控制家庭用电设备通断的装置。
背景技术
[0002] 随着智能电网技术的发展和逐步应用，家庭电能管理作为智能电网用电管理中重 要的一环发挥着越来越大的作用。一方面，家庭用电需要适应弹性电价，对大功率用电器实 施定时通断控制，在高电价时段断开大功率用电器，反之则开通大功率用电器；另一方面， 对用电器的控制需要具备远程和选择性特征，即通过家庭电能管理控制终端远程设置通断 时间表，而且只对安装控制开关的电器实施控制。
[0003] 目前，对用电设备定时控制的主要手段是安装定时开关，利用定时开关的按键手 动设置开关时间表。这就导致在开关较多时，修改设置不方便，而且无法实现非接触的时间 表设置。这就需要一种具备通信功能的智能负载通断控制装置，使得对众多用电设备的通 断控制可以远程集中进行，即通过家用电脑等控制终端向通断控制装置发布时间表信息， 进而控制各用电设备的通断时间。
发明内容
[0004] 为解决背景技术中的问题，本实用新型提供一种利用低压电力线载波通信实现远 程控制家庭用电设备通断的装置，使得用户通过家庭电脑等终端设备即可设置特定用电设 备的通断时间表信息，从而实现对家庭用电设备的智能管理。
[0005] 本实用新型所述的负载通断控制装置包括单片机、电源、电力线载波通信模块、磁 保持继电器、继电器驱动、控制端检测电路、时钟、存储器、蜂鸣器、霍尔元件和外壳十一个 部分。其中，单片机分别连接电源、电力线载波通信模块、继电器驱动、控制端检测电路、时 钟、存储器、蜂鸣器和霍尔元件；磁保持继电器分别与继电器驱动和电力线连接；电源、电 力线载波通信模块、控制端检测电路与电力线连接。单片机(MCU)负责通过电力线载波通 信对智能电表信息进行收集，处理和分析，并最终通过控制磁保持继电器来控制用电设备 的通断，单片机通过控制端检测电路来检测当前磁保持继电器的状态；时钟记录并提供当 前时间给单片机；存储器存储并提供对应的负载通断控制装置序号、通断时间表、接通延时 时间等数据；蜂鸣器用于上电和进入设置状态提示；霍尔元件的主要作用是当磁性器件靠 近时通知单片机进入设置状态，以实现第一次上电时对其进行对应负载通断控制装置序号 进行设置；电源提供负载通断控制装置所需的各种电源；控制端检测电路的主要作用是检 测磁保持继电器后端是否有电压，以确定磁保持继电器是否闭合；继电器驱动为针对磁保 持继电器所做的驱动电路；磁保持继电器为控制信号消失后仍然保持当前状态的大容量继 电器；电力线载波通讯模块的主要作用是使单片机与智能电表进行数据交换，以实现智能 负荷控制装置各种功能；外壳用于将各部分装配成一个整体，并对各部分形成保护。
[0006] 本发明的有益结果是提供了一种实现家庭用电设备智能通断管理的装置，它利用低压电力线载波通信技术实现控制命令的传递，避免了另设通信线路，选择性远动控制的 方式使得用户能够在负荷高峰期（电价较高）选择性关断大功率用电器以降低电网负荷，而 保证办公、照明等基本用电需求，并最终提高家庭电能使用效率。
附图说明
[0007] 图1本发明智能负荷控制装置的原理框图
[0008] 图2本发明智能负荷控制装置内单片机程序流程图
[0009] 具体实施方式
[0010] 本实用新型在应用中，首先将家用电脑连接一个电力线载波通信调制解调模块， 然后将该电力线载波通信调制解调模块连接至家庭中任意插座，本实用新型所述的装置则 与被控负载串联，连接后通过电脑的串行输出接口即可向本实用新型中所述的装置发布通 断时间表命令。
[0011] 在本实施例中，低压电力线载波通信技术是现有技术，在2009年12月30日授权 的中国专利2004100403801和2004年09月01日授权的中国专利03^7309中有详细说明， 在此，本发明应用低压电力线载波通信技术的工作原理不作具体描述。
[0012] 如图1所示，本实用新型中的智能负荷控制装置主要包括单片机、电源、电力线载 波通信模块、磁保持继电器、继电器驱动、控制端检测电路、时钟、存储器、蜂鸣器、霍尔元件 和外壳十一个部分。其中，单片机分别连接电源、电力线载波通信模块、继电器驱动、控制 端检测电路、时钟、存储器、蜂鸣器和霍尔元件；磁保持继电器分别与继电器驱动和电力线 连接；电源、电力线载波通信模块、控制端检测电路与电力线连接。单片机(MCU)负责通过 电力线载波通信对智能电表信息进行收集，处理和分析，并最终通过控制磁保持继电器来 控制用电设备的通断，单片机通过控制端检测电路来检测当前磁保持继电器的状态；时钟 记录并提供当前时间给单片机；存储器存储并提供对应的负载通断控制装置序号、通断时 间表、接通延时时间等数据；蜂鸣器用于上电和进入设置状态提示；霍尔元件的主要作用 是当磁性器件靠近时通知单片机进入设置状态，以实现第一次上电时对其进行对应负载通 断控制装置序号进行设置；电源提供负载通断控制装置所需的各种电源；控制端检测电路 的主要作用是检测磁保持继电器后端是否有电压，以确定磁保持继电器是否闭合；继电器 驱动为针对磁保持继电器所做的驱动电路；磁保持继电器为控制信号消失后仍然保持当前 状态的大容量继电器；电力线载波通讯模块的主要作用是使单片机与智能电表进行数据交 换，以实现智能负荷控制装置各种功能；外壳用于将各部分装配成一个整体，并对各部分形 成保护。
[0013] 本发明中采用AVR单片机。在实际智能负荷控制装置设计中，具备类似功能的芯 片或电路系统均可应用，其运行和操作方法是，将编写的软件固化在硬件中，此技术属于现 有公知技术。单片机与其他元件的联接及制造均为公知技术，在此不作具体描述。
[0014] 如图2所示，单片机的工作流程包括：
[0015] 步骤201 ：程序开始，实现时钟等的初始化；
[0016] 步骤202 ：主程序初始化完成后检测当前磁保持继电器状态；
[0017] 步骤203 ：检测霍尔元件是否动作；
[0018] 步骤204 ：若步骤203中霍尔元件动作即进入设置状态；[0019] 步骤205 ：进入设置状态后，电表下发设置信息，保存并返回成功信息后退出设置 状态，如果电表长时间不对智能负荷控制装置进行设置（约1分钟），智能负荷控制装置会 自动退出设置状态。所以在设置时可以将磁性器件一直放置于霍尔元件附近，设置完成后 再将其移开；
[0020] 步骤206 ：若步骤203中霍尔元件没有动作或者步骤205完成后，检测是否收到通 断时间表信息；
[0021] 步骤207 ：如果收到通断时间表信息，则判断当前时间是否为吸合时段，否则重复 执行步骤202 ；
[0022] 步骤208 ：若当前时间在吸合时段之内，在吸合前加入吸合延时等待时间（广60分 钟）和随机延时等待时间（广8)秒（防止不同负荷控制装置同时动作对电网的拉动）；
[0023] 步骤209:继电器吸合；
[0024] 步骤210 ：若当前时间不在吸合时段内，则继电器断开；
[0025] 步骤211 ：执行命令后向控制终端发送回执；
[0026] 步骤212:程序结束。
[0027] 本实用新型采用了电力线通信技术，大大方便了用户对家庭用电设备的远程通断 控制，成为家庭电能管理的有效手段，实用新型中所述的装置成本较低，适合大规模应用， 市场应用前景大。
Claims (1)
1. 一种利用电力线载波通信定时控制负载通断的装置其特征是：装置包括单片机、电 源、电力线载波通信模块、磁保持继电器、继电器驱动、控制端检测电路、时钟、存储器、蜂鸣 器、霍尔元件和外壳十一个部分，其中，单片机连接电源、电力线载波通信模块、继电器驱 动、控制端检测电路、时钟、存储器、蜂鸣器和霍尔元件，磁保持继电器分别与继电器驱动和 电力线连接，电源、电力线载波通信模块、控制端检测电路与电力线连接，外壳将其他十个 部分有机结合形成保护。
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