CN203233240U - 一种电器设备用电监控系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型实施例提供了一种电器设备用电监控系统，包括：家庭终端和多个智能插座，所述家庭终端分别与各个智能插座无线连接，所述智能插座与电器设备连接；所述家庭终端在接收到待开启电器设备的开启指令后，在待开启电器设备的工作电流与智能插座提供的已开启电器设备的实际工作电流之和未超过保险容量时，向智能插座发送开启指令。由于是在不超过保险容量的前提下才开启电器设备，从而可避免新设备开启后，总工作电流超过保险容量，解决了总工作电流超过保险容量的问题。

Description

一种电器设备用电监控系统
技术领域
本实用新型涉及用电技术领域，特别涉及一种电器设备用电监控系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高，生活用品电气化趋势日渐明显。现在，普通家庭通常有空调、微波炉、电磁炉、电脑等多台多种电器设备。这些电器设备的工作电流一般较大，当已经开启一些电器设备后，如再继续开启电器设备，则总工作电流将会进一步加大，并可能超过保险容量电流，烧毁保险丝，甚至引起电器设备本身出现故障。因此，如何防止总工作电流超过保险容量，成为现在需要解决的一个问题。
实用新型内容
有鉴于现有技术不能解决多台大功率电器进行并行工作的用电安全问题，本实用新型提供了一种电器设备用电监控系统，以解决总工作电流超过保险容量的问题。
本实用新型提供的一种电器设备用电监控系统，该系统包括：家庭终端和多个智能插座，所述家庭终端分别与各个智能插座无线连接，所述智能插座与电器设备连接；
所述家庭终端包括：接收模块、第一微处理器、第一通信模块和显示模块，其中：
接收模块用于，接收待开启电器设备的开启指令；
第一微处理器用于，在待开启电器设备的工作电流与智能插座提供的已开启电器设备的实际工作电流之和未超过保险容量时，通过第一通信模块向智能插座发送开启指令；
显示模块用于，显示每一所述已开启电器设备的实际工作电流、当前总实际工作电流、未开启电器设备信息列表和可开启电器设备信息列表中的至少一种；
所述智能插座包括：采集模块、第二通信模块、第二微处理器和继电器，
其中：
采集模块用于采集已开启电器设备的实际工作电流，并将所述已开启电器设备的实际工作电流通过第二通信模块发送给家庭终端；
第二微处理器用于，通过第二通信模块接收所述家庭终端发送的开启指令，并控制继电器接通待开启电器设备。
优选地，所述智能插座的采集模块实时采集已开启电器设备的实际工作电流，则：
所述第一微处理器将获得的、已开启电器设备的实际工作电流与预设阀值进行比较，在所述已开启电器设备的实际工作电流超过预设阀值时，所述第一微处理器通过第一通信模块向智能插座发送关闭指令，由智能插座的第二微处理器控制继电器断开以关闭对应的电器设备。
进一步优选地，所述家庭终端还包括蜂鸣器，该蜂鸣器在已开启电器设备的实际工作电流超过预设阀值时发出蜂鸣声报警。
优选地，所述家庭终端还包括输入模块，至少用于接收用户对所述保险容量和预设阀值的设置数据。
可见，本实用新型提供的电器设备用电监控系统包括家庭终端和多个智能插座，家庭终端接收到待开启电器设备的开启指令后，先计算待开启电器设备的工作电流与已开启电器设备的实际工作电流之和是否超过保险容量，如果没有超过，则向智能插座发送开启指令，由智能插座通过其内部的继电器控制电器设备开启。由于是在不超过保险容量的前提下才开启电器设备，从而可避免新设备开启后，总工作电流超过保险容量，解决了总工作电流超过保险容量的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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1a和图1b为本实用新型实施例所提供的电器设备用电监控系统结构示意图；
图2为电器设备用电监控系统的工作流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
图1a和图1b示出了本实用新型实施例所提供的电器设备用电监控系统的一种组成结构，其可包括：家庭终端101和多个智能插座102，家庭终端101分别与各个智能插座102无线连接，智能插座102与电器设备连接，其中：
家庭终端101包括：接收模块1011、第一微处理器1012和第一通信模块1013，接收模块1011用于接收待开启电器设备的开启指令，该开启指令可由家庭用户通过遥控板向家庭终端101发送，也可在直接按压电器设备的开启按钮后生成；第一微处理器1012在待开启电器设备的工作电流与智能插座提供的已开启电器设备的实际工作电流之和未超过保险容量时，通过第一通信模块1013向与该待开启电器设备相连接的智能插座102发送开启指令；这里的保险容量可以事先写入家庭终端101中，也可以由用户根据实际情况需要进行设置。
智能插座102包括：采集模块1021、第二通信模块1022、第二微处理器1023和继电器1024；
采集模块1021用于采集已开启电器设备的实际工作电流，并将该实际工作电流通过第二通信模块1022发送给家庭终端101，采集模块1021可以实时地采集电器设备的实际工作电流，也可以周期性地采集，还可根据家庭终端101的指令要求进行采集；更具体的，采集模块1021连接于智能插座中的火线上，从而获取已开启电器设备的实际工作电流。
第二微处理器1023通过第二通信模块1022接收家庭终端101的开启指令，并控制继电器1024接通以开启前述的待电器设备。
继电器是一种具有隔离功能的自动开关元件，其工作原理的实质是用小电流去控制大电流运作以实现电路接通或断开。
在本实施例中，继电器1024的主线圈与第二微处理器1023相连接。
更具体的，继电器1024的主线圈可作为控制端与第二微处理器1023的一个I/O端口连接，继电器1024的辅助触点串联于智能插座的火线上。第二微处理器1023通过控制继电器1024的主线圈的得电和失电，来控制辅助触点的闭合与断开，从而连通或断开电器设备的供电电路。
此外，上述家庭终端还可包括与第一微处理器相连接的显示模块。该显示模块可用于显示每一已开启电器设备的实际工作电流、当前总实际工作电流、未开启电器设备信息列表和可开启电器设备信息列表中的至少一种。
例如，显示模块可显示的内容如下：
当前的总工作电流，比如为15A（所有已开启电器设备的实际工作电流之和）；由于保险容量为20A，因此，剩余容量5A；
各已开启电器设备的实际工作电流（i1=6A；i2=3A；i3=3A；i4=3A）；
未开启电器设备信息列表或者可开启电器设备信息列表。
更具体的，未开启电器设备信息列表可包括未开启电器设备的名称，该设备的额定工作电流，并可进一步提示哪些未开启电器设备的额定工作电流超过剩余容量（5A）；
可开启电器设备信息列表中可包括额定工作电流小于剩余容量的所有未开启电器设备的名称，以及各设备对应的额定工作电流。
更具体的，上述显示模块可为LED显示屏、液晶显示屏等。
在实际应用过程中，考虑到经济实用性，上述实施例中的第一微处理器、第二微处理器可选用ATMEL的8位芯片ATmega8535，或51单片机等；上述实施例中的第一通信模块、第二通信模块之间采用无线通信，例如RF、ZigBee等。采集模块可采用计量芯片ATT7022B。
参见图2，该图示出了上述电器设备用电监控系统的工作流程，包括：
步骤S201：家庭终端的接收模块接收待开启电器设备的开启指令；
举例来讲，家庭用户准备开启某一目标电器设备（也即待开永电器设备），以使目标电器设备与正在运行的其他电器设备同时工作，家庭用户通过遥控面板或按压电器设备的开启按钮发送开启指令。在本实施例中，该开启指令并不立即执行，而要经过电器设备用电监控系统判断该目标电器设备如果开启是否会影响到家庭用电网络的整体正常运行，不会影响时才开启该目标电器设备。
步骤S202：家庭终端的第一微处理器根据该待开启电器设备的预置功率计算待开启电器设备的工作电流；
家庭终端的接收模块在接收到开启指令后，从该开启指令中解析出待开启电器设备的标识号，然后由第一微处理器获取该标识号对应的预置功率，根据该功率计算出待开启电器设备的工作电流。比如，根据预置功率和已知当前电压，计算该电器设备的工作电流。
步骤S203：家庭终端的第一微处理器通过第一通信模块向智能插座发送获取实际工作电流的指令，由智能插座的采集模块收集已开启电器设备的实际工作电流，并返回给家庭终端；
智能插座的采集模块可实时地或者周期性地采集与其连接的电器设备的实际工作电流，也可如该步骤一样在得到家庭终端获取实际工作电流的指令后进行采集。还值得注意的是：这里的实际工作电流可能包括多个，因为在待开启电器设备准备开启之前，可能已经开启了多个电器设备，与这些电器设备连接的智能插座将返回各自对应的电器设备的实际工作电流。
步骤S204：家庭终端的第一微处理器获得实际工作电流后，将待开启电器设备的工作电流和实际工作电流进行求和；
通过将待开启电器设备的工作电流和实际工作电流进行求和，可获知家庭用电网络中当前正在运行的电器设备和待开启的电器设备启动后，整个家庭用电网络的总工作电流。
步骤S205：家庭终端的第一微处理器判断待开启电器设备的工作电流和实际工作电流之和是否超过保险容量，如果否，则家庭终端的第一微处理器通过第一通信模块向智能插座发送开启指令；
在获得家庭用电网络的总工作电流后，将其与预设的保险容量进行比较，如果超过保险容量，说明待开启的电器设备不能开启，一旦开启将出现不安全用电可能；如果未超过保险容量，说明即使将待开启电器设备加入到当前正在运行的电器设备网络中，对家庭用电网络的安全用电也并不构成威胁，因此，可以运行该电器设备。比如，某家庭的保险电流容量（保险容量）为20A，如果计算出的待开启电器设备的工作电流和智能插座采集到的正在运行的电器设备的实际工作电流之和小于20A，则可以开启用户待开启的电器设备。这种情况下，由家庭终端的第一微处理器通过第一通信模块向相应的智能插座发送开启指令。
步骤S206：第二微处理器通过第二通信模块接收开启指令后，控制继电器接通电路以开启电器设备。
可见，在本实用新型实施例提供的电器设备用电监控系统中，在家庭终端接收到待开启电器设备的开启指令后，先计算出开启该电器设备可能需要的工作电流，然后将该工作电流与已开启电器设备的实际工作电流进行求和，再比较其和是否超过保险容量，如果没有超过，则向智能插座发送开启指令，由智能插座通过其内部的继电器控制电器设备开启。由于是在不超过保险容量的前提下才开启电器设备，从而可避免新设备开启后，总工作电流超过保险容量，解决了总工作电流超过保险容量的问题，实现了安全用电。
上述实施例中已提到智能插座的采集模块可实时采集已开启电器设备的实际工作电流。实际上，在对电器设备进行实时采集的情况下，本实用新型还可实现自动关闭电器设备的功能，其工作过程为：
智能插座的采集模块实时采集已开启电器设备的实际工作电流后，将该实际工作电流通过智能插座的第二通信模块上报给家庭终端，家庭终端的第一微处理器获得实际工作电流后，将其与对应的预设阀值进行比较，如果实际工作电流超过上述预设阀值，则家庭终端通过第一通信模块向智能插座发送关闭指令，由智能插座的第二微处理器控制继电器断开以关闭对应的电器设备。通过上述过程，本申请实施例实现了对异常电器设备的监控（对过流的监控），从而增加了用电安全。
在智能插座的采集模块实时采集已开启电器设备的实际工作电流的情况下，上述实施例的家庭终端还可以包括蜂鸣器1014。蜂鸣器1014在已开启电器设备的实际工作电流超过预设阀值时发出蜂鸣声报警，以提醒家庭用户及时处理电器设备的异常情况，从而减少用电安全事故的发生，进一步增强用电安全系数。
上述实施例中家庭终端还可以包括输入模块1015，用户可通过该模块对电器设备的预置功率、保险容量、预设阀值等进行设置和更改。比如，用户家庭新增加了一台电器设备，可通过输入模块1015将该电器设备的功率以及该电器设备的额定工作电流（也即上述预设阀值）等数据输入到家庭终端中，以便实现合理优化该电器设备的开启与关闭，以及监控该电器设备的工作状况。
换种说法讲，上述电器设备用电监控系统在执行步骤S201-S206之前，可先进行初始化设置：
在家庭终端上，将各智能插座与其所连接的电器设备相关联；
设置保险容量（假设I=20A）；
设置每一电器设备的额定电流i1、i2…in。
以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电器设备用电监控系统，其特征在于，该系统包括：家庭终端和多个智能插座，所述家庭终端分别与各个智能插座无线连接，所述智能插座与电器设备连接；
所述家庭终端包括：接收模块、第一微处理器、第一通信模块和显示模块，其中：
接收模块用于，接收待开启电器设备的开启指令；
第一微处理器用于，在待开启电器设备的工作电流与智能插座提供的已开启电器设备的实际工作电流之和未超过保险容量时，通过第一通信模块向智能插座发送开启指令；
显示模块用于，显示每一所述已开启电器设备的实际工作电流、当前总实际工作电流、未开启电器设备信息列表和可开启电器设备信息列表中的至少一种；
所述智能插座包括：采集模块、第二通信模块、第二微处理器和继电器，其中：
采集模块用于采集已开启电器设备的实际工作电流，并将所述已开启电器设备的实际工作电流通过第二通信模块发送给家庭终端；
第二微处理器用于，通过第二通信模块接收所述家庭终端发送的开启指令，并控制继电器接通待开启电器设备。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能插座的采集模块实时采集已开启电器设备的实际工作电流，则：
所述第一微处理器将获得的、已开启电器设备的实际工作电流与预设阀值进行比较，在所述已开启电器设备的实际工作电流超过预设阀值时，所述第一微处理器通过第一通信模块向智能插座发送关闭指令，由智能插座的第二微处理器控制继电器断开以关闭对应的电器设备。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述家庭终端还包括蜂鸣器，该蜂鸣器在已开启电器设备的实际工作电流超过预设阀值时发出蜂鸣声报警。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述家庭终端还包括输入模块，至少用于接收用户对所述保险容量和预设阀值的设置数据。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106154954A (zh) * 2016-08-24 2016-11-23 广西小草信息产业有限责任公司 一种电气自动控制系统及控制方法
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