CN204028657U - 一种家庭用电监测与控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种家庭用电监测与控制系统。所述家庭用电监测与控制系统包括智能插座、无线网关、网络、服务器、用户终端。智能插座可实时监测家庭中用电设备的用电情况，并将用电信息上传至位于云端的服务器，供用户在终端查询。当用户利用智能手机、计算机等终端远程控制用电设备工作时，控制指令会存储在位于云端的服务器中。智能插座间隔性地访问服务器，一旦发现有待处理指令，立即将其转发到处理器单元，处理器再根据指令向用电设备下发工作指令。该家庭用电监测与控制系统不仅实现了对用电设备用电情况的监测，还能够对用电设备进行远程控制、用电数据查询，以及电压、电流保护。该家庭用电监测与控制系统满足了家庭的智能用电和安全用电的要求。

Description

一种家庭用电监测与控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能家居技术领域，特别涉及一种家庭用电监测与控制系统。 

背景技术

随着科技和社会的进步，人们生活水平不断提高，智能家电也逐渐进入人们的生活，实现远程控制家电已成为人们生活的基本需求。为了使用电器，需要在住宅中安装插座作为电源的接口。 

目前市面上的插座产品控制功能单一，无法对用电设备的用电情况进行监测，也无法实现对用电设备的远程操作控制，而且不具有保护功能，在电流瞬间过大时，容易损坏用电设备，甚至对用户的生命安全造成威胁。 

随着环境污染日益加重，政府大力倡导全社会节能减排和低碳生活。在日常生活中，人们越来越关心家庭的用电情况，同时也积极响应政府的号召，希望通过节约用电为保护环境出一份力。 

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种家庭用电监测与控制系统，以实现人们对家用电器的用电监测、远程控制、过流保护，以及信息查询等功能。 

本实用新型的实施例提供一种家庭用电监测与控制系统，包括智能插座、无线网关、服务器、用户终端。 

智能插座，包括插座壳体、通信单元、处理器单元、存储单元、测量单元、开关单元、控制电源单元，在插座壳体内部，通信单元、存储单元、 测量单元、开关单元、控制电源单元分别与处理器单元连接。无线网关，用于实现无线网与以太网的转换，并具有路由功能，所述的无线网关与智能插座以无线方式连接，所述的无线网关与服务器通过以太网相连。用户终端，通过网络与服务器连接。 

所述控制电源单元一端接220V电源，一端接所述通信单元、处理器单元、测量单元和存储单元的电源，用于为上述单元的电子器件提供工作电源。 

所述处理器单元具有数据运算分析及逻辑处理功能，可实现对用电量的计算、电压和电流的保护设置、历史数据的统计；所述处理器单元在检测到电压或电流超过用电设备的正常工作电源范围时，可以进入保护状态，关断开关；所述处理器单元可以根据测量单元提供的数据进行用电设备用电耗能计算；所述处理器单元可以对电源的电压、电流质量进行分析；所述处理器单元可访问位于云端的家庭用电监测与控制平台服务器，读取用户的控制指令，进行分析处理，再通过通信单元输出控制指令。 

所述控制电源单元可将220V交流电转换为直流电，具体可采用交流/直流降压电路，除为所述通信单元、处理器单元、测量单元、存储单元提供工作电源外，还可为开关单元提供控制电流或电压信号。 

进一步地，考虑到家庭无线Wi-Fi网络已经十分普及，所述通信单元选择Wi-Fi通信模块，具有可行性与可推广性；所述通信单元实现处理器单元与云端服务器的通信，用于按照用户指令控制智能家用电器的运行。 

所述的智能插座设有唯一的编号，通过无线通信接口同无线网关，以及用电设备的通信接口相连。所述智能插座通过无线通信单元同所述无线网关相连，用于实现智能插座信息的汇集和管理。 

所述的无线网关采用集成了无线局域网接入点功能的网关路由器设备，实现家庭Wi-Fi无线网络覆盖。无线网关通过入户网线与位于云端的家庭用电监测与控制平台服务器相连，将智能插座获取的用电信息上传至 服务器。 

所述的服务器为位于云端的家庭用电监测与控制平台服务器，接收来自智能插座采集的用电信息，并进行用户用电分析，供用户查询；所述的服务器接收用户对智能家电的控制指令，供智能插座访问、查询。 

所述用户终端包括具有上网功能的智能手机和计算机，通过广域网，同位于云端的家庭用电监测与控制平台服务器建立连接，实现对家用电器的远程控制。 

本实用新型的家庭用电监测与控制系统可实现对用电设备的用电信息监测、历史数据查询、用电设备的过压过流保护，还可以实现对用电设备的远程操作控制，并且由于插座采用无线通信，减少了线路的复杂连接，使房屋干净整洁。 

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 

附图说明

图1为本实用新型的家庭用电监测与控制系统结构示意图。图2为家庭用电监测与控制系统中智能插座的结构示意图。 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

如图1所示，本实用新型的家庭用电监测与控制系统包括：多个智能插座9、无线网关10、服务器11、网络12、用户终端13，此外，还可能包括网线。 

智能插座9作为家用电器的电源接口，利用其通信单元同无线网关10建立连接；所述智能插座分别设置编号，用于控制管理和身份识别。 

网关10通过网络同位于云端的家庭用电监测与控制平台服务器11连 接；所述监控平台为专门的家庭用电监测与控制系统，能够对家庭用电情况进行监测、历史用电数据查询等。 

用户终端13为控制终端，用于用户对用电设备进行远程控制，以及登陆位于云端的家庭用电监测与控制平台服务器对用电设备用电情况进行查询；所述用户终端13可以为手机、笔记本电脑、平板电脑等；所述用户终端13必须支持上网功能，并且接入网络。 

如图2所示，本实用新型的智能插座系统包括通信单元1、控制电源单元2、处理器单元3、测量单元4、存储单元5、开关单元6。所述上述单元安装在插座壳体内。 

通信单元1用于实现云端服务器与所述处理器单元3之间的信息传输；处理器3通过通信单元1访问位于云端的服务器，读取存储的用户控制指令；该通信单元1接收所述处理器3发送的信息并转发给所述的用电设备7，同时将执行结果反馈给服务器。 

所述存储单元5存储处理器3获取的用电设备电压、电流、有功功率、电能、用电统计等数据；在存储单元空间不足时，可将历史数据通过处理器3、通信单元1传输到位于云端的家庭用电监测与控制平台服务器11中。 

具体的，家庭用电监测与控制系统的工作过程如下： 

用户通过用户终端13按下用电控制键使电源导通时，控制信息通过网络12传递到位于云端的家庭用电监测与控制平台服务器11，控制指令会存储在服务器11中，等待智能插座读取。智能插座间隔性地访问服务器11，一旦发现有待处理指令，立即将其转发到处理器3。处理器3在对测量单元4上传的电压数据进行判断后，执行是否启动开关单元6。如果电压符合用电设备7的工作范围，处理器3则将开关闭合信号传递给开关单元6；否则，处理器3不执行开关闭合信号，而将电压异常的信息反馈到用户终端。在智能插座读取到用户对用电设备的功能控制信号时，处理 器3经过指令分析，将形成的控制指令通过通信单元1传递给用电设备7执行。 

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种家庭用电监测与控制系统，包括智能插座、无线网关、服务器、用户终端，所述的家庭用电监测与控制系统，其特征在于： 

智能插座，包括插座壳体、通信单元、处理器单元、存储单元、测量单元、开关单元、控制电源单元，在插座壳体内部，通信单元、存储单元、测量单元、开关单元、控制电源单元分别与处理器单元连接； 

无线网关，用于实现无线网与以太网的转换，并具有路由功能，所述的无线网关与智能插座以无线方式连接，所述的无线网关与服务器通过以太网相连； 

用户终端，通过网络与服务器连接。 

2.根据权利要求1所述的家庭用电监测与控制系统，其特征在于，所述的智能插座设有唯一的编号，通过无线通信接口同无线网关，以及用电设备的通信接口相连。 

3.根据权利要求1所述的家庭用电监测与控制系统，其特征在于，所述的无线网关采用集成了无线局域网接入点功能的网关路由器设备，实现家庭Wi-Fi无线网络覆盖。 

4.根据权利要求1所述的家庭用电监测与控制系统，其特征在于，所述的服务器为位于云端的家庭用电监测与控制平台服务器，接收来自智能插座采集的用电信息，并进行用户用电分析，供用户查询；所述的服务器接收来自用户终端的控制指令，供智能插座访问。 

5.根据权利要求1所述的家庭用电监测与控制系统，其特征在于，无线网关通过入户网线与位于云端的家庭用电监测与控制平台服务器相连。 

6.根据权利要求1所述的家庭用电监测与控制系统，其特征在于，所述用户终端包括具有上网功能的智能手机和计算机，通过网络，同位于云端的服务器建立连接，以实现对家用电器的远程控制。