CN208522531U - 一种智能电源管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能电源管理系统，包括智能电源管理器、网关、控制终端、家电设备组和服务器；所述智能电源管理器包括微控制器、计量模块、ZigBee通信模块、继电器、显示模块和存储模块；所述微控制器模块分别与计量模块、ZigBee通信模块、继电器、存储模块双向通信连接；采用这样的系统后，两级智能电源管理器的设置，可以计量家电设备的总用电信息，也可以单独计量单个家电设备的用电信息，方便精准的掌握家电设备的用电情况。而且两级智能电源管理器的设置，通过控制终端的控制，可以单独控制家电设备的供电也可以一键控制所有家电设备的供电，方便快捷，达到节能环保。通过实时对家电设备的用电监控，可以达到安全使用家电设备的目的。

Description

一种智能电源管理系统

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及一种智能电源管理系统。

背景技术

随着社会的发展，家庭用电逐渐智能化，家庭网络逐步形成，使得家庭用电与家庭网络的协作性和安全性成为了智能家电的关键点。智能电源管理系统是智能家电系统中数据采集的基本设备之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础，更是智能家居的重要组成部分。

目前，由于智能家居的高速发展，对智能电源管理系统的需求量急速增加，而当下为了响应国家的节能减排的要求以及对用电安全的考虑，社会上急需一种即安全又能精确记录家庭用电的智能电源管理系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是设计一种智能电源管理系统，解决现有的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能电源管理系统，包括智能电源管理器、网关、控制终端、家电设备组和服务器；所述智能电源管理器包括微控制器、计量模块、ZigBee通信模块、继电器、显示模块和存储模块；所述微控制器模块分别与计量模块、ZigBee通信模块、继电器、存储模块双向通信连接；所述微控制器与显示器模块电气连接；所述家电设备组与继电器电气连接；所述网关与ZigBee通信模块双向通信连接；所述网关与控制终端双向通信连接；所述服务器分别与网关和控制终端双向通信连接。

进一步的，所述继电器和家电设备组之间还设有用电保护器；所述用电保护器包括欠压保护器、空气断路器、过流保护器和漏电保护器；所述欠压保护器与继电器电气连接；所述空气断路器与欠压保护器电气连接；所述过流保护器与空气断路器电气连接；所述漏电保护器与过流保护器电气连接；所述家电设备组与漏电保护器电气连接。

进一步的，所述控制终端为PC机或平板电脑或移动手机。

进一步的，所述微控制器还电气连接报警装置。

进一步的，所述控制终端为一安装有控制软件的终端控制器。

本实用新型的有益效果：采用这样的系统后，两级智能电源管理器的设置，可以计量家电设备的总用电信息，也可以单独计量单个家电设备的用电信息，方便精准的掌握家电设备的用电情况。而且两级智能电源管理器的设置，通过控制终端的控制，可以单独控制家电设备的供电也可以一键控制所有家电设备的供电，方便快捷，达到节能环保。通过实时对家电设备的用电监控，可以达到安全使用家电设备的目的。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步阐明。

图1为本实用新型的智能电源管理系统的结构图；

图2为本实用新型的具有用电保护器的智能电源管理系统的。

具体实施方式

结合图1至图2，本实用新型提供了一种智能电源管理系统，包括智能电源管理器1、网关2、控制终端3、家电设备组4和服务器7；所述智能电源管理器1包括微控制器11、计量模块12、ZigBee通信模块13、继电器14、显示模块15和存储模块16；所述微控制器模11块分别与计量模块12、ZigBee通信模块13、继电器14、存储模块16双向通信连接；所述微控制器11与显示模块15电气连接；所述家电设备组4与继电器14电气连接；所述网关2与ZigBee通信模块13双向通信连接；所述网关与控制终端3双向通信连接；所述服务器7分别与网关2和控制终端3双向通信连接。

进一步的，所述继电器13和家电设备组4之间还设有用电保护器；所述用电保护器包括欠压保护器51、空气断路器52、过流保护器53和漏电保护器54；所述欠压保护器51与继电器14电气连接；所述空气断路器52与欠压保护器51电气连接；所述过流保护器53与空气断路器52电气连接；所述漏电保护器54与过流保护器53电气连接；所述家电设备组4与漏电保护器54电气连接。

进一步的，所述控制终端为PC机或平板电脑或移动手机。

进一步的，所述微控制器11还电气连接报警装置6。

进一步的，所述控制终端3为一安装有控制软件的终端控制器。

实施例1：

智能家居电源管理系统包括智能电源管理器1，和智能电源管理器1通过Zigbee通信连接的网关2，和网关2通过网络连接的控制终端3，智能电源管理器1另一端和家电设备组4电气连接。

所述的智能电源管理器1包括微控制器11，和微控制器11电气连接的计量模块12，所述计量模块12和微控制器11还使用通信接口通信连接，和微控制器11电气连接的Zigbee通信模块13，和微控制器11电气连接的显示模块15，和微控制器11电气连接的继电器14，和微控制器11电气连接的存储模块16。计量模块12用于统计家电设备组41所有负载设备及其他用电设备的用电量、电压、电流等信息，所述计量模块12将统计的用电量、当前电压和当前电流等信息实时传输给微控制器11，微控制器11将该信息存储在存储模块16并发送给显示模块15显示当前用电量信息。所述的微控制器11还电气连接一报警装置6，所述报警装置6为声音报警器或闪烁灯报警器或声音和闪烁灯结合的报警器。

所述的继电器14的另一端连接有一家电设备组4，家电设备组4包括若干家电设备41，每个家电设备41各自通过一插座和继电器14电气连接，若干家电设备41各自连接一插座后并联在继电器14上。

所述的网关2内包括一Zigbee通信模块，所述网关2的Zigbee通信模块和Zigbee通信模块13无线通信连接。网关2和一控制终端3通过路由器网络连接或局域网连接，所述的控制终端3为一装有控制软件的终端控制器，控制终端3为PC机、移动手机或者平板电脑，控制终端3通过控制软件发送指令到网关2，网关2通过Zigbee通信模块发送给智能电源管理器1的Zigbee通信模块13，Zigbee通信模块13将指令发送给微控制器11，网关2还包括一存储模块，此时该网关2的存储模块具有存储家电设备组4、智能电源管理器1和控制终端信息的功能。

所述网关2和控制终端3之间还连接有一服务端7，所述服务端7和网关2、控制终端3通过路由器网络协议连接，服务器7为一安装有服务端软件的服务端，网关2使用IP或Mac地址与服务端7绑定并网络协议连接，控制终端3在登录控制软件时，控制软件绑定网关2的IP或Mac地址，通过网络访问服务端7，根据绑定的网关2的IP或Mac地址访问到所述网关2，同时将相关指令通过服务端7发送到网关2，在通过网关2的Zigbee通信模块发送到智能电源管理器1，从而实现控制的作用，此外，服务端7具有存储家电设备组4、智能电源管理器1、网关2和控制终端信息的功能，当网关2和控制终端3之间连接有服务端7时，网关2不具有存储功能。

在实际应用中，使用者通过控制终端3的控制软件，发送用电量请求，依次通过网络协议访问服务端7找到网关2，并将用电量请求发送给网关2，或控制终端3的控制软件直接在局域网内访问网关2，然后通过网关2的Zigbee通信模块将用电量请求发送给智能电源管理器1的Zigbee通信模块13，Zigbee通信模块13将用电量请求发送给微控制器11，微控制器11收到用电量请求后，发送调取当前用电量给存储模块16，存储模块16将当前用电量依次发送给微控制器11，通过Zigbee通信模块13发送给网关2、网关2发送给服务端7再发送给控制终端3的控制软件，或者在局域网下网关2直接发送给控制终端3的控制软件，最终在控制终端3的控制软件上显示当前用电量。当家电设备组4用电出现异常情况时，如电压或电流过高或过低，微控制器11会发送警报指令给报警装置6，报警装置6发出声音或光线闪烁报警，在为控制11发送警报指令给报警装置6的同时，依次通过Zigbee通信模块13、网关2、服务端7，或依次通过Zigbee通信模块13、网关2，最终发送到控制终端3的控制软件上，使用者可以直接在智能电源管理器1上关闭电源，保证家电设备组4的用电安全，或者使用者可以通过控制终端3发送断电指令，依次通过服务端7、网关2、Zigbee通信模块13、微控制器11，最后微控制器11控制继电器14断电，从而保证用电安全。

第二实施例：

基于第一实施例，在智能电源管理器1的继电器14和家电设备组4之间还安装有一组用电保护器5，所述的用电保护器5为欠压保护器51、空气断路器52、过流保护器53和漏电保护器54中的一种或几种组合使用，所述欠压保护器51、空气断路器52、过流保护器53和漏电保护器54为电气连接且串联，且串联在继电器14和家电设备组4之间。当家电设备组的电压、电流或漏电等超出所述欠压保护器51、空气断路器52、过流保护器53和漏电保护器54的设定时，用电保护器5会被熔断断路，从而切断家电设备组4的电源，从而保护家电设备组的用电安全。

第三实施例：

基于第一、第二实施例，所述的家电设备组4的每个家电设备41和智能电源管理器1的继电器14之间还连接有一次级智能电源管理器42，所述次级智能电源管理器42和家电设备41电气连接，每个连接有家电设备41的次级智能电源管理器42并联在继电器14上，且电气连接。所述次级智能电源管理器42包括微控制器421，和微控制器421电气连接的计量模块422，和微控制器421电气连接的Zigbee通信模块423，和微控制器421电气连接的继电器424，和微控制器421电气连接的显示模块425，所述继电器424和一家电设备41电气连接。所述每个次级智能电源管理器42的Zigbee通信模块423和网关2的Zigbee通信模块通信。所述计量模块422实时计量本次级智能电源管理器42串联的家电设备42的用电信息，并将计量结果实时发送给微控制器421，微控制器421将计量结果实时发送给显示模块425显示，同时微控制器421将计量结果发送到存储模块424存储。所述各次级智能电源管理器42在将本级家电设备用电信息显示和存储在本级的显示模块和存储模块的同时，将相关用电信息发送给上一级的智能电源管理器1的微控制器11，微控制器11将信息发送给计量模块12进行用电信息计量，然后将计量结果发送给微控制器11，微控制器11收到计量结果后，将用电信息发送给显示模块15显示，同时将所述的用电信息发送至存储模块16存储。

工作方式：

在使用时，通过控制终端3的控制软件发出其中一个家电设备41的用电量等信息，可以通过访问服务端7找到网关2，或在局域网下直接找到网关2，通过网关2的Zigbee通信模块13直接发送给次级智能电源管理器42的Zigbee通信模块423，再将请求发送到微控制器421，微控制器421发送命令给存储模块424读取当前用电信息，然后微控制器421将用电信息依次通过Zigbee通信模块423、网关2、控制终端3的控制软件或服务端7，然后到达控制终端3的控制软件，并显示用电信息。当需要查看全部家电设备41用电信息时，在控制终端3的控制软件上选择总用电信息并发送请求，通过网关2的Zigbee通信模块将请求发送给智能电源管理器1的Zigbee通信模块13，Zigbee通信模块13发送请求给微控制器11，然后微控制器11从存储模块16中读取当前存储的总用电信息，并最终将当前总用电信息发送到控制终端3的控制软件上并显示。

当需要关闭当前所有家电设备时，可以通过控制终端3的控制软件的功能键，发送切断总用电开关电源请求，控制终端3将请求发送给服务端7然后到网关2或者控制终端3直接发送到网关2，然后通过网关2的Zigbee通信模块和智能电源管理器1的Zigbee通信模块13通信，将请求发送给微控制器11，微控制器11控制继电器14断电，此时，家电设备组4全部断电，断电后，继电器将已断电信息依次反馈到微控制器11、Zigbee通信模块13、网关2、控制终端3的控制软件或网关2将信息反馈到服务端7后再将信息反馈到控制终端3的控制软件上，并显示已关闭。当需要关闭家电设备组4中的其中一个或几个家电设备41时，通过智能终端3的控制软件上的功能键，发送关闭请求，最终通过网关2的Zigbee通信模块和次级智能电源管理器42的Zigbee通信模块423通信，将关闭请求发送到该次级智能电源管理器42的微控制器421，微控制器421控制继电器424断电，继电器424断电后，连接在此次级智能电源管理器42上的家电设备41停止工作，同时所述的继电器424将已关闭信息依次通过微控制器421、Zigbee通信模块423、网关2，最后反馈给控制终端3的控制软件，或者网关2反馈给服务端7后，服务端7反馈给控制终端3的控制软件并显示已关闭。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种智能电源管理系统，其特征在于：包括智能电源管理器、网关、控制终端、家电设备组和服务器；所述智能电源管理器包括微控制器、计量模块、ZigBee通信模块、继电器、显示模块和存储模块；所述微控制器模块分别与计量模块、ZigBee通信模块、继电器、存储模块双向通信连接；所述微控制器与显示器模块电气连接；所述家电设备组与继电器电气连接；所述网关与ZigBee通信模块双向通信连接；所述网关与控制终端双向通信连接；所述服务器分别与网关和控制终端双向通信连接。

2.根据权利要求1所述的智能电源管理系统，其特征在于：所述继电器和家电设备组之间还设有用电保护器；所述用电保护器包括欠压保护器、空气断路器、过流保护器和漏电保护器；所述欠压保护器与继电器电气连接；所述空气断路器与欠压保护器电气连接；所述过流保护器与空气断路器电气连接；所述漏电保护器与过流保护器电气连接；所述家电设备组与漏电保护器电气连接。

3.根据权利要求1所述的智能电源管理系统，其特征在于：所述控制终端为PC机或平板电脑或移动手机。

4.根据权利要求1所述的智能电源管理系统，其特征在于：所述微控制器还电气连接报警装置。

5.根据权利要求1所述的智能电源管理系统，其特征在于：所述控制终端为安装有控制软件的终端控制器。