電器使用情況監控系統及其使用方法
2024-03-24 13:41:05
專利名稱：電器使用情況監控系統及其使用方法
技術領域：
本發明涉及電能監控技術領域，尤其涉及一種電器使用情況監控系統及其使用方法。
背景技術：
目前市面上的傳統電氣設備幾乎全屬於內部運作程序與參數封閉不對外開放，且無對外通訊網絡的獨立運作系統型態，例如空調、冰櫃、馬達、照明等都是如此，因此難以對電器設備進行長期監控，因此會導致電力浪費，甚至有可能釀成可怕的意外。隨著電價格的增加，這樣的電力浪費可能使得用戶花費更多。隨著經濟的迅速發展，用電量日益增加，為電網的穩定運行帶來了諸多不良因素。國家即將開始階梯電價等政策，來消峰填谷，平衡用電。因此，需要一種電器使用情況監控系統及其使用方法，可以讓用戶清楚地了解家庭中各電器的電能使用狀況，養成良好的用電習慣，節約能源，減少家庭開支，同時也可以保證用電安全。
發明內容
本發明的目的在於提供一種電器使用情況監控系統及其使用方法，能夠實時監控家庭中各電器的電能使用狀況。為解決上述問題，本發明提供一種電器使用情況監控系統，包括電器端和用戶端，所述電器端包括採集單元、計算單元及第一無線通訊單元，所述用戶端包括第二無線通訊單元及顯示單元；其中，所述採集單元採集至少一個電器所在電路支路上的電流和電壓；所述計算單元根據採集到的電流和電壓計算所述電器的使用情況數據；所述顯示單元接收用戶指令，並根據所述用戶指令從所述計算單元中提取所述電器的使用情況數據顯示；所述第一無線通訊單元和所述第二無線通訊單元無線連接，實現所述計算單元與所述顯示單元之間的數據傳輸。進一步的，所述採集單元包括電源採集模組及監測模組，其中，所述電源採集模組用於採集電路總路或通電的電器所在電路支路上的交流電，並將採集到的交流電轉化為直流電供所述監測模組、所述計算單元及第一無線通訊單元使用；所述監測模組包括設置於所述電器處的電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器採集所述電器所在電路支路上的電壓，所述電流傳感器採集所述電器所在電路支路上的電流。進一步的，所述電源採集模組包括變壓器、橋式整流電路、7805穩壓晶片。進一步的，所述採集單元按照預定義頻率採集所述電器所在電路支路的電壓和電流。進一步的，所述計算單元包括計量模塊、存儲模塊及微處理器，其中，所述計量模塊根據採集到的所述電器的電流和電壓計算所述電器的使用情況數據；所述微處理器將所述計量模塊的計算結果存儲到所述存儲模塊中，以及通過所述第二無線通訊單元和所述第一無線通訊單元接收所述顯示單元的操作指令，並根據所述操作指令讀取所述存儲模塊中存儲的相應使用情況數據。進一步的，所述計算單元計算的使用情況數據包括使用頻次、功率與時間曲線、累計耗電量、每月耗電量及每日耗電量中的至少一種。進一步的，所述用戶端為智慧型手機、平板電腦或筆記本電腦。進一步的，所述顯示單元採用圖、表或應用程式預定義格式顯示所述電器的使用情況數據。本發明還提供一種上述之一的電器使用情況監控系統的使用方法，包括在電器端設置所述採集單元、計算單元及第一無線通訊單元，在用戶端設置第二無線通訊單元及顯示單元；所述採集單元採集至少一個電器所在電路支路上的電流和電壓；所述計算單元根據採集到的電流和電壓計算所述電器的使用情況數據；所述顯示單元接收用戶指令；所述第一無線通訊單元和所述第二無線通訊單元無線連接；所顯示單元通過所述第二無線通訊單元發出操作指令；所述第一無線通訊單元接收所述操作指令並將所述操作指令傳輸至所述計算單元；所述計算單元根據所述操作指令提取出所述電器的使用情況，通過所述第一無線通訊單元和所述第二無線通訊單元反饋至所述顯示單元；所述顯示單元顯示所述電器的使用情況。進一步的，所述計算單元包括計量模塊、存儲模塊及微處理器，所述使用方法還包括所述計量模塊根據採集到的所述電器的電流和電壓計算所述電器的使用情況數據；所述微處理器將所述計量模塊的計算結果存儲到所述存儲模塊中，以及通過所述第二無線通訊單元和所述第一無線通訊單元接收所述顯示單元的操作指令，並根據所述操作指令從所述存儲模塊中讀取所述電器的使用情況數據。與現有技術相比，本發明提供的電器使用情況監控系統及其使用方法，通過電器端的採集單元採集電器支路的電壓和電流、計算單元計算電器的使用情況，第一無線通訊單元和第二無線通訊單元將電器使用情況反饋到顯示單元供用戶查看的技術方案，可以讓用戶通過帶有第二無線通訊單元的智能行動裝置來隨時了解電器的電能使用狀況，以養成良好的用電習慣，節約能源，減少家庭開支，同時隨時了解電器的電能使用狀況也可以保證用電安全。
圖1是本發明一實施例的電器使用情況監控系統的框架圖。圖2是圖1所示的電器使用情況監控系統的使用方法流程圖。圖3是本發明另一實施例的電器使用情況監控系統的框架圖。圖4是圖3所示的電器使用情況監控系統的使用方法流程圖。
具體實施例方式本發明的核心思想是公開一種電器使用情況監控系統及其使用方法，能夠用在智能數字電錶、智能插座以及各種家用電器等電器上，以檢測電器的電能使用情況，將使用時間和工作功率等數據通過無線傳給智慧型手機、平板電腦等智能行動裝置，並通過智能行動裝置上的應用軟體呈現給用戶，從而實現電器使用情況的智能監控。
為使本發明的目的、特徵更明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步的說明，然而，本發明可以用不同的形式實現，不應認為只是局限在所述的實施例。實施例一請參考圖1，本實施例提供一種電器使用情況監控系統，包括電器端10和用戶端20，所述電器端10包括採集單元11、計算單元12及第一無線通訊單元13，所述用戶端20可以是無線通信功能的智慧型手機、平板電腦、筆記本電腦等智能行動裝置，包括第二無線通訊單元21及顯示單元22，第二無線通訊單元21為上述智能行動裝置自帶的無線通信模組，顯示單元22為基於智能行動裝置的作業系統的應用軟體，可以通過圖、表或應用程式預定義格式顯示所述電器的使用情況數據。其中，所述採集單元11可以採集至少電器I、2、…η所在電路支路上的電流和電壓；所述計算單元12根據所述採集單元11採集到的電流和電壓計算每個電器的使用情況數據，例如使用時間、工作功率、使用頻次、功率與時間曲線、累計耗電量、每月耗電量及每日耗電量等等；所述顯示單元22接收用戶指令，並根據所述用戶指令從所述計算單元12中提取所述電器的使用情況數據顯示，所述第一無線通訊單元13和所述第二無線通訊單元21無線連接，實現所述計算單元12與所述顯示單元22之間的數據傳輸。所述第一無線通 訊單元13和所述第二無線通訊單元21可以是藍牙模組，也可以是紅外模組。需要說明的是，本實施的電器使用情況監控系統，用戶端20可以直接從用戶端所在的智能設備的電源上取電，而電器端可以直接從家用電路的火線上取電，也可以另外設置電池組等供電；採集單元與電器可以是一對一的，也可以是一對多的。請參考圖2，本實施例還提供一種上述的電器使用情況監控系統的使用方法，包括S201，在電器端設置所述採集單元、計算單元及第一無線通訊單元，在用戶端設置第二無線通訊單元及顯示單元；S202，所述採集單元採集至少一個電器所在電路支路上的電流和電壓，優選的，所述採集單元按照預定義頻率採集每個電器所在電路支路的電壓和電流；S203，所述計算單元根據採集到的電流和電壓計算所述電器的使用情況數據；S204，所述顯示單元接收用戶指令；S205，所述第一無線通訊單元和所述第二無線通訊單元無線連接；S206，所顯示單元通過所述第二無線通訊單元發出操作指令；S207，所述第一無線通訊單元接收所述操作指令並將所述操作指令傳輸至所述計算單元；S208，所述計算單元根據所述操作指令提取出所述電器的使用情況，通過所述第一無線通訊單元和所述第二無線通訊單元反饋至所述顯示單元；S209，所述顯示單元顯示所述電器的使用情況。可見，本實施例提供的電器使用情況監控系統及其使用方法，通過電器端的採集單元採集電器支路的電壓和電流、計算單元計算電器的使用情況，第一無線通訊單元和第二無線通訊單元將電器使用情況反饋到顯示單元供用戶查看的技術方案，可以讓用戶通過帶有第二無線通訊單元的行動裝置來隨時了解電器的電能使用狀況，以養成良好的用電習慣，節約能源，減少家庭開支，同時隨時了解電器的電能使用狀況也可以保證用電安全。實施例二 請參考圖3，本實施例提供一種電器使用情況監控系統，包括電器端10和用戶端20，所述電器端10包括採集單元、計算單元及第一無線通訊單元13，所述用戶端20可以是無線通信功能的智慧型手機、平板電腦、筆記本電腦等智能行動裝置，包括第二無線通訊單元21及顯示單元22，第二無線通訊單元21為上述智能行動裝置自帶的無線通信模組，顯示單元22為基於智能行動裝置的作業系統的應用軟體，可以建立友好的人機界面，通過圖、表或應用程式預定義格式顯示所述電器的使用情況數據。
本實施例中，所述採集單元包括電源採集模組112及監測模組111，其中，所述電源採集模組112包括變壓器、橋式整流電路、7805穩壓晶片，用於採集電路總路或電器所在電路支路上的交流電，並將採集到的交流電經過變壓、整流、穩壓後轉化為直流電，供所述監測模組111、所述計算單元及第一無線通訊單元13使用。所述監測模組111包括設置於所述電器處的電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器採集所述電器所在電路支路上的電壓，所述電流傳感器採集所述電器所在電路支路上的電流。本實施例中，電壓傳感器I和電流傳感器I採集電器I所在支路的電壓和電流，電壓傳感器2和電流傳感器2採集電器2所在支路的電壓和電流，電壓傳感器3和電流傳感器3採集插座所在支路的電壓和電流，以實現插座使用情況的監控，同時也是為了實現電器3、4、5三個電器的總體使用情況的監控。本實施例中，所述計算單元包括計量模塊121、存儲模塊120及微處理器122，其中，所述計量模塊121根據監測模組111採集到的各個電器的電流和電壓計算相應電器的使用情況數據，所述使用情況數據包括使用頻次、功率與時間曲線、累計耗電量、每月耗電量及每日耗電量中的至少一種；所述微處理器122通過SPI總線與計量模塊121連接，通過I2C總線與存儲模塊連接，通過UART總線與第一無線通訊單元13連接，將所述計量模塊121的計算結果存儲到所述存儲模塊120中，以及通過所述第一無線通訊單元13和所述第二無線通訊單元21接收所述顯示單元22的操作指令，並根據所述操作指令讀取所述存儲模塊120中存儲的相應電器的使用情況數據。本實施例還提供一種上述的電器使用情況監控系統的使用方法，包括S401，在電器端設置所述採集單元、計算單元及第一無線通訊單元，在用戶端設置第二無線通訊單元及顯示單元；S402，所述採集單元的電源採集模組採集電路總路或任一通電的電器所在電路支路上的交流電，並將採集到的交流電經過變壓、整流、穩壓後轉化為直流電，供監測模組、計算單元及第一無線通訊單元使用；S403，所述採集單元的監測模組採集至少一個電器所在電路支路上的電流和電壓；S404，所述計算單元的計算模塊根據採集到的電流和電壓計算所述電器的使用情況數據，所述微處理器將計算結果存儲到存儲模塊中；S405，所述顯示單元接收用戶指令，所述用戶指令為用戶指定查看一個電器的一種使用情況數據的命令；S406，所述第一無線通訊單元和所述第二無線通訊單元無線連接；S407，所顯示單元通過所述第二無線通訊單元發出操作指令；S408，所述第一無線通訊單元接收所述操作指令並將所述操作指令傳輸至所述微處理器；S409，所述微處理器根據所述操作指令從所述存儲模塊中提取出指定的電器的指定使用情況，通過所述第一無線通訊單元和所述第二無線通訊單元反饋至所述顯示單元；S410，所述顯示單元通過圖、表或者應用程式預定義格式顯示用戶指定的電器的指定使用情況。可見，本實施例提供的電器使用情況監控系統及其使用方法，由於電壓、電流傳感器可以設置在每個電器的支路上，也可以設置在插座支路上，還可以設置在多個電器的總支路上，因此，用戶可以根據自己的意願任意組合，靈活地用在各種供電設備及家用電器上，以監控其使用情況；由於用戶端和電器端之間採用無線通訊方式，因此可以實現遠程監控；由於電源採集模塊可以直接採集電路總路或者通電支路上的交流電，轉化為直流電後為其他模塊供電，省去了電池及其管理模組的設計，降低了成本。綜上所述，本實施例提供的電器使用情況監控系統及其使用方法，可用在智能數字電錶、智能插座以及各種家用電器等，通過電器端的採集單元採集電器支路的電壓和電流、計算單元計算電器的使用情況，第一無線通訊單元和第二無線通訊單元將電器使用情況反饋到顯示單元供用戶查看的技術方案，可以讓用戶通過帶有第二無線通訊單元的智能行動裝置來隨時了解電器的電能使用狀況，養成良好的用電習慣，節約能源，減少家庭開支，同時隨時了解電器的電能使用狀況也可以保證用電安全。顯然，本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種電器使用情況監控系統，其特徵在於，包括電器端和用戶端，所述電器端包括採集單元、計算單元及第一無線通訊單元，所述用戶端包括第二無線通訊單元及顯示單元；其中，所述採集單元採集至少一個電器所在電路支路上的電流和電壓；所述計算單元根據採集到的電流和電壓計算所述電器的使用情況數據；所述顯示單元接收用戶指令，並根據所述用戶指令從所述計算單元中提取所述電器的使用情況數據顯示；所述第一無線通訊單元和所述第二無線通訊單元無線連接，實現所述計算單元與所述顯示單元之間的數據傳輸。
2.如權利要求I所述的電器使用情況監控系統，其特徵在於，所述採集單元包括電源採集模組及監測模組，其中，所述電源採集模組用於採集電路總路或通電的電器所在電路支路上的交流電，並將採集到的交流電轉化為直流電供所述監測模組、所述計算單元及第一無線通訊單元使用；所述監測模組包括設置於所述電器處的電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器採集所述電器所在電路支路上的電壓，所述電流傳感器採集所述電器所在電路支路上的電流。
3.如權利要求2所述的電器使用情況監控系統，其特徵在於，所述電源採集模組包括變壓器、橋式整流電路、7805穩壓晶片。
4.如權利要求I所述的電器使用情況監控系統，其特徵在於，所述採集單元按照預定義頻率採集所述電器所在電路支路的電壓和電流。
5.如權利要求I或4所述的電器使用情況監控系統，其特徵在於，所述計算單元包括計量模塊、存儲模塊及微處理器，其中，所述計量模塊根據採集到的所述電器的電流和電壓計算所述電器的使用情況數據；所述微處理器將所述計量模塊的計算結果存儲到所述存儲模塊中，以及通過所述第二無線通訊單元和所述第一無線通訊單元接收所述顯示單元的操作指令，並根據所述操作指令讀取所述存儲模塊中存儲的相應使用情況數據。
6.如權利要求I或5所述的電器使用情況監控系統，其特徵在於，所述計算單元計算的使用情況數據包括使用頻次、功率與時間曲線、累計耗電量、每月耗電量及每日耗電量中的至少一種。
7.如權利要求I所述的電器使用情況監控系統，其特徵在於，所述用戶端為智慧型手機、平板電腦或筆記本電腦。
8.如權利要求I或7所述的電器使用情況監控系統，其特徵在於，所述顯示單元採用圖、表或應用程式預定義格式顯示所述電器的使用情況數據。
9.一種權利要求I至8中任一項所述的電器使用情況監控系統的使用方法，其特徵在於，包括在電器端設置所述採集單元、計算單元及第一無線通訊單元，在用戶端設置第二無線通訊單元及顯示單元；所述採集單元採集至少一個電器所在電路支路上的電流和電壓；所述計算單元根據採集到的電流和電壓計算所述電器的使用情況數據；所述顯示單元接收用戶指令；所述第一無線通訊單元和所述第二無線通訊單元無線連接；所顯示單元通過所述第二無線通訊單元發出操作指令；所述第一無線通訊單元接收所述操作指令並將所述操作指令傳輸至所述計算單元；所述計算單元根據所述操作指令提取出所述電器的使用情況，通過所述第一無線通訊單元和所述第二無線通訊單元反饋至所述顯示單元；所述顯示單元顯示所述電器的使用情況。
10.如權利要求9所述的使用方法，其特徵在於，所述計算單元包括計量模塊、存儲模塊及微處理器，所述使用方法還包括所述計量模塊根據採集到的所述電器的電流和電壓計算所述電器的使用情況數據；所述微處理器將所述計量模塊的計算結果存儲到所述存儲 模塊中，以及通過所述第二無線通訊單元和所述第一無線通訊單元接收所述顯示單元的操作指令，並根據所述操作指令從所述存儲模塊中讀取所述電器的使用情況數據。
全文摘要
本發明提供一種電器使用情況監控系統及其使用方法，通過電器端的採集單元採集電器支路的電壓和電流、計算單元計算電器的使用情況，第一無線通訊單元和第二無線通訊單元將電器使用情況反饋到顯示單元供用戶查看的技術方案，可以讓用戶通過帶有第二無線通訊單元的智能行動裝置來隨時了解電器的電能使用狀況，以養成良好的用電習慣，節約能源，減少家庭開支，同時隨時了解電器的電能使用狀況也可以保證用電安全。
文檔編號G01R19/00GK102981037SQ20121057539
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者孔慶磊, 欒遠濤, 牛錫亮 申請人:青島歌爾聲學科技有限公司