基於實時電價的家用電器控制裝置的製作方法

2023-06-13 02:42:51 1

專利名稱：基於實時電價的家用電器控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基於實時電價的家用電器控制裝置，該裝置可實現對電力企業發布的實時電價的存儲和對家用電器的智能控制，用於加強對居民對實時電價的把握， 從而實現居民智能用電、減少電費支出。
背景技術：
我國的電力系統白天和夜間是一樣發電的，但實際上白天的負荷比夜間的負荷大很多。在白天用電高峰時，電網的壓力往往會加大，存在隱患；而到了夜間用電低谷時，電力資源的浪費又很嚴重。為了保證高峰負荷，電力系統就要付出高昂的代價。智能用電實現 「削峰填谷」所帶來的資源節約和能效提高的價值是巨大的。先進的智能用電技術及應用的推廣普及，是智能電網建設的關鍵組成部分。利用價格槓桿調節客戶合理用電，可以緩解用電緊張局面，同時也可以使電力消費更趨合理。目前已經有一些國家和地區開始實施分時電價。這些國家和地區的通常作法是，將電價根據時段分為二個標準，分為白天電價和夜間電價，從實施效果來說，達到了預定目標。然而，分時電價並不是智能電網要實現的終極目標。未來，國家可能會根據電網的負荷情況等，發布實時電價。因此，採取有效的控制裝置，對每天發布的電價進行存儲，用戶對往日電價進行查看後有個參考對象，從而可以指導用戶進行合理的用電，減少電費的支出。在負荷設備端加入接收機控制裝置，配合互動終端實現電器的智能控制，即當實時電價較低時，電器可以自動開啟。
發明內容本實用新型目的是針對發布實時電價提供一種基於實時電價的家用電器控制裝置。該裝置的特點是操作方便，價格便宜，適合居民使用。本實用新型為實現上述目的，採用如下技術方案本實用新型是基於實時電價的家用電器控制裝置，其特徵在於互動終端包括藍牙、微處理器、數據存儲器，LCD顯示模塊和按鍵模塊，微處理器的輸出端依次串接藍牙、數據存儲器、IXD顯示模塊，按鍵模塊的輸出端接微處理器的輸入端；接收機包括藍牙、微處理器、開關插座驅動，微處理器的輸入端接藍牙的輸出端，微處理器的輸出端接開關插座驅動電路的輸入端。上述基於實時電價的家用電器控制裝置的控制方法，其特徵在於包括如下步驟a.)當電力企業發布實時電價，所述控制裝置的互動終端通過微處理器將各時段的電價以天為單位在數據存儲器中進行存儲；b.)用戶使用電器時，首先通過互動終端的按鍵和IXD查看前一(兩)天各時段的電價，選擇電價較低的時段為控制裝置互動終端的工作時段，並根據參考電價設定一個最高可接受的電價值；c.)到達工作時間，互動終端的微處理器比較當前電價和設定電價的大小，若當前電價低於設定電價值，互動終端的藍牙模塊則與接收機端藍牙模塊實現通信；d.)接收機端的藍牙接收到信號後，微處理器通過控制指令接通開關插座驅動電路，即繼電器閉合、電器接通電源開始工作。將所述接收機裝置放置於電器設備端。本實用新型本裝置能給居民帶來以下的便利(1)控制裝置的互動終端能夠存儲電力企業實時發布的電價，居民用戶可以方便對前一段時間每天的電價進行查詢，獲得客觀有效的參考依據，從而選擇合適的用電時間；(2)居民用戶完成控制方法所述的a、b兩個步驟後，即選擇電器的工作時間、設定最高可接受的電價值後，用戶就可以從事其他工作，提高生活效率。電器將按照控制步驟自動工作；(3)居民用戶選擇操作性較強。用戶有了前面每天的實時電價作參考，可以根據需要靈活地設定電器的工作時間及其最高可接受電價值；(4)順應現代智能電網發展趨勢，實現居民用戶智能化用電；(5)系統的互動終端與接收機之間是通過藍牙模塊進行通信的，代替了傳統的有線傳輸。從而無須重新布線，控制裝置易於安裝維護。

圖1為本實用新型的結構框圖。圖2為開關插座驅動電路圖。圖3為本實用新型的工作流程圖。圖4為本實用新型的控制流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖對實用新型的技術方案進行詳細說明本實用新型是基於實時電價的家用電器控制裝置，包括互動終端和接收機模塊， 其中互動終端包括藍牙模塊、微處理器(型號AT89S52)、數據存儲器(型號ATMC64晶片)， 微處理器的輸出端依次串接藍牙模塊、數據存儲器；接收機包括藍牙模塊、微處理器、開關插座驅動，微處理器與藍牙模塊連接，微處理器的輸出端接開關插座驅動電路的輸入端。互動終端還包括IXD顯示模塊和按鍵模塊，IXD顯示模塊的輸入端接微處理器的輸出端，按鍵模塊的輸出端接微處理器的輸入端。按鍵模塊用戶通過按鍵輸入具體的某一天，以獲得當天各時段的實時電價，還需要通過按鍵輸入電器工作時間和最高可接受電價值。微處理器(MCU)互動終端的微處理器(1)讀取電力企業發布的實時電價並將其以天為單位在數據存儲器中進行存儲。(2)讀取用戶設定的電器工作時間和最高可接受電價值。(3)到工作時間時比較實時電價與用戶設定的最高可接受電價值的大小。(4)當實時電價低於最高可接受電價值時向藍牙模塊發送啟動電源信號。接收機的微處理器接收機的藍牙模塊將啟動電源信號輸出至微處理器，微處理器通過控制指令使繼電器閉合，電源接通、電器開始工作。微處理器均採用Atmel公司的 AT89S52單片機。
4[0027]IXD顯示IXD用於顯示日期和時間、當前的電價、用戶要查詢的某一天各時段的實時電價等。藍牙模塊系統的互動終端與接收機之間是通過藍牙模塊進行通信的，代替了傳統的有線傳輸。在互動終端用於接收微處理器發出的信號，並向接收機端發送信號；在接收機端微處理器通過藍牙模塊接收互動終端的信號。我們採用愛立信公司的藍牙模塊 R0K101008實現室內的無線通信。開關插座驅動模塊開關插座驅動電路如圖2所示，主要包括三極體Qkl、Qk2、電容和繼電器。開關插座驅動電路與微處理器I/O 口連接，當接收機的藍牙模塊接收到互動終端開啟電源的信號時，I/O 口為高電平，則三極體Qkl導通，其集電極迴路有電流存在， Qk2導通，Qk2的集電極迴路成為通路，給繼電器提供工作電壓，繼電器吸合，插座通電，從而接通家用電器的電源。目前，家用智能電錶具有顯示實時電價的功能。圖1中互動終端與智能電錶連接， 當電錶接收到電力企業發布的實時電價，即實時電價發生更新時，互動終端的微處理器產生中斷，將時間數據連同具體的電價數據以天為單位存儲到數據存儲器裡面，數據存儲器擁有至少能存儲15天電價的容量。居民用戶可以通過按鍵和LCD顯示來查詢前面每天的實時電價，並通過按鍵設定最高可接受電價值。接收機與電器設備的插座連接，當接收機的微處理器接收到互動終端開啟電源的信號，令開關插座驅動電路成為通路，給繼電器提供工作電壓，繼電器吸合，插座通電，從而接通家用電器的電源。互動終端與接收機不直接相連，而是通過藍牙模塊進行通信的。藍牙IOm的工作距離可以很好地滿足家庭無線通信的需求。由於工作在2. 4GHz的ISM開放頻段所以無須申請許可證。採用每秒1600跳的快跳頻技術，因而擁有很好的抗幹擾能力。下面通過洗衣機為例來說明本案中家用電器控制裝置和控制方法的實現本實用新型用戶的具體工作過程如圖3所示。當用戶要洗衣服，用戶只需將髒衣服放入洗衣機中，並加入適量的洗衣粉。用戶打開互動終端LCD顯示屏，顯示當前的日期、時間和當前的電價(2011年1月14日星期五，21:32，當前電價0. 85)。接著查看昨天各時段的實時電價(通過按鍵輸入2011年1月13日，IXD顯示01:00-02:00 0.42，02:00-02:45 0.45,02:45-03:50 0.3,03:50-06:30 0.5 ···)。通過查詢發現 02 45-03 50時段的電價最低，則可以選擇該時段為洗衣機的工作時段，並通過按鍵設定最高可接受電價值(工作時段=02:45-03:50，設定電價0. 36)。本實用新型的控制流程如圖4 所示。到工作時間(02:45)時，互動終端將實時電價與最高可接受電價值在微處理器內進行比較，若實時電價低於設定電價值，微處理器通過控制指令實現互動終端藍牙與接收機藍牙之間的通信，接收機的微處理器接收到信號後，令開關插座驅動電路成為通路，繼電器吸合，插座通電，從而接通洗衣機的電源。若實時電價高於設定電價值，則互動終端與接收機之間不進行通信，開關驅動電路斷路，洗衣機不工作。微處理器處於等待狀態，直到實時電價低於設定電價值。該系統主要應用目的在於居民用戶以前面幾天的實時電價作參考，實現智能用電、減少電費支出。因此必須要有有效的掉電保護功能，掉電保護主要用於防止系統突然斷電造成數據存儲器內數據丟失。為了保證掉電後存儲的電價數據不會丟失，本實用新型採用AT24C64晶片為核心的數據存儲器，該晶片具有IIC總線接口，掉電後數據不會丟失， 而且有足夠的容量來存儲15天的電價。
權利要求1.一種基於實時電價的家用電器控制裝置，其特徵在於互動終端包括藍牙、微處理器、 數據存儲器，微處理器的輸出端依次串接藍牙、數據存儲器；接收機包括藍牙、微處理器、開關插座驅動，微處理器的輸入端接藍牙的輸出端，微處理器的輸出端接開關插座驅動電路的輸入端。
2.根據權利要求1所述的基於實時電價的家用電器控制裝置，其特徵在於在互動終端還包括IXD顯示模塊和按鍵模塊，IXD顯示模塊的輸入端接微處理器的輸出端，按鍵模塊的輸出端接微處理器的輸入端。
專利摘要本實用新型公布一種基於實時電價的家用電器控制裝置，屬於智能用電系統設計領域以及物聯網技術領域。該裝置包括互動終端和接收機，其中互動終端包括微處理器、按鍵、LCD顯示、數據存儲器、藍牙模塊、電源；接收機包括微處理器、藍牙模塊、開關插座驅動。當電力企業發布實時電價，用戶通過互動終端可以參考前一(兩)天具體的實時電價，選出電價較低的時段，設定該時段為互動終端的工作時段並設定電價最高可接受值，完成後用戶可以從事其它活動，當實時電價低於最高可接受電價值時，電器設備端的接收機接通電器電源，電器開始工作。本實用新型針對性強，應用較為簡單，對於指導居民智能用電、減少電費支出具有較強的實際意義。
文檔編號G05B19/02GK201945831SQ20112002590
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者侍必勝, 羅琦 申請人:南京信息工程大學