CN202600422U - 一种安全用电监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种安全用电监控系统。该系统包括：控制器和多个智能插座，所述控制器分别与各个智能插座连接，所述智能插座与电器设备连接，其中：所述控制器包括：接收模块、第一微处理器和第一通信模块，接收模块和第一通信模块分别与第一微处理器连接；所述智能插座包括：监测模块、第二通信模块、第二微处理器和继电器，监测模块与第二通信模块连接，第二通信模块和继电器分别与第二微处理器连接。本实用新型实施例的技术方案可解决多台电器设备工作时的安全用电监控的问题，提高了用电安全系数。

Description

一种安全用电监控系统

技术领域

本实用新型涉及用电技术领域，特别涉及一种安全用电监控系统。

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。这些电器设备的功率一般较大，当已经开启一些电器设备后，继续开启电器设备，家庭用电总功率将增加，电流加大，极容易超过保险容量电流，烧毁保险丝，甚至引起电器设备本身出现故障，从而给用电者带来使用不便和经济损失。为避免这种情形发生，一种简单的方式是靠用电者自己把握电器设备的功率，根据经验决定是否开启某些设备；另一种方式是增加保险容量电流，从而为多台大功率电器同时工作提供足够的电流上限。然而，第一种方式依赖于人的经验，极不可靠，风险较大；第二种方式需要购买特殊型号保险丝，增加了家庭用户成本，也不符合用电规范管理的要求。由此可见，现有技术中还没有可行的方法解决多台大功率电器并行工作的安全用电问题。

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安全用电监控系统，通过该系统自动监控用电变化，根据监控情况调整电器的开闭，从而解决多台大功率电器进行并行工作的用电安全问题。

本实用新型提供的安全用电监控系统包括：控制器和多个智能插座，所述控制器分别与各个智能插座连接，所述智能插座与电器设备连接，其中：

所述控制器包括：接收模块、第一微处理器和第一通信模块，接收模块用于接收待开启电器设备的开启指令；第一微处理器根据该待开启电器设备的预设功率计算第一电力参数；在第一电力参数与智能插座提供的第二电力参数之和未超过第一预设阀值时，第一微处理器通过第一通信模块向待开启电器设备连接的智能插座发送开启指令；

所述智能插座包括：监测模块、第二通信模块、第二微处理器和继电器；监测模块用于监测已开启的电器设备的第二电力参数，并将该第二电力参数通过第二通信模块发送给控制器；第二微处理器通过第二通信模块接收控制器的开启指令，并控制继电器接通以开启所述待开启电器设备。

优选地，所述智能插座的监测模块实时监测已开启电器设备的第二电力参数，则：

控制器的第一微处理器将获得的第二电力参数与第二预设阀值进行比较，在第二电力参数超过第二预设阀值时，控制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控制器控制继电器断开以关闭对应的电器设备。

进一步优选地，所述控制器还包括蜂鸣器，该蜂鸣器在第二电力参数超过第二预设阈值时发出蜂鸣声报警。

优选地，所述控制器还包括输入模块，用于接收用户对电器设备的预设功率、第一预设阀值、第二预设阀值的设置数据。

本实用新型提供的安全用电监控系统包括控制器和多个智能插座，控制器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产生的电力参数，然后将该电力参数与已经开启的、处于运行状态的电器设备的电力参数进行求和，再比较该两个电力参数之和是否超过预设阀值，如果没有超过，则向该待开启电器设备连接的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该电器设备开启。与现有技术相比，本实用新型不再需要人为凭经验决定在已经开启部分电器设备情况下还能开启的电器设备，也无需购买特定的保险丝，而仅需向控制器发送开启指令，由控制器决定能否开启用户待开启的电器设备，从而达到安全用电目的。此外，本实用新型还可对异常用电情况进行监测，实现自动报警，进一步提高了用电安全系数。

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1为本实用新型的一个实施例结构框图；

图2为图1所述实施例的工作流程图。

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。

参见图1，该图示出了本实用新型一个实施例的安全用电监控系统的组成结构。该实施例的安全用电监控系统100包括：控制器101和多个智能插座102，控制器101分别与各个智能插座102连接，智能插座102与电器设备连接，其中：

控制器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控制器发送，也可在按压电器设备的开启按钮后生成该开启指令；第一微处理器1012根据该待开启电器设备的预设功率计算第一电力参数，这里的第一电力参数可以是电流、电压等电力物理量；在第一电力参数与智能插座提供的第二电力参数之和未超过第一预设阀值时，第一微处理器1012通过第一通信模块1013向待开启电器设备连接的智能插座102发送开启指令；这里的第一预设阀值可以事先写入控制器，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：监测模块1021、第二通信模块1022、第二微处理器1023和继电器1024；监测模块1021用于监测已开启的电器设备的第二电力参数，并将该第二电力参数通过第二通信模块1022发送给控制器101，这里的第二电力参数是处于工作状态的电器设备的工作电流、电压等电力参数，监测模块1021可以实时地监测电器设备的电力参数，也可以周期性地监测，还可根据控制器的指令要求进行监测；第二微处理器1023通过第二通信模块1022接收控制器101的开启指令，并控制继电器1024接通以开启对应的电器设备。继电器是一种具有隔离功能的自动开关元件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系，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的目的。

上述实施例中的第一微处理器、第二微处理器在实际应用过程中，考虑到经济实用性，可选用ATMEL的8位芯片ATmega8535，或51单片机等；第一通信模块、第二通信模块之间可以采用有线通信，也可采用无线通信，比如采用ZigBee。监测模块可采用计量芯片ATT7022B。

参见图2，该图示出了本实施例的安全用电监控系统100的工作流程。该工作流程包括：

步骤S201：控制器的接收模块接收待开启电器设备的开启指令；

在家庭用户的家庭用电网络正在运行的电器设备外。家庭用户准备新开启某个电器设备，以使新开启的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。在本实施例系统中，该开启指令并不立即执行开启相应电器设备的操作，而要经过本实施例的安全用电监控系统判断该准备开启的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，不会影响时才开启对应的电器设备。

步骤S202：控制器的第一微处理器根据该待开启电器设备的预设功率计算第一电力参数；

控制器的接收模块接收到待开启的电器设备的指令后，从该指令中解析出待开启的电器设备的标识号，然后由第一微处理器获取该标识号对应的预设功率，根据该功率计算出第一电力参数。比如，根据获取的预设功率和已知当前电压，计算该电器设备的工作电流。

步骤S203：控制器的第一微处理器通过第一通信模块向智能插座发送获取第二电力参数的指令，由智能插座通过监测模块收集处于运行状态的电器设备的第二电力参数，并返回给控制器；

智能插座的监测模块可实时地或者周期性地监测与其连接的电器设备的电力参数，也可如该步骤一样在得到控制器获取第二电力参数的指令后进行监测。这里的第一、第二电力参数就实质而言，均指电力物理量，用“第一、第二”标识旨在区别待开启电器设备和正在运行的电器设备。还值得注意的是：这里的第二电力参数可能包括多个，因为在待开启电器设备准备开启之前，已经开启了部分电器设备，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第二电力参数。

步骤S204：控制器的第一微处理器获得第二电力参数后，将第一电力参数和第二电力参数进行求和；

通过将第一电力参数和第二电力参数进行求和，可获知家庭用电网络中当前正在运行的电器设备和如果开启准备开启的电器设备后，整个家庭用电网络的总电力参数，比如前述计算的是电流，第二电力参数是各电器设备运行的工作电流，这些电流总和反映了家庭用电网络在开启准备开启的电器设备后的总的工作电流。

步骤S205：控制器的第一微处理器判断第一电力参数和第二电力参数之和是否超过第一预设阀值，如果否，则控制器的第一微处理器通过第一通信模块向与待开启电器设备连接的智能插座发送开启指令；

在获得总的电力参数值后，将其与预设的阀值进行比较，如果超过该阀值，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；如果未超过该阀值，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为40A，如果待开启电器设备的计算电流和智能插座监测到的正在运行的电器设备的工作电流之和小于40A，则可以开启用户待开启的电器设备。这种情况下，由控制器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：智能插座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待开启电器设备。

本实用新型提供的安全用电监控系统实施例在控制器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产生的电力参数，然后将该电力参数与已经开启的、处于运行状态的电器设备的电力参数进行求和，再比较该两个电力参数之和是否超过预设阀值，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。与现有技术相比，本实施例不再需要人为凭经验决定在已经开启部分电器设备情况下还能开启的电器设备，也无需购买特定的保险丝，而仅需向控制器发送开启指令，由控制器决定能否开启用户待开启的电器设备，从而达到安全用电目的。

上述实施例中已提到智能插座的监测模块可实时监测已开启电器设备的第二电力参数。实际上，在对电器设备进行实时监测的情况下，本实用新型还可实现自动关闭相应电器设备的功能。实现该目的的本实用新型的工作过程为：智能插座的监测模块实时监测电器设备的第二电力参数后，将第二电力参数通过智能插座的第二通信模块上报给控制器，控制器的第一微处理器获得第二电力参数后，将其与对应电器设备的第二预设阀值进行比较，如果第二电力参数操作第二预设阀值，则控制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控制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，从而增加了用电安全系统。

在智能插座的监测模块实时监测已开启电器设备的第二电力参数的情况下，上述实施例的控制器还可以包括蜂鸣器1014，在第二电力参数超过第二预设阈值时发出蜂鸣声报警，从而提醒家庭用户及时处理电器设备的异常情况，减少用电安全事故的发生，进一步增强用电安全系数。

上述实施例中控制器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设功率、第一预设阀值、第二预设阀值进行设置和更改。比如，用户家庭新增加了一台电器设备，可通过控制器的输入模块将该电器设备的功率以及该电器设备的工作电流不能超出的最大阀等数据输入到控制器中，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。

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)

1.一种安全用电监控系统，其特征在于，该系统包括：控制器和多个智能插座，所述控制器分别与各个智能插座连接，所述智能插座与电器设备连接，其中：

所述控制器包括：接收模块、第一微处理器和第一通信模块，接收模块用于接收待开启电器设备的开启指令；第一微处理器根据该待开启电器设备的预设功率计算第一电力参数；在第一电力参数与智能插座提供的第二电力参数之和未超过第一预设阀值时，第一微处理器通过第一通信模块向待开启电器设备连接的智能插座发送开启指令；

所述智能插座包括：监测模块、第二通信模块、第二微处理器和继电器；监测模块用于监测已开启的电器设备的第二电力参数，并将该第二电力参数通过第二通信模块发送给控制器；第二微处理器通过第二通信模块接收控制器的开启指令，并控制继电器接通以开启所述待开启电器设备。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能插座的监测模块实时监测已开启电器设备的第二电力参数，则：

控制器的第一微处理器将获得的第二电力参数与第二预设阀值进行比较，在第二电力参数超过第二预设阀值时，控制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控制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，所述控制器还包括蜂鸣器，该蜂鸣器在第二电力参数超过第二预设阈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，所述控制器还包括输入模块，用于接收用户对电器设备的预设功率、第一预设阀值、第二预设阀值的设置数据。

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