用电节能智能控制系统的制作方法

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本发明涉及一种用电节能智能控制系统。

背景技术

智能家居和工业智能控制系统是以住宅、工业厂房、商业办公楼等作为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

现有的智能管理系统主要是通过移动控制设备对家居、厂房或办公楼中的用电设备进行开启与关闭，实现对用电设备的控制，但无法对用电量进行实时监控；且当住宅、工业厂房、商业办公楼中某一用电设备或某些用电设备出现短路时，用于配电的断路器则会自动断开，切断整个供电，即住宅、工业厂房和商业办公楼中将会全部断电，即使没有出现短路的线路也会被切断，导致未出现短路的用电设备也不能继续工作，减低了用电设备的使用率；当遇到需要持续供电工作的用电设备，如冻库、冰箱、烘烤房等，若出现断电时无法及时掌握，将会导致经济损失。

传统配电为入户线后通过总闸再分配至断路器，给不同用电器供电，可实现手动开关，以及过流保护。不能对每一路供电线路使用状态，用电量，漏电情况监测，当某一路线路老化，漏电，直至发热跳闸，处理分析无数据可寻。一些设备因人为原因忘记关闭，而浪费资源。

技术实现要素：

为了解决现有技术中所存在的问题，本发明在此的目的在于提供一种用电节能智能控制系统，该系统能够实施监测住宅、工业厂房以及商业办公楼等场所中用电情况，且当某一用电设备出现短路时可以单独断开，当漏电，老化可通过数据分析，提前预防。对每路线路用电情况计量，并可以远程开启和关闭。通过系统中的智能开关实现电灯空调的管理，可以通过面板操作，也可以通过远程操作开启关闭，调节温度。该系统为智能控制，安全节能而设计。

本发明所提供的用电节能智能控制系统包括：

智能断路器，对进户电根据用电设备情况进行配电并计电；

智能控制开关，用于控制某一用电设备的控制；

数据终端，安装有应用软件，用于用电量及用电状态的分析、统计、显示，以及控制所述智能断路器和所述智能控制开关的接通与断开；

主控模块，用于数据传递，与所述智能断路器、所述智能控制开关连接和所述数据终端连接；

所述数据终端发出的控制信号经所述主控模块传输至所述智能断路器和所述智能控制开关，用于控制所述智能断路器或所述智能控制开关断开和闭合；所述智能断路器计量所得电量数据经所述主控模块上传至所述数据终端。

进一步的，所述智能断路器包括数据处理器a、按键开关、继电器a和电能计量模块，所述数据处理器a与所述主控模块双向通信连接，所述按键开关的输出信号输入所述数据处理器a；所述进户电经所述继电器a和所述电能计量模块进行配电，所述继电器a的开断与闭合受所述数据处理器a的控制，所述电能计量模块所计量的电能输入所述数据处理器a。

进一步的，所述智能控制开关包括数据处理器b、触摸按键、显示屏和继电器b，所述数据处理器b与所述主控模块双向通信连接，所述触摸按键的输出信号输入所述数据处理器b，所述显示屏连接至所述数据处理器b的信号输出端；进户电经所述智能断路器后经所述继电器b为用电设备供电，所述继电器b的断开与闭合受所述数据处理器b的控制。

进一步的，所述智能控制器还包括输出信号输入所述数据处理器b的温度传感器和/或红外遥控头，所述温度传感器的输出信号输入所述数据处理器b。利用温度传感器可以对住宅、工业厂房以及商业办公楼等内的温度进行采集，并根据所采集到的温度值实现对特定用电设备进行开启或关闭。利用红外遥控头可以实现对红外遥控器发射出的信息进行接收及解码，从而控制相关用电设备。

进一步的，所述主控模块包括触摸显示屏、微控制器以及无线通信模块，所述触摸显示屏和所述无线通信模块分别与所述微控制器之间双向通信连接，所述微控制器还分别与所述智能断路器和所述智能控制开关连接，所述无线通信模块与所述数据终端之间双向通信连接。

进一步的，本发明所提供的系统还包括用于数据存储及备份的服务器，所述主控模块接收到的电量数据存储于所述服务器中，所述数据终端读取所述服务器中的电量数据并进行数据分析统计，所述数据终端分析统计后的数据再存储于所述服务器进行备份。

本发明的有益效果是：该控制系统利用智能断路器实现了对用电量的计量且能够将计量的电量上传至数据终端用于分析、统计及显示，及时了解住宅、工业厂房以及商业办公楼等用电情况。当用电设备出现短路时，智能断路器、智能控制开关实现了对某一支路或某些支路断开，确保用电安全的同时保证了其余用电设备能够正常工作，保证了用电设备的使用率。

附图说明

图1为本发明所提供的用电节能智能控制系统的结构示意图；

图2为本发明所记载的智能断路器的原理框图；

图3为本发明所提供的智能控制开关的原理框；

图中：1-主控模块，2-触摸显示屏，3-智能断路器，4-智能控制开关，5-插座，6-灯，8-显示屏，9-触摸按键，10-红外遥控头；图中m表示其它用电设备。

具体实施方式

在此结合附图和具体实施例对本发明所要求保护的技术方案作进一步详细的介绍。

本发明在此要求保护的技术方案是一种用电节能智能控制系统，该系统能够对用电设备的用电量进行实时监控；当某用电设备出现短路时能够及时切断该用电设备，而不影响其余用电设备正常使用。

该控制系统的结构如图1所示，包括了以下硬件：

智能断路器3，对进户电根据用电设备情况进行配电并计电，用于智能控制；

智能控制开关4，用于控制某一用电设备的控制，具体是控制方式是开启或关闭用电设备，如电灯、空调等的开启、关闭；还可以控制用电设备的工作状态，如空调的温度监控调节；

数据终端，安装有应用软件，利用安装的应用软件可以对用电数据进行分析、统计、用电状态进行显示、用电数据统计分析以及控制智能断路器和智能控制开关的接通与断开；该数据终端可以是手机或电脑；

主控模块1，用于数据传递，与智能断路器3、智能控制开关4连接和数据终端连接；

数据终端发出的控制信号经主控模块1传输至智能断路器3和智能控制开关4，用于控制智能断路器或智能控制开关断开和闭合；智能断路器3计量所得电量数据经主控模块1上传至数据终端。

其中，智能断路器3的结构如图2所示，包括数据处理器a、按键开关、继电器a和用于计量电能的电能计量模块，数据处理器a与主控模块之间通过设置于智能断路器3上的通讯接口实现双向通信连接，按键开关的输出信号输入数据处理器a；进户电经继电器a和电能计量模块进行配电，继电器a的开断与闭合受数据处理器a的控制，电能计量模块所计量的电能输入数据处理器a。管理者可以通过按键开关实现智能断路器3的手动开、关；也可以通过数据终端发送控制指令控制智能断路器3的开、关。

在此，智能控制开关4的结构如图3所示，包括数据处理器b、触摸按键8、显示屏7和继电器b，数据处理器b与主控模块之间通过设置于智能控制开关4上的通讯接口实现双向通信连接，触摸按键8的输出信号输入数据处理器b，显示屏7连接至数据处理器b的信号输出端；进户电经智能断路3后经继电器b为用电设备供电，继电器b的断开与闭合受数据处理器b的控制。管理者可以通过触摸按键8实现手动开、关，显示屏7可以显示用电设备的开关状态。

在此，主控模块包括触摸显示屏2、微控制器以及无线通信模块，触摸显示屏2和无线通信模块分别与微控制器之间双向通信连接，微控制器还分别通过设置于智能断路器3上的通讯接口和智能控制开关4上的通讯接口与智能断路器3和智能控制开关4连接，无线通信模块与数据终端之间双向通信连接。其中无线通信模块可以采用wi-fi通信模块。

将本发明所提供的控制系统安装于待监控场所，如住宅、工业厂区或商业办公楼中，根据场所具体的布局进行布线，在用电设备旁设置插座5，各插座5、灯6或其它用电设备通过电线连接至智能断路器3的输出端，智能断路器3的输入端接进户线，智能控制开关串联于智能断路器3与各插座5、灯6或其它用电设备之间，用于控制与其所在支路的断开或接通。

为了使本发明所提供的控制系统更智能，本申请所提供的智能控制开关4在以上结构上还包括以下硬件：

1、还包括温度传感器，该温度传感器的输出信号输入数据处理器b。带有温度传感器的智能控制开关4用于控制空调所在支路的导通或断开，使其启动或停止；该智能控制开关可以通过触摸按键8实现空调手动开启或关闭，且设置空调温度并显示室内温度。

2、还包括能够受红外线遥控器的操作红外遥控头9，带有红外遥控头9的智能控制开关可以用于控制空调、电视等用电设备所在支路的导通或断开，使其启动或停止。

3、同时包括温度传感器和红外遥控头9，该智能控制开关可以用于控制空调、所在支路的导通或断开，使其启动或停止；该智能控制开关能够设置空调温度且显示室内温度。

本发明所记载的红外遥控头为具备学习功能的遥控器，可通过学习空调、电视等电器的遥控码并通过智能开关控制，取代多个遥控器。

为了更好地存储及备份数据，该系统还包括用于数据存储及备份的服务器，主控模块接收到的电量数据存储于服务器中，数据终端读取服务器中的电量数据并进行数据分析统计，数据终端分析统计后的数据再存储于服务器进行备份。

本发明所记载的数据处理器a、数据处理器b和微控制器可以采用现有的任何一种可编程的数据处理芯片，如arm、stm系统单片机或stc系统单片机等。

本发明所记载的智能断路器3和智能控制开关4的导通与断开是通过其内的继电器实现的，根据数据终端发送的控制指令控制继电器的断开与导通；或者是通过按键开关、触摸按键8输出信号控制继电器的断开与导通。

本申请所记载的智能断路器3和智能控制开关4中均设置有供电模块，用于将降压满足数据处理器a、数据处理器b的工作电压的电压为其供电，如供电模块输出的电压为5v或12v。

本发明根据标称电流为保护电流，并且可以通过移动终端上的应用软件设置最大允许电流，如智能断路器为16a，当电流达到16a的情况会自动关闭此路输出，可排除此路用电设备的状况。如通过移动终端上的应用软件设置额定16a的智能断路器最高为5a时保护，智能断路器将在5a时断开输出。

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