智能家居系統(tǒng)用電的遠(yuǎn)程控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及智能家居【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是智能家居系統(tǒng)用電的遠(yuǎn)程控制方法及裝置，本發(fā)明由電網(wǎng)運行管理中心、智能電表、電力線、智能負(fù)荷控制裝置和家庭用電器組成系統(tǒng)中，電網(wǎng)運行管理中心根據(jù)所監(jiān)測到的電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)，向智能電表發(fā)送負(fù)荷控制命令，經(jīng)過解析后，智能電表向各智能負(fù)荷控制裝置發(fā)送命令，使負(fù)荷控制裝置控制與之相連的家用電器的通斷，從而實現(xiàn)對家庭用電負(fù)荷的遠(yuǎn)程控制，并借此調(diào)整電網(wǎng)的運行狀態(tài)，降低負(fù)荷峰值，從而在保證基本用電的條件下，通過選擇性通斷大負(fù)荷用電器實現(xiàn)對電網(wǎng)的高效管理。本發(fā)明提供一種實現(xiàn)電網(wǎng)運行管理中心遠(yuǎn)程控制家庭用電器通斷的智能負(fù)荷控制裝置，利用電力線載波通信的方式方便了裝置的安裝。
【專利說明】智能家居系統(tǒng)用電的遠(yuǎn)程控制方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能家居【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是智能家居系統(tǒng)用電的遠(yuǎn)程控制方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和逐步應(yīng)用，面向需求側(cè)的智能用電管理系統(tǒng)被越來越多的用于低壓用戶的用電負(fù)荷管理。通過智能用電管理系統(tǒng)，電力企業(yè)可以遠(yuǎn)程獲取用戶的實時用電信息，并基于這些采集到的原始負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行在線實時仿真以預(yù)測電網(wǎng)的負(fù)荷狀態(tài)，更為重要的是管理系統(tǒng)可以據(jù)此控制終端用戶的用電負(fù)荷，在負(fù)荷峰值時，選擇性斷開部分區(qū)域的用電負(fù)荷，從而保證電網(wǎng)運行的可靠穩(wěn)定，提高電網(wǎng)運行的效率。
[0003]目前，對用電負(fù)荷調(diào)控的主要方法是拉閘限電，即通過用電管理系統(tǒng)對用戶終端的所有負(fù)載進(jìn)行統(tǒng)一通斷控制。這就導(dǎo)致在負(fù)荷高峰期，部分家庭所有負(fù)載全部被關(guān)斷，甚至基本的照明也無法保證，極大影響了居民的基本生活用電需求，違背了電能調(diào)控與管理的初衷。這就需要一種方法和裝置可以實現(xiàn)電能管理系統(tǒng)選擇性遠(yuǎn)動控制大功率用電器的通斷，比如，在用電高峰期，關(guān)斷電暖氣、電熱水器、洗衣機等大功率用電器，而保證辦公、照明等基本用電。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服上述技術(shù)缺點提供智能家居系統(tǒng)用電的遠(yuǎn)程控制方法及裝置。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為:智能家居系統(tǒng)用電的遠(yuǎn)程控制方法及裝置，由電網(wǎng)運行管理中心、智能電表、電力線、智能負(fù)荷控制裝置和家庭用電器組成的系統(tǒng)中，電網(wǎng)運行管理中心根據(jù)所監(jiān)測到的電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)，向智能電表發(fā)送選擇性通斷大負(fù)荷用電器的控制命令，經(jīng)過解析后，智能電表向各智能負(fù)荷控制裝置發(fā)送命令，使負(fù)荷控制裝置控制與之相連的家用電器的通斷，控制命令的發(fā)送通過低壓電力線載波通信實現(xiàn)。
[0006]智能負(fù)荷控制裝置包括單片機、電源、電力線載波通信模塊、磁保持繼電器、繼電器驅(qū)動、控制端檢測電路、時鐘、存儲器、蜂鳴器、霍爾元件和外殼十一個部分，其中，單片機連接電源、電力線載波通信模塊、繼電器驅(qū)動、控制端檢測電路、時鐘、存儲器、蜂鳴器和霍爾元件，磁保持繼電器分別與繼電器驅(qū)動和電力線連接。單片機(MCU)負(fù)責(zé)通過電力線載波通信對智能電表信息進(jìn)行收集，處理和分析，并最終通過控制磁保持繼電器來控制大功率用電設(shè)備的通斷，單片機通過控制端檢測電路來檢測當(dāng)前磁保持繼電器的狀態(tài)；時鐘記錄并提供當(dāng)前時間給單片機；存儲器存儲并提供對應(yīng)的電表表號、智能負(fù)荷控制裝置序號、接通延時時間等數(shù)據(jù)；蜂鳴器用于上電和進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)提示；霍爾元件的主要作用是當(dāng)磁性器件靠近時通知單片機進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，以實現(xiàn)第一次上電時對其進(jìn)行對應(yīng)的電表表號、智能負(fù)荷控制裝置序號進(jìn)行設(shè)置；電源提供智能負(fù)荷控制裝置所需的各種電源；控制端檢測電路的主要作用是檢測磁保持繼電器后端是否有電壓，以確定磁保持繼電器是否閉合；繼電器驅(qū)動為針對磁保持繼電器所做的驅(qū)動電路；磁保持繼電器為控制信號消失后仍然保持當(dāng)前狀態(tài)的大容量繼電器；電力線載波通訊模塊的主要作用是使單片機與智能電表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以實現(xiàn)智能負(fù)荷控制裝置各種功能；外殼用于將各部分裝配成一個整體，并對各部分形成保護(hù)。
[0007]本發(fā)明所具有的有益效果是:它利用低壓電力線載波通信技術(shù)實現(xiàn)控制命令的傳遞，避免了另設(shè)通信線路，選擇性遠(yuǎn)動控制的方式使得電網(wǎng)運行管理中心能夠在負(fù)荷高峰期選擇性關(guān)斷大功率用電器以降低電網(wǎng)負(fù)荷，而保證辦公、照明等基本用電需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]附圖2為本發(fā)明智能負(fù)荷控制裝置的原理框圖。
[0010]附圖3為本發(fā)明智能負(fù)荷控制裝置內(nèi)單片機程序流程圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖1?3對本發(fā)明做以下詳細(xì)說明。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明由電網(wǎng)運行管理中心、智能電表、電力線、智能負(fù)荷控制裝置和家庭用電器(包括普通用電設(shè)備和大功率用電設(shè)備)組成的系統(tǒng)中，電網(wǎng)運行管理中心根據(jù)所監(jiān)測到的電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)調(diào)控負(fù)荷峰值。本發(fā)明主要解決電網(wǎng)運行管理中心如何通過遠(yuǎn)程控制大負(fù)荷用電器通斷來降低電網(wǎng)負(fù)荷的問題。當(dāng)電網(wǎng)運行管理中心監(jiān)測到負(fù)荷峰值時，向智能電表發(fā)送選擇性通斷大負(fù)荷用電器的控制命令，經(jīng)過解析后，智能電表向各智能負(fù)荷控制裝置發(fā)送命令，使負(fù)荷控制裝置控制與之相連的家用電器的通斷，控制命令的發(fā)送通過低壓電力線載波通信實現(xiàn)。
[0013]如圖2所示，本發(fā)明中的智能負(fù)荷控制裝置主要包括單片機、電源、電力線載波通信模塊、磁保持繼電器、繼電器驅(qū)動、控制端檢測電路、時鐘、存儲器、蜂鳴器、霍爾元件和外殼十一個部分。其中，單片機分別連接電源、電力線載波通信模塊、繼電器驅(qū)動、控制端檢測電路、時鐘、存儲器、蜂鳴器和霍爾元件；磁保持繼電器分別與繼電器驅(qū)動和電力線連接；電源、電力線載波通信模塊、控制端檢測電路與電力線連接。單片機(MCU)負(fù)責(zé)通過電力線載波通信對智能電表信息進(jìn)行收集，處理和分析，并最終通過控制磁保持繼電器來控制大功率用電設(shè)備的通斷，單片機通過控制端檢測電路來檢測當(dāng)前磁保持繼電器的狀態(tài)；時鐘記錄并提供當(dāng)前時間給單片機；存儲器存儲并提供對應(yīng)的電表表號、智能負(fù)荷控制裝置序號、接通延時時間、時間表等數(shù)據(jù)；蜂鳴器用于上電和進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)提示；霍爾元件的主要作用是當(dāng)磁性器件靠近時通知單片機進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，以實現(xiàn)第一次上電時對其進(jìn)行對應(yīng)的電表表號、智能負(fù)荷控制裝置序號進(jìn)行設(shè)置；電源提供智能負(fù)荷控制裝置所需的各種電源；控制端檢測電路的主要作用是檢測磁保持繼電器后端是否有電壓，以確定磁保持繼電器是否閉合；繼電器驅(qū)動為針對磁保持繼電器所做的驅(qū)動電路；磁保持繼電器為控制信號消失后仍然保持當(dāng)前狀態(tài)的大容量繼電器；電力線載波通訊模塊的主要作用是使單片機與智能電表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以實現(xiàn)智能負(fù)荷控制裝置各種功能；外殼用于將各部分裝配成一個整體，并對各部分形成保護(hù)。
[0014]本發(fā)明中采用AVR單片機。在實際智能負(fù)荷控制裝置設(shè)計中，具備類似功能的芯片或電路系統(tǒng)均可應(yīng)用，其運行和操作方法是，將編寫的軟件固化在硬件中，此技術(shù)屬于現(xiàn)有公知技術(shù)。單片機與其他元件的聯(lián)接及制造均為公知技術(shù)，在此不作具體描述。
[0015]如圖3所示，單片機的工作流程包括:
[0016]步驟301:程序開始，實現(xiàn)時鐘等的初始化；
[0017]步驟302:主程序初始化完成后檢測當(dāng)前磁保持繼電器狀態(tài)；
[0018]步驟303:檢測霍爾元件是否動作；
[0019]步驟304:若步驟303中霍爾元件動作即進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)；
[0020]步驟305:進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)后，電表下發(fā)設(shè)置信息，保存并返回成功信息后退出設(shè)置狀態(tài)，如果電表長時間不對智能負(fù)荷控制裝置進(jìn)行設(shè)置(約I分鐘)，智能負(fù)荷控制裝置會自動退出設(shè)置狀態(tài)。所以在設(shè)置時可以將磁性器件一直放置于霍爾元件附近，設(shè)置完成后再將其移開；
[0021]步驟306:若步驟303中霍爾元件沒有動作或者步驟305完成后，則判斷是否收到電表下發(fā)信息；
[0022]步驟307:步驟306中如果收到載波信息，則分析信息(可能為校時，讀寫開關(guān)狀態(tài)，控制通斷等)，反之則重新執(zhí)行步驟302 ；
[0023]步驟308:判斷是否為控制磁保持繼電器通斷的控制命令；
[0024]步驟309:如果是控制命令，則判斷是否為吸合命令；
[0025]步驟310:若是吸合命令，在吸合前加入吸合延時等待時間(I?60分鐘)和隨機延時等待時間(I?8)秒(防止不同負(fù)荷控制裝置同時動作對電網(wǎng)的拉動)；
[0026]步驟311:繼電器吸合；
[0027]步驟312:若是斷開命令，則直接斷開磁保持繼電器；
[0028]步驟313:弱步驟308中不是控制命令，而是校時或者讀寫命令，則執(zhí)行相應(yīng)的命令；
[0029]步驟314:執(zhí)行完步驟311、步驟312和步驟313的命令后向智能電表發(fā)送回執(zhí)；
[0030]步驟315:程序結(jié)束。
[0031]本發(fā)明采用了電力線通信技術(shù)，大大方便了電網(wǎng)運行管理中心對家庭大功率用電器的遠(yuǎn)程通斷控制，成為降低電網(wǎng)負(fù)荷高峰期用電量的有效手段，發(fā)明中的智能負(fù)荷控制裝置成本較低，適合大規(guī)模應(yīng)用，市場應(yīng)用前景大。
【權(quán)利要求】
1.智能家居系統(tǒng)用電的遠(yuǎn)程控制方法及裝置，其特征在于:由電網(wǎng)運行管理中心、智能電表、電力線、智能負(fù)荷控制裝置和家庭用電器組成的系統(tǒng)中，電網(wǎng)運行管理中心根據(jù)所監(jiān)測到的電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)，向智能電表發(fā)送選擇性通斷大負(fù)荷用電器的控制命令，經(jīng)過解析后，智能電表向各智能負(fù)荷控制裝置發(fā)送命令，使負(fù)荷控制裝置控制與之相連的家用電器的通斷，控制命令的發(fā)送通過低壓電力線載波通信實現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能家居系統(tǒng)用電的遠(yuǎn)程控制方法及裝置，其特征在于:所述智能負(fù)荷控制裝置包括單片機、電源、電力線載波通信模塊、磁保持繼電器、繼電器驅(qū)動、控制端檢測電路、時鐘、存儲器、蜂鳴器、霍爾元件和外殼十一個部分，其中，單片機連接電源、電力線載波通信模塊、繼電器驅(qū)動、控制端檢測電路、時鐘、存儲器、蜂鳴器和霍爾元件，磁保持繼電器分別與繼電器驅(qū)動和電力線連接，電源、電力線載波通信模塊、控制端檢測電路與電力線連接，外殼將其他十個部分有機結(jié)合形成保護(hù)。
【文檔編號】G05B19/042GK104423295SQ201310405646
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月8日
【發(fā)明者】范曉波 申請人:鄭州朗鑫智能電子科技有限公司