專利名稱：智能開關及應用該智能開關的智能家居系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種智能開關及應用該智能開關的智能家居系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有的開關通常設置在墻壁或地面上，用戶可通過控制開關來控制家電/各種電器的電源供應。有的開關配有插座及指示燈，指示燈可用來指示對應的插座的通電狀態(tài)。然而，現(xiàn)有的開關主要是用于控制電器/用電設備的電源，而無法獲得用電設備的相關用電參數(shù)信息。雖然有些專利文獻中提到智能家居系統(tǒng)中設有的開關具有將用電設備的電壓、電流、用電功率進行檢測并顯示的功能，但用戶仍無法通過與用電設備連接的開關得知該用電設備所消耗的用電量等信息，因而，現(xiàn)有的開關還不能滿足用戶的需求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種智能開關，可自動偵測與其連接的用電設備的實時用電信息，并可將用電設備的總用電量顯示給用戶，以解決上述問題。一種智能開關，用于連接至少一用電設備至一電源。該智能開關包括一顯示單元、一電能偵測單元、一通訊單元和一處理器。電能偵測單元用于偵測與所述智能開關相連接的用電設備的實時用電信息。處理器包括一控制模塊和一計算模塊。所述控制模塊用于控制將所述實時用電信息顯示于所述顯示單元。所述計算模塊用于根據(jù)所述用電設備的實時用電信息累計計算所述用電設備的總用電量，并控制將所計算得到的累計總用電量顯示于所述顯示單元上。通訊單元用于以有線或無線方式連接至一與智能開關連接的網(wǎng)關以進行統(tǒng)計、比較與分析。有鑒于此，還有必要提供一種用上述智能開關的智能家居系統(tǒng)，以解決上述問題。一種智能家居系統(tǒng)，包括至少一智能開關和一與所述智能開關通過PLC或OPLC進行通信的網(wǎng)關。所述智能開關用于連接至少一用電設備至一電源。所述智能開關包括一存儲單元、一顯示單元、一電能偵測單元、一通訊單元和一處理器。電能偵測單元用于偵測與所述智能開關相連接的用電設備的實時用電信息。處理器包括一控制模塊和一計算模塊。所述控制模塊用于控制將所述實時用電信息顯示于所述顯示單元。所述計算模塊用于根據(jù)所述用電設備的實時用電信息累計計算所述用電設備的總用電量，并控制將所計算得到的累計總用電量顯示于所述顯示單元上。通訊單元用于以有線或無線方式連接至所述網(wǎng)關以進行統(tǒng)計、比較與分析。相對于現(xiàn)有技術，上述智能開關及應用該智能開關的智能家居系統(tǒng)使得用戶可以直觀方便的通過顯示單元直接查看到與其連接的用電設備的實時用電信息以及用電量，從而滿足了用戶的需求。


圖I為本發(fā)明一實施方式的智能家居系統(tǒng)的示意圖。
圖2為本發(fā)明的智能家居系統(tǒng)的功能模塊圖。圖3為本發(fā)明另一實施方式的智能家居系統(tǒng)的示意圖。圖4為本發(fā)明第一實施方式的智能開關與用電設備連接的示意圖。圖5為本發(fā)明第二實施方式的智能開關與用電設備連接的示意圖。圖6為本發(fā)明第三實施方式的智能開關與用電設備連接的示意圖。主要元件符號說明
Ig能家居系統(tǒng)11000
￥能開關、智能開關A、智能開關B、智能開關C、智能開關D100
網(wǎng)關_200
I網(wǎng)控制裝置、入網(wǎng)控制裝置A、入網(wǎng)控制裝置B、入網(wǎng)控制裝置D300
電源_I_
~~電力線—2
用電設備_3_
第一存儲單元_10_
IRj妾收器15
顯示單元_20_
龜能偵測單元 竟二存儲單元
入網(wǎng)按鈕_32
IR發(fā)射器_33
號轉換單元34
控制單元_35
竟二 IR接收器元一
遠理器
模塊f
計算模塊_42
電價設定模塊_43_
按 _50
指示燈_60_
Ii座孔 —
￥鈕開關80
通訊單元_90
!!頭丨95
如下具體實施方式
將結合上述附圖進一步說明本發(fā)明。
具體實施例方式請一并參閱圖I-圖2，其中，圖I為本發(fā)明的智能開關100所應用到的智能家居系統(tǒng)1000的示意圖，圖2為本發(fā)明的智能開關100所應用到的智能家居系統(tǒng)1000的功能模塊圖。智能家居系統(tǒng)1000包括至少一智能開關100、一與智能開關100通過電力線2連接的網(wǎng)關200、與網(wǎng)關200通過電力線2 (光纖電纜)連接的至少一入網(wǎng)控制裝置300和至少一插接于智能開關100的用電設備3。智能家居系統(tǒng)1000中每一房間設有一入網(wǎng)控制裝置300。本實施方式中，智能開關100與網(wǎng)關200，網(wǎng)關200與入網(wǎng)控制裝置300是通過有線或無線方式，例如通過電力線2以PLC (Power Line Communication,電力線通信)進行通信連接，在另一實施方式中，智能開關100與網(wǎng)關200，網(wǎng)關200與入網(wǎng)控制裝置300是通過有線或無線方式，例如通過電力線2以0PLC(Optical Fiber Power Line Communication,光纜電力線通信)進行通信連接。
請參考圖4-圖6，智能開關100連接至少ー個用電設備3至ー電源I。該智能開關100可自動偵測與其連接的用電設備的當前用電狀態(tài)，并可將用電設備的用電量以及電費額顯示給用戶。其中，智能開關100可以為具有顯示單元的開關，智能開關100還可以是具有顯示單元以及ー或多個插座孔的插座式智能開關。請再次參閱圖I和圖2，各智能開關100分別包括一第一 IR接收器15 (紅外接收器)、第一 IR接收器15可用于接收入網(wǎng)控制裝置300發(fā)射的IR信號。使用智能家居系統(tǒng)1000時，用戶可通過入網(wǎng)控制裝置300來觸發(fā)與該入網(wǎng)控制裝置300在同一房間內(nèi)的各智能開關100到網(wǎng)關200進行注冊，即將其識別碼(ID)發(fā)送至網(wǎng)關200注冊。而當智能開關100設有多個插座孔時，每ー插座孔對應有一 ID，智能開關100則將各插座孔的ID發(fā)送至網(wǎng)關200以注冊。而每一入網(wǎng)控制裝置300也有代表其身份的唯一的識別碼(ID)。以下將介紹各智能開關100如何注冊到網(wǎng)關200。當用戶將網(wǎng)關200、各智能開關100以及入網(wǎng)控制裝置300均安裝好之后，如圖I所示，網(wǎng)關200、各智能開關100、入網(wǎng)控制裝置300均與電カ線2 (或光纖電纜)連接，并可 通過PLC (或OPLC)進行通信連接。圖I中，智能開關AlOO和入網(wǎng)控制裝置A300位于同一房間，智能開關B100、智能開關ClOO和入網(wǎng)控制裝置B位于同一房間，智能開關DlOO和入網(wǎng)控制裝置D300位于同一房間。此時，網(wǎng)關200可自動偵測到連接在電カ線2上的所有的PLC裝置，即各智能開關100、各入網(wǎng)控制裝置300等的ID。請參閱圖2，入網(wǎng)控制裝置300包括一第二存儲單元31、入網(wǎng)按鈕32、一 IR發(fā)射器33、一信號轉換單兀34、ー控制單兀35和一第二 IR接收器36。用戶欲注冊■各智能開關100到網(wǎng)關200時，先將要注冊的某房間的入網(wǎng)控制裝置300拿到網(wǎng)關200附近，通過網(wǎng)關200啟動一入網(wǎng)配對程序，網(wǎng)關200即通過無線方式將其ID和一密碼發(fā)送至該入網(wǎng)控制裝置300，入網(wǎng)控制裝置300將網(wǎng)關200的ID和該密碼存儲于第二存儲單元31，而該入網(wǎng)控制裝置300則將其ID也通過無線方式發(fā)送至網(wǎng)關200，網(wǎng)關200則將該入網(wǎng)控制裝置300的ID存儲，從而完成該入網(wǎng)控制裝置300與網(wǎng)關200的入網(wǎng)配對。在本實施方式中，入網(wǎng)控制裝置300通過第二 IR接收器36和IR發(fā)射器33與網(wǎng)關200進行入網(wǎng)配對。第二 IR接收器36用于接收網(wǎng)關200發(fā)送的網(wǎng)關200的識別碼和密碼。其中，該密碼可以是由用戶設置的，也可是由網(wǎng)關200設定的以其ID作為密碼。該密碼用于在該用戶的各入網(wǎng)控制裝置300和智能開關100傳輸信號時對信號加密及解密的密碼，以防止非法用戶獲取并利用傳輸?shù)男盘?。網(wǎng)關200和該入網(wǎng)控制裝置300可以通過紅外(IR)、WIFI或其他無線方式發(fā)送ID和密碼等。之后，用戶通過網(wǎng)關200啟動一入網(wǎng)注冊程序，并將該已與網(wǎng)關200配對的入網(wǎng)控制裝置300安裝于有要注冊的智能開關100的房間，例如圖I所示的入網(wǎng)控制裝置B300安裝到有智能開關BlOO和智能開關ClOO的房間。用戶只需按壓入網(wǎng)控制裝置B300的入網(wǎng)按鈕32，入網(wǎng)按鈕32則響應用戶的按壓產(chǎn)生ー觸發(fā)信號，并將該觸發(fā)信號傳輸至控制單元35?？刂茊卧?5在收到該觸發(fā)信號時，控制IR發(fā)射器33發(fā)送ー IR信號，與該入網(wǎng)控制裝置300處于同一房間的智能開關100則可接收到該IR信號，同時通過有線或無線方式，例如通過電カ線2發(fā)送一入網(wǎng)注冊請求信號給網(wǎng)關200。本實施方式中，該入網(wǎng)控制裝置B300發(fā)送的該IR信號為向立體空間內(nèi)各個方向發(fā)送的IR信號，包括該入網(wǎng)控制裝置B300的ID和之前網(wǎng)關200傳輸給該入網(wǎng)控制裝置B300的密碼。各智能開關100還將所接收到的IR信號存儲于第一存儲單元10中，即將該入網(wǎng)控制裝置B300的ID和該密碼存儲起來。該入網(wǎng)注冊請求信號中包括網(wǎng)關200的ID和入網(wǎng)控制裝置B300的ID。網(wǎng)關200在接收到入網(wǎng)控制裝置B300的入網(wǎng)注冊請求信號后，通過有線或無線方式，例如通過電カ線2發(fā)送ー廣播信號給所有連接在電カ線2上的智能開關100，以詢問是否有收到入網(wǎng)控制裝置B300的IR信號，即為智能開關100被動注冊方式。與該入網(wǎng)控制裝置B300處于同一房間的智能開關BlOO和智能開關ClOO在收到網(wǎng)關200發(fā)送的該廣播信號后，將其注冊碼用密碼加密后通過有線或無線方式，例如通過電カ線2發(fā)送給網(wǎng)關200。該注冊碼包括之前存儲的入網(wǎng)控制裝置B300的ID和該智能開關100的ID。該智能開關100的ID可以是其出廠碼。當該智能開關100包括ー個以上的插座孔時，該注冊碼還包括各個插座孔的對應的ID。網(wǎng)關200在收到該注冊碼用密碼解密后，判斷該注冊碼中是否包含發(fā)送入網(wǎng)注冊請求信號的入網(wǎng)控制裝置B300的ID，如果是，則將所收到的注冊碼存儲，并在智能開關100注冊之前的捜索到的PLC設備的對應的ID上勾選該智能開關100，以明確該設備已成功注冊。此后，網(wǎng)關200即可快速準確的將控制指令傳輸至對應的智能開關100。 在ー實施方式中，入網(wǎng)控制裝置300還包括一信號轉換單元34，用于將網(wǎng)關200通過電カ線2傳輸?shù)目刂菩盘栟D換為IR控制信號，并控制IR發(fā)射器33將該轉換后的控制信號發(fā)送至對應的智能開關100以控制與其插接的用電設備3執(zhí)行。在又ー實施方式中，網(wǎng)關200在接收到入網(wǎng)控制裝置B300的入網(wǎng)注冊請求信號后，不通過電カ線2發(fā)送廣播信號給所有連接在電カ線2上的智能開關100以詢問是否有收到入網(wǎng)控制裝置B300的IR信號。而是各智能開關100在收到入網(wǎng)控制裝置B300的IR信號后，主動將注冊碼用密碼加密后通過有線或無線方式，例如通過電カ線2發(fā)送給網(wǎng)關200，即為智能開關100主動注冊方式。因該種實施方式和智能開關100被動注冊方式在后續(xù)的流程中都類似，在此就不再贅述。本說明書中，如無特別說明，網(wǎng)關200、各智能開關100和入網(wǎng)控制裝置300通過電カ線2傳輸?shù)母鞣N信號中，均包括了發(fā)送信號的該裝置的ID和接收該信號的裝置的ID。網(wǎng)關200、各智能開關100和入網(wǎng)控制裝置300均存儲有用于加密和加密通過電カ線2傳輸?shù)母鞣N信號的密碼。在ー實施方式中，入網(wǎng)控制裝置300與智能開關100在外觀以及功能上均類似，其主要不同之處在于，入網(wǎng)控制裝置300比智能開關100還多設有一入網(wǎng)按鈕32和一 IR發(fā)射器33，即該入網(wǎng)控制裝置300除了可以做入網(wǎng)注冊時的啟動裝置，還可以當作智能開關100來使用。在再ー實施方式中，如圖3所示，智能家具系統(tǒng)1000還可以只包括ー個入網(wǎng)控制裝置300，而不是在每個房間都設置ー個。在該實施方式中，初始時，用戶仍需將入網(wǎng)控制裝置300拿到網(wǎng)關200附近，通過網(wǎng)關200啟動一入網(wǎng)配對程序。該入網(wǎng)配對程序與上ー實施方式中相同，在此就不再贅述。之后，用戶通過網(wǎng)關200啟動一入網(wǎng)注冊程序，并將該入網(wǎng)控制裝置300安裝于有要注冊的智能開關100的房間，例如圖2所示的入網(wǎng)控制裝置B300安裝到有智能開關BlOO和智能開關ClOO的房間。用戶只需按壓入網(wǎng)控制裝置300的入網(wǎng)按鈕32，入網(wǎng)按鈕32則響應用戶的按壓產(chǎn)生ー觸發(fā)信號，并將該觸發(fā)信號傳輸至控制單元35。控制單元35在收到該觸發(fā)信號吋，控制該入網(wǎng)控制裝置300通過有線或無線方式，例如通過電カ線2發(fā)送一入網(wǎng)注冊請求信號給網(wǎng)關200，網(wǎng)關200在收到該入網(wǎng)注冊請求信號后，按照注冊的先后順序分配一換區(qū)碼并將該換區(qū)碼通過有線或無線方式，例如通過電カ線2傳輸至入網(wǎng)控制裝置300。其中，該換區(qū)碼為網(wǎng)關200根據(jù)收到入網(wǎng)控制裝置300的入網(wǎng)注冊請求的次數(shù)依次編號的，例如，當網(wǎng)關200第一次收到入網(wǎng)控制裝置300的入網(wǎng)注冊請求吋，網(wǎng)關200則給入網(wǎng)控制裝置300分配的換區(qū)碼為00，當網(wǎng)關200第二次收到入網(wǎng)控制裝置300的入網(wǎng)注冊請求吋，網(wǎng)關200則給入網(wǎng)控制裝置300分配的換區(qū)碼為01，以此類推。入網(wǎng)控制裝置300在收到網(wǎng)關200傳輸?shù)膿Q區(qū)碼(例如00)后，入網(wǎng)控制裝置300的控制單元35控制IR發(fā)射器33發(fā)送ー IR信號，與該入網(wǎng)控制裝置300處于同一房間的智能開關100則可接收到該IR信號。本實施方式中，該入網(wǎng)控制裝置B300發(fā)送的該IR信號為向立體空間內(nèi)各個方向發(fā)送的IR信號，包括該換區(qū)碼、該入網(wǎng)控制裝置300的ID和之前網(wǎng)關200傳輸給該入網(wǎng)控制裝置300的密碼。各智能開關100還將所接收到的IR信號存儲于第一存儲單元10中，即將該換區(qū)碼、該入網(wǎng)控制裝置300的ID和密碼存儲起來。網(wǎng)關200則在將換區(qū)碼發(fā)送出去后，即發(fā)送給入網(wǎng)控制裝置300之后，通過有線或 無線方式，例如通過電カ線2發(fā)送ー廣播信號給所有連接在電カ線2上的智能開關100，以詢問是否有收到入網(wǎng)控制裝置300的IR信號，即為智能開關100被動注冊方式。與該入網(wǎng)控制裝置300處于同一房間的智能開關BlOO和智能開關ClOO在收到網(wǎng)關200發(fā)送的該廣播信號后，將其注冊碼用密碼加密后通過電カ線2發(fā)送給網(wǎng)關200。該注冊碼包括之前存儲的換區(qū)碼、入網(wǎng)控制裝置B300的ID和該智能開關100的ID。該智能開關100的ID可以是其出廠碼。當該智能開關100包括ー個以上的插座孔時，該注冊碼還包括各個插座孔的對應的ID。網(wǎng)關200在收到該注冊碼用密碼解密后，判斷該注冊碼中是否包含發(fā)送入網(wǎng)注冊請求信號的入網(wǎng)控制裝置300的ID，如果是，則將所收到的注冊碼存儲，并在智能開關100注冊之前的捜索到的PLC設備的對應的ID上勾選該智能開關100，以明確該設備已成功注冊。此后，網(wǎng)關200即可快速準確的將控制指令傳輸至對應的智能開關100。在又ー實施方式中，網(wǎng)關200在將換區(qū)碼發(fā)送出去后，不通過電カ線2發(fā)送廣播信號給所有連接在電カ線2上的智能開關100以詢問是否有收到入網(wǎng)控制裝置300的IR信號。而是各智能開關100在收到入網(wǎng)控制裝置300的IR信號后，主動將注冊碼用密碼加密后通過有線或無線方式，例如通過電カ線2發(fā)送給網(wǎng)關200，即為智能開關100主動注冊方式。因該種實施方式和智能開關100被動注冊方式在后續(xù)的流程中都類似，在此就不再贅述。以上介紹了智能開關100的入網(wǎng)注冊程序。在智能家居系統(tǒng)1000中的各智能開關100完成注冊后，智能家居系統(tǒng)1000即可安全的投入使用，網(wǎng)關200可通過電カ線2傳輸控制信號以使得智能開關100控制與其連接的各用電設備3。請參閱圖2，智能開關100包括第一存儲單元10、一顯示單元20、一電能偵測單元30和一處理器40。第一存儲單元10、顯示單元20、電能偵測單元30分別與處理器40相連接。第一存儲單元10還存儲有電費計算公式。電能偵測單元30用于偵測與智能開關100相連接的用電設備的實時用電信息，例如，該用電設備的電壓、電流、用電功率等信息、用電量過量的程度等，其中，該實時用電功率為同一時刻的電壓乘以電流。電能偵測單元30還將該用電設備的實時用電信息傳輸至處理器40。該顯示単元20可為液晶顯示屏、電子紙顯示屏、LED顯示屏、觸摸顯示屏等。處理器40包括ー控制模塊41和ー計算模塊42。控制模塊41用于控制將該用電設備的實時用電信息顯示于顯示單元20。計算模塊42用于根據(jù)該用電設備的實時用電信息累計計算該用電設備的總用電量，并控制將計算結果即累計總用電量顯示于顯示単元20上。其中，該計算模塊42可每間隔ー預定時間t獲得用電設備的用電功率P，并通過功率P乘以時間t獲取該預定時間t內(nèi)的用電量，從而累計計算得出該用電設備的總用電量。計算模塊42還用于根據(jù)第一存儲單元10中存儲的電費計算公式以及ー預設的電價計算該用電設備的累計電費額，并控制將該計算結果即累計電費額顯示于顯示單元20。智能開關100還包括一與處理器40相連接的按鈕50。按鈕50在被用戶短按時(例如O. 5秒鐘),生成一第一信號并將該生成的第一信號發(fā)送給處理器40,控制模塊41則在收到該第一信號時控制將顯示単元20上顯示的用電設備的累計總用電量以及累計電費額清零，計算模塊42則在收到該信號時重新計算該用電設備的累計總用電量和累計電費額，并控制將重新計算得到的累計總用電量和累計電費額顯示于顯示単元20。按鈕50在被 用戶長按時(例如3秒鐘)，生成一第二信號并將該生成的第二信號發(fā)送給處理器40，控制模塊41則在收到該第二信號時，控制在顯示單元20上顯示的用電量的數(shù)字的旁邊顯示一輸入框供用戶更新輸入該用電量對應的電價。在本實施方式中，顯示單元20在該輸入框顯示ー預設的電價，用戶可以通過按壓按鈕50來調整電價，例如每按壓按鈕50的一端一下，電價的數(shù)額減一，每按壓按鈕50的另一端一下，電價的數(shù)額加一，等等。在此不做限制。此夕卜，處理器40還可以包括一電價設定模塊43，用于依據(jù)當前時間設定電價，S卩，根據(jù)不同時間設定不同的電價。例如，設定優(yōu)惠時段電價。智能開關100還包括一與處理器40相連接的指示燈60，指示燈60用于用不同的顔色提示用電設備的當前耗電程度或電費過量之程度?？刂颇K41根據(jù)用電設備的實時用電信息中的用電功率，控制指示燈60顯示對應的顏色。具體的，當用電設備的用電功率高于ー預設的用電功率，如該用電設備的額定功率吋，控制模塊41控制指示燈60顯示紅色，以提示用戶該用電設備的能耗較大。當用電設備的用電功率在該用電設備的正常使用時的用電功率范圍內(nèi)時，控制模塊41控制指示燈60顯示綠色，以提示用戶該用電設備的能耗正常，處于正常使用中。當用電設備的用電功率低于該用電設備的正常運行的最小功率時，控制模塊41控制指示燈60顯示黃色，以提示用戶該用電設備的能耗較低，處于待機或其他未使用中的狀態(tài)。而當用電設備與智能開關100斷開電連接時，控制模塊41則控制將指示燈60熄滅，從而提示用戶該用電設備已與智能開關100斷開電連接?？刂颇K41根據(jù)用電設備3的實時用電信息中的電費過量之程度，控制指示燈60顯示對應的顏色。具體的，當用電設備3的電費量高于ー預設的電費量，如該用電設備3的額定電費量時，控制模塊41控制指示燈60顯示紅色，以提示用戶該用電設備3的電費量較大。當用電設備3的電費量在該用電設備3的正常使用時的用電電費量范圍內(nèi)吋，控制模塊41控制指示燈60顯示綠色，以提示用戶該用電設備3的電費量正常，處于正常使用中。在ー實施方式中，智能開關100還包括一通訊單元90，用于將智能開關100以有線或無線的方式連接至ー網(wǎng)關200，以將用電設備3的用電信息傳輸網(wǎng)關200以進行統(tǒng)計、t匕較與分析。從而，使得用戶可以得知每個用電設備3的用電量及用電金額，進而做出節(jié)電措施。其中有線或無線方式包括PLC (電カ線通信)、Zigbee、WiFi、Bluet00th、OPLC(光纜電カ線通信)、DDN專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和3G、GPRS、CDMA, GSM移動網(wǎng)絡等。在ー實施方式中，智能開關100還包括ー插頭95，插頭95用于將智能開關100插接于電源1，從而將智能開關100以及與智能開關100連接的用電設備3與電源I相連接。在圖4和圖5所示的實施方式中，智能開關100為插座式智能開關，還包括至少ー個插座孔70。插座孔70用于外接用電設備的供電插頭，插座孔70可以為三相插座孔也可以是兩相插座孔。在另ー實施方式中，如圖6所示的實施方式，智能開關100還可以不設插座孔70，即為如前所述的安裝在用電設備回路中的撥動開關、按鈕開關等。
可以理解的是，當智能開關100上同時連接有兩個或兩個以上的用電設備吋，電能偵測單元30則分別偵測該些用電設備的實時用電信息，并傳輸至處理器40?？刂颇K41則控制顯示單元20顯示各用電設備及其對應的用電信息。計算模塊42則分別計算各用電設備的能耗信息，即累計總耗電量及累計電費等，并控制顯示單元20顯示各用電設備及其對應的能耗信息。相應的，智能開關100設有與用電設備的數(shù)量相同的指示燈60，且每ー指示燈60對應ー插座孔70，用于指示與對應的插座孔70連接的用電設備的能耗狀態(tài)，即控制模塊41控制每一指示燈60分別用不同的顏色顯示與其對應的插座孔70連接的用電設備的能耗情況。在ー實施方式中，智能開關100還可以設有與用電設備的數(shù)量相同的按鈕50，以用于分別清零不同的用電設備的實時用電信息、累計用電功率及累計電費額。當然，如前所述，智能開關100也可以只設有一個按鈕50，此時，當該按鈕50被按下時，控制模塊41則控制將所有的用電設備的實時用電信息、累計用電功率及累計電費額均清零。請參閱圖4-圖6，其分別為本發(fā)明的三種實施方式中的智能開關100與用電設備相連接的示意圖。如圖4所示，智能開關100通過電カ線2連接電源I。智能開關100通過通訊単元90，以有線或無線方式將用電設備3之用電參數(shù)傳輸至網(wǎng)關200。該實施方式中，智能開關包括預定數(shù)量的插座孔70，并設有相同個數(shù)的按鈕50和指示燈60，每ー插座孔70均對應有ー按鈕50和一指示燈60。如圖4所示，插座孔70、按鈕50以及指示燈60的個數(shù)均為兩個，顯然，插座孔70、按鈕50以及指示燈60的個數(shù)可均為三個、四個、五個等。其中，該插座孔70為三孔插座孔，用干與用電設備3的供電插頭匹配。該用電設備3可以是家用或公司用的各種電器，如冰箱、空調、電風扇、電腦、電視機、音箱、電飯煲、微波爐、熱水器、抽油煙機、各種燈具等等。如圖5所示，該實施方式中的智能開關100與圖4所示的智能開關100的不同之處在于該智能開關100包括至少ー個插座孔70，且設有一個按鈕50和用于控制插座孔70的電源通斷的按鈕開關80，如圖3所示，該插座孔70的個數(shù)為兩個，且該兩個插座孔70中的ー個為三孔插座孔，另ー個為兩孔插座孔。在其他實施方式中，智能開關100可以只包括ー個插座孔70或兩個以上的插座孔70。如圖6所示，該實施方式中的智能開關100未設有圖4和圖5中的插座孔70，其設有三個按鈕開關80，分別與三個指示燈60以及三個外接的用電設備3對應。通過按鈕開關80可以控制與其對應連接的用電設備3的電源的通斷。顯然，圖4-圖6中的智能開關100均包括如前所述的第一存儲單元10、顯示單元20、電能偵測單元30和處理器40，而且還可以都包括通訊單元90。使用上述智能開關100，用戶可以通過智能開關100的顯示單元20直接查看到與其連接的用電設備的實時用電信息、用電量以及電費額。用戶還可以通過指示燈60的顔色直觀的了解用電設備的用電功率狀態(tài)。本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍之內(nèi)，對以上實施方式所作的適當改變和變化都落在本發(fā)明要求保 護的范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種智能開關，用于連接至少一用電設備至一電源，其特征在于，包括 一顯示單元； 一電能偵測單元，用于偵測與所述智能開關相連接的用電設備的實時用電信息； 一處理器，與所述存儲單元、所述顯示單元以及所述電能偵測單元均連接，所述處理器包括一控制模塊和一計算模塊，所述控制模塊用于控制將所述實時用電信息顯示于所述顯示單元；所述計算模塊用于根據(jù)所述用電設備的實時用電信息累計計算所述用電設備的總用電量，并控制將所計算得到的累計總用電量顯示于所述顯示單元上；及 一通訊單元，用于通過有線或無線方式將所述用電設備的用電信息傳輸至一與智能開關連接的網(wǎng)關以進行統(tǒng)計、比較與分析。
2.如權利要求I所述的智能開關，其特征在于還包括一存儲有電費計算公式的存儲單元，所述計算模塊還用于根據(jù)所述存儲單元中存儲的電費計算公式以及一預設電價，計算所述用電設備的累計電費額，并控制將所計算得到的累計電費額顯示于所述顯示單元。
3.如權利要求I所述的智能開關，其特征在于還包括至少一插座孔，用于外接所述用電設備的供電插頭，當所述至少一插座孔的數(shù)量為一個時，所述插座孔為兩孔插座孔或三孔插座孔；及當所述至少一插座孔為兩個以上時，所述兩個以上插座孔中包括兩孔插座孔和三孔插座孔。
4.如權利要求3所述的智能開關，其特征在于還包括與所述至少一插座孔的數(shù)量相同的至少一按鈕開關，每一按鈕開關用于控制與其對應的插座孔的電源通斷。
5.如權利要求2所述的智能開關，其特征在于還包括一按鈕，所述按鈕與所述處理器相連，所述按鈕用于在被短按時，生成一第一信號并將所述第一信號發(fā)送給所述處理器；所述控制模塊在收到所述第一信號時控制將所述顯示單元上顯示的用電設備的累計總用電量以及累計電費額清零；所述計算模塊在收到所述第一信號時重新計算所述用電設備的累計總用電量和累計電費額，并控制將重新計算得到的累計總用電量和累計電費額顯示于所述顯示單元。
6.如權利要求5所述的智能開關，其特征在于當所述按鈕被長按時，所述控制模塊還控制在所述顯示單元上顯示的用電量的數(shù)字的旁邊顯示一輸入框供用戶更新輸入所述用電量對應的電價。
7.如權利要求I所述的智能開關，其特征在于所述處理器還包括一電價設定模塊，用于依據(jù)當前時間設定電價。
8.如權利要求I所述的智能開關，其特征在于還包括一插頭，用于將所述智能開關插接于所述電源。
9.如權利要求I所述的智能開關，其特征在于還包括一指示燈，所述控制模塊還根據(jù)所述用電設備的實時用電信息中的用電功率或電費過量的程度，控制所述指示燈顯示對應的顏色。
10.如權利要求9所述的智能開關，其特征在于 當所述用電設備的用電功率高于所述用電設備的額定功率時，所述控制模塊控制所述指示燈顯示紅色； 當所述用電設備的用電功率在所述用電設備的正常使用時的用電功率范圍內(nèi)時，所述控制模塊控制所述指示燈顯示綠色；當所述用電設備的用電功率低于所述用電設備的正常運行的最小功率時，所述控制模塊控制所述指示燈顯示黃色；及 當所述用電設備與所述智能開關斷開連接時，所述控制模塊則控制將所述指示燈熄滅。
11.如權利要求9所述的智能開關，其特征在于 當所述用電設備的電費量高于一預設的電費量時，所述控制模塊控制所述指示燈顯示紅色；及 當所述用電設備的電費量在所述用電設備的正常使用時的用電電費量范圍內(nèi)時，所述控制模塊控制所述指示燈顯示綠色。
12.如權利要求I所述的智能開關，其特征在于，所述顯示單元為液晶顯示屏、電子紙顯示屏、LED顯示屏、或觸摸顯示屏。
13.一種智能家居系統(tǒng)，包括至少一智能開關和一與所述智能開關通過PLC或OPLC進行通信的網(wǎng)關，所述智能開關用于連接至少一用電設備至一電源，其特征在于，所述智能開關包括 一顯示單元； 一電能偵測單元，用于偵測與所述智能開關相連接的用電設備的實時用電信息； 一處理器，與所述存儲單元、所述顯示單元以及所述電能偵測單元均連接，所述處理器包括一控制模塊和一計算模塊，所述控制模塊用于控制將所述實時用電信息顯示于所述顯示單元；所述計算模塊用于根據(jù)所述用電設備的實時用電信息累計計算所述用電設備的總用電量，并控制將所計算得到的累計總用電量顯示于所述顯示單元上；及 一通訊單元，用于通過有線或無線方式將所述用電設備的用電信息傳輸至所述網(wǎng)關以進行統(tǒng)計、比較與分析。
14.如權利要求13所述的智能家居系統(tǒng)，其特征在于還包括可通過PLC或OPLC與所述網(wǎng)關進行通信的至少一入網(wǎng)控制裝置，當所述用戶將一入網(wǎng)控制裝置拿到所述網(wǎng)關附近并通過所述網(wǎng)關啟動一入網(wǎng)配對程序后，所述網(wǎng)關即通過無線方式將所述網(wǎng)關的識別碼和一密碼發(fā)送至所述入網(wǎng)控制裝置，所述入網(wǎng)控制裝置將所述網(wǎng)關的識別碼和該密碼存儲，所述入網(wǎng)控制裝置則將其識別碼通過無線方式發(fā)送至所述網(wǎng)關，網(wǎng)關則將該入網(wǎng)控制裝置的識別碼存儲。
15.如權利要求14所述的智能家居系統(tǒng)，其特征在于所述密碼可以由用戶設置，也可以為由所述網(wǎng)關設定的以所述網(wǎng)關的識別碼作為密碼。
16.如權利要求14所述的智能家居系統(tǒng)，其特征在于 所述智能開關還包括一第一 IR接收器和一存儲單元； 所述入網(wǎng)控制裝置包括一入網(wǎng)按鈕、一 IR發(fā)射器、一第二 IR接收器和一控制單元；所述第二 IR接收器用于接收所述網(wǎng)關發(fā)送的網(wǎng)關的識別碼和所述密碼；所述入網(wǎng)按鈕用于響應用戶的按壓產(chǎn)生一觸發(fā)信號并將該觸發(fā)信號傳輸至所述控制單元，所述控制單元在收到該觸發(fā)信號時，控制所述IR發(fā)射器發(fā)送一包括所述入網(wǎng)控制裝置的識別碼和所述密碼的IR信號，并控制所述入網(wǎng)控制裝置通過PLC或OPLC發(fā)送一入網(wǎng)注冊請求信號至所述網(wǎng)關; 所述智能開關通過所述第一 IR接收器接收到所述IR信號時，將所述IR信號存儲于所述存儲單元，同時通過PLC或OPLC發(fā)送一用所述密碼加密的注冊碼至所述網(wǎng)關，其中，所述注冊碼為包括包括所述入網(wǎng)控制裝置的識別碼和所述智能開關的識別碼； 所述網(wǎng)關在收到所述注冊碼后，用所述密碼解密后，將包含所述入網(wǎng)控制裝置的識別碼的注冊碼存儲。
17.如權利要求14所述的智能家居系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)關在收到所述入網(wǎng)請求信號后，還通過PLC或OPLC發(fā)送一廣播信號，以詢問是否有智能開關收到所述入網(wǎng)控制裝置的IR信號，收到所述IR信號的智能開關則通過PLC或OPLC發(fā)送所述注冊碼至所述網(wǎng)關。
18.如權利要求16或17所述的智能家居系統(tǒng)，其特征在于所述智能開關包括至少一插座孔，每一插座孔設有一識別碼，所述注冊碼還包括所述每一插座孔的識別碼。
19.如權利要求16或17所述的智能家居系統(tǒng)，其特征在于所述存儲單元還存儲有電費計算公式，所述計算模塊還用于根據(jù)所述存儲單元中存儲的電費計算公式以及一預設電價，計算所述用電設備的累計電費額，并控制將所計算得到的累計電費額顯示于所述顯示單元。
20.如權利要求16或17所述的智能家居系統(tǒng)，其特征在于所述智能開關還包括一插頭，用于將所述智能開關插接于所述電源。
全文摘要
一種智能開關，用于連接至少一用電設備至一電源。該智能開關包括顯示單元、電能偵測單元、通訊單元和處理器。電能偵測單元用于偵測與智能開關相連接的用電設備的實時用電信息。處理器包括控制模塊和一計算模塊?？刂颇K控制將實時用電信息顯示于顯示單元。計算模塊根據(jù)用電設備的實時用電信息累計計算用電設備的總用電量，并控制將其顯示于顯示單元上。通訊單元以有線或無線方式連接至一與智能開關連接的網(wǎng)關以進行統(tǒng)計、比較與分析。本發(fā)明還提供了應用該智能開關的智能家居系統(tǒng)。本發(fā)明使得用戶可以直觀方便的通過顯示單元直接查看到與其連接的用電設備的實時用電信息以及用電量，從而滿足了用戶的需求。
文檔編號H04L12/28GK102868581SQ20121031792
公開日2013年1月9日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權日2012年8月31日
發(fā)明者陳德勝, 李曉光, 謝冠宏, 肖昀, 皮尚慧 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司