专利名称：电器使用情况监控系统及其使用方法
技术领域：
本发明涉及电能监控技术领域，尤其涉及一种电器使用情况监控系统及其使用方法。
背景技术：
目前市面上的传统电气设备几乎全属于内部运作程序与参数封闭不对外开放，且无对外通讯网络的独立运作系统型态，例如空调、冰柜、马达、照明等都是如此，因此难以对电器设备进行长期监控，因此会导致电力浪费，甚至有可能酿成可怕的意外。随着电价格的增加，这样的电力浪费可能使得用户花费更多。随着经济的迅速发展，用电量日益增加，为电网的稳定运行带来了诸多不良因素。国家即将开始阶梯电价等政策，来消峰填谷，平衡用电。因此，需要一种电器使用情况监控系统及其使用方法，可以让用户清楚地了解家庭中各电器的电能使用状况，养成良好的用电习惯，节约能源，减少家庭开支，同时也可以保证用电安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电器使用情况监控系统及其使用方法，能够实时监控家庭中各电器的电能使用状况。为解决上述问题，本发明提供一种电器使用情况监控系统，包括电器端和用户端，所述电器端包括采集单元、计算单元及第一无线通讯单元，所述用户端包括第二无线通讯单元及显示单元；其中，所述采集单元采集至少一个电器所在电路支路上的电流和电压；所述计算单元根据采集到的电流和电压计算所述电器的使用情况数据；所述显示单元接收用户指令，并根据所述用户指令从所述计算单元中提取所述电器的使用情况数据显示；所述第一无线通讯单元和所述第二无线通讯单元无线连接，实现所述计算单元与所述显示单元之间的数据传输。进一步的，所述采集单元包括电源采集模组及监测模组，其中，所述电源采集模组用于采集电路总路或通电的电器所在电路支路上的交流电，并将采集到的交流电转化为直流电供所述监测模组、所述计算单元及第一无线通讯单元使用；所述监测模组包括设置于所述电器处的电压传感器和电流传感器，所述电压传感器采集所述电器所在电路支路上的电压，所述电流传感器采集所述电器所在电路支路上的电流。进一步的，所述电源采集模组包括变压器、桥式整流电路、7805稳压芯片。进一步的，所述采集单元按照预定义频率采集所述电器所在电路支路的电压和电流。进一步的，所述计算单元包括计量模块、存储模块及微处理器，其中，所述计量模块根据采集到的所述电器的电流和电压计算所述电器的使用情况数据；所述微处理器将所述计量模块的计算结果存储到所述存储模块中，以及通过所述第二无线通讯单元和所述第一无线通讯单元接收所述显示单元的操作指令，并根据所述操作指令读取所述存储模块中存储的相应使用情况数据。进一步的，所述计算单元计算的使用情况数据包括使用频次、功率与时间曲线、累计耗电量、每月耗电量及每日耗电量中的至少一种。进一步的，所述用户端为智能手机、平板电脑或笔记本电脑。进一步的，所述显示单元采用图、表或应用程序预定义格式显示所述电器的使用情况数据。本发明还提供一种上述之一的电器使用情况监控系统的使用方法，包括在电器端设置所述采集单元、计算单元及第一无线通讯单元，在用户端设置第二无线通讯单元及显示单元；所述采集单元采集至少一个电器所在电路支路上的电流和电压；所述计算单元根据采集到的电流和电压计算所述电器的使用情况数据；所述显示单元接收用户指令；所述第一无线通讯单元和所述第二无线通讯单元无线连接；所显示单元通过所述第二无线通讯单元发出操作指令；所述第一无线通讯单元接收所述操作指令并将所述操作指令传输至所述计算单元；所述计算单元根据所述操作指令提取出所述电器的使用情况，通过所述第一无线通讯单元和所述第二无线通讯单元反馈至所述显示单元；所述显示单元显示所述电器的使用情况。进一步的，所述计算单元包括计量模块、存储模块及微处理器，所述使用方法还包括所述计量模块根据采集到的所述电器的电流和电压计算所述电器的使用情况数据；所述微处理器将所述计量模块的计算结果存储到所述存储模块中，以及通过所述第二无线通讯单元和所述第一无线通讯单元接收所述显示单元的操作指令，并根据所述操作指令从所述存储模块中读取所述电器的使用情况数据。与现有技术相比，本发明提供的电器使用情况监控系统及其使用方法，通过电器端的采集单元采集电器支路的电压和电流、计算单元计算电器的使用情况，第一无线通讯单元和第二无线通讯单元将电器使用情况反馈到显示单元供用户查看的技术方案，可以让用户通过带有第二无线通讯单元的智能移动设备来随时了解电器的电能使用状况，以养成良好的用电习惯，节约能源，减少家庭开支，同时随时了解电器的电能使用状况也可以保证用电安全。
图1是本发明一实施例的电器使用情况监控系统的框架图。图2是图1所示的电器使用情况监控系统的使用方法流程图。图3是本发明另一实施例的电器使用情况监控系统的框架图。图4是图3所示的电器使用情况监控系统的使用方法流程图。
具体实施例方式本发明的核心思想是公开一种电器使用情况监控系统及其使用方法，能够用在智能数字电表、智能插座以及各种家用电器等电器上，以检测电器的电能使用情况，将使用时间和工作功率等数据通过无线传给智能手机、平板电脑等智能移动设备，并通过智能移动设备上的应用软件呈现给用户，从而实现电器使用情况的智能监控。
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的说明，然而，本发明可以用不同的形式实现，不应认为只是局限在所述的实施例。实施例一请参考图1，本实施例提供一种电器使用情况监控系统，包括电器端10和用户端20，所述电器端10包括采集单元11、计算单元12及第一无线通讯单元13，所述用户端20可以是无线通信功能的智能手机、平板电脑、笔记本电脑等智能移动设备，包括第二无线通讯单元21及显示单元22，第二无线通讯单元21为上述智能移动设备自带的无线通信模组，显示单元22为基于智能移动设备的操作系统的应用软件，可以通过图、表或应用程序预定义格式显示所述电器的使用情况数据。其中，所述采集单元11可以采集至少电器I、2、…η所在电路支路上的电流和电压；所述计算单元12根据所述采集单元11采集到的电流和电压计算每个电器的使用情况数据，例如使用时间、工作功率、使用频次、功率与时间曲线、累计耗电量、每月耗电量及每日耗电量等等；所述显示单元22接收用户指令，并根据所述用户指令从所述计算单元12中提取所述电器的使用情况数据显示，所述第一无线通讯单元13和所述第二无线通讯单元21无线连接，实现所述计算单元12与所述显示单元22之间的数据传输。所述第一无线通 讯单元13和所述第二无线通讯单元21可以是蓝牙模组，也可以是红外模组。需要说明的是，本实施的电器使用情况监控系统，用户端20可以直接从用户端所在的智能设备的电源上取电，而电器端可以直接从家用电路的火线上取电，也可以另外设置电池组等供电；采集单元与电器可以是一对一的，也可以是一对多的。请参考图2，本实施例还提供一种上述的电器使用情况监控系统的使用方法，包括S201，在电器端设置所述采集单元、计算单元及第一无线通讯单元，在用户端设置第二无线通讯单元及显示单元；S202，所述采集单元采集至少一个电器所在电路支路上的电流和电压，优选的，所述采集单元按照预定义频率采集每个电器所在电路支路的电压和电流；S203，所述计算单元根据采集到的电流和电压计算所述电器的使用情况数据；S204，所述显示单元接收用户指令；S205，所述第一无线通讯单元和所述第二无线通讯单元无线连接；S206，所显示单元通过所述第二无线通讯单元发出操作指令；S207，所述第一无线通讯单元接收所述操作指令并将所述操作指令传输至所述计算单元；S208，所述计算单元根据所述操作指令提取出所述电器的使用情况，通过所述第一无线通讯单元和所述第二无线通讯单元反馈至所述显示单元；S209，所述显示单元显示所述电器的使用情况。可见，本实施例提供的电器使用情况监控系统及其使用方法，通过电器端的采集单元采集电器支路的电压和电流、计算单元计算电器的使用情况，第一无线通讯单元和第二无线通讯单元将电器使用情况反馈到显示单元供用户查看的技术方案，可以让用户通过带有第二无线通讯单元的移动设备来随时了解电器的电能使用状况，以养成良好的用电习惯，节约能源，减少家庭开支，同时随时了解电器的电能使用状况也可以保证用电安全。实施例二 请参考图3，本实施例提供一种电器使用情况监控系统，包括电器端10和用户端20，所述电器端10包括采集单元、计算单元及第一无线通讯单元13，所述用户端20可以是无线通信功能的智能手机、平板电脑、笔记本电脑等智能移动设备，包括第二无线通讯单元21及显示单元22，第二无线通讯单元21为上述智能移动设备自带的无线通信模组，显示单元22为基于智能移动设备的操作系统的应用软件，可以建立友好的人机界面，通过图、表或应用程序预定义格式显示所述电器的使用情况数据。
本实施例中，所述采集单元包括电源采集模组112及监测模组111，其中，所述电源采集模组112包括变压器、桥式整流电路、7805稳压芯片，用于采集电路总路或电器所在电路支路上的交流电，并将采集到的交流电经过变压、整流、稳压后转化为直流电，供所述监测模组111、所述计算单元及第一无线通讯单元13使用。所述监测模组111包括设置于所述电器处的电压传感器和电流传感器，所述电压传感器采集所述电器所在电路支路上的电压，所述电流传感器采集所述电器所在电路支路上的电流。本实施例中，电压传感器I和电流传感器I采集电器I所在支路的电压和电流，电压传感器2和电流传感器2采集电器2所在支路的电压和电流，电压传感器3和电流传感器3采集插座所在支路的电压和电流，以实现插座使用情况的监控，同时也是为了实现电器3、4、5三个电器的总体使用情况的监控。本实施例中，所述计算单元包括计量模块121、存储模块120及微处理器122，其中，所述计量模块121根据监测模组111采集到的各个电器的电流和电压计算相应电器的使用情况数据，所述使用情况数据包括使用频次、功率与时间曲线、累计耗电量、每月耗电量及每日耗电量中的至少一种；所述微处理器122通过SPI总线与计量模块121连接，通过I2C总线与存储模块连接，通过UART总线与第一无线通讯单元13连接，将所述计量模块121的计算结果存储到所述存储模块120中，以及通过所述第一无线通讯单元13和所述第二无线通讯单元21接收所述显示单元22的操作指令，并根据所述操作指令读取所述存储模块120中存储的相应电器的使用情况数据。本实施例还提供一种上述的电器使用情况监控系统的使用方法，包括S401，在电器端设置所述采集单元、计算单元及第一无线通讯单元，在用户端设置第二无线通讯单元及显示单元；S402，所述采集单元的电源采集模组采集电路总路或任一通电的电器所在电路支路上的交流电，并将采集到的交流电经过变压、整流、稳压后转化为直流电，供监测模组、计算单元及第一无线通讯单元使用；S403，所述采集单元的监测模组采集至少一个电器所在电路支路上的电流和电压；S404，所述计算单元的计算模块根据采集到的电流和电压计算所述电器的使用情况数据，所述微处理器将计算结果存储到存储模块中；S405，所述显示单元接收用户指令，所述用户指令为用户指定查看一个电器的一种使用情况数据的命令；S406，所述第一无线通讯单元和所述第二无线通讯单元无线连接；S407，所显示单元通过所述第二无线通讯单元发出操作指令；S408，所述第一无线通讯单元接收所述操作指令并将所述操作指令传输至所述微处理器；S409，所述微处理器根据所述操作指令从所述存储模块中提取出指定的电器的指定使用情况，通过所述第一无线通讯单元和所述第二无线通讯单元反馈至所述显示单元；S410，所述显示单元通过图、表或者应用程序预定义格式显示用户指定的电器的指定使用情况。可见，本实施例提供的电器使用情况监控系统及其使用方法，由于电压、电流传感器可以设置在每个电器的支路上，也可以设置在插座支路上，还可以设置在多个电器的总支路上，因此，用户可以根据自己的意愿任意组合，灵活地用在各种供电设备及家用电器上，以监控其使用情况；由于用户端和电器端之间采用无线通讯方式，因此可以实现远程监控；由于电源采集模块可以直接采集电路总路或者通电支路上的交流电，转化为直流电后为其他模块供电，省去了电池及其管理模组的设计，降低了成本。综上所述，本实施例提供的电器使用情况监控系统及其使用方法，可用在智能数字电表、智能插座以及各种家用电器等，通过电器端的采集单元采集电器支路的电压和电流、计算单元计算电器的使用情况，第一无线通讯单元和第二无线通讯单元将电器使用情况反馈到显示单元供用户查看的技术方案，可以让用户通过带有第二无线通讯单元的智能移动设备来随时了解电器的电能使用状况，养成良好的用电习惯，节约能源，减少家庭开支，同时随时了解电器的电能使用状况也可以保证用电安全。显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种电器使用情况监控系统，其特征在于，包括电器端和用户端，所述电器端包括采集单元、计算单元及第一无线通讯单元，所述用户端包括第二无线通讯单元及显示单元；其中，所述采集单元采集至少一个电器所在电路支路上的电流和电压；所述计算单元根据采集到的电流和电压计算所述电器的使用情况数据；所述显示单元接收用户指令，并根据所述用户指令从所述计算单元中提取所述电器的使用情况数据显示；所述第一无线通讯单元和所述第二无线通讯单元无线连接，实现所述计算单元与所述显示单元之间的数据传输。
2.如权利要求I所述的电器使用情况监控系统，其特征在于，所述采集单元包括电源采集模组及监测模组，其中，所述电源采集模组用于采集电路总路或通电的电器所在电路支路上的交流电，并将采集到的交流电转化为直流电供所述监测模组、所述计算单元及第一无线通讯单元使用；所述监测模组包括设置于所述电器处的电压传感器和电流传感器，所述电压传感器采集所述电器所在电路支路上的电压，所述电流传感器采集所述电器所在电路支路上的电流。
3.如权利要求2所述的电器使用情况监控系统，其特征在于，所述电源采集模组包括变压器、桥式整流电路、7805稳压芯片。
4.如权利要求I所述的电器使用情况监控系统，其特征在于，所述采集单元按照预定义频率采集所述电器所在电路支路的电压和电流。
5.如权利要求I或4所述的电器使用情况监控系统，其特征在于，所述计算单元包括计量模块、存储模块及微处理器，其中，所述计量模块根据采集到的所述电器的电流和电压计算所述电器的使用情况数据；所述微处理器将所述计量模块的计算结果存储到所述存储模块中，以及通过所述第二无线通讯单元和所述第一无线通讯单元接收所述显示单元的操作指令，并根据所述操作指令读取所述存储模块中存储的相应使用情况数据。
6.如权利要求I或5所述的电器使用情况监控系统，其特征在于，所述计算单元计算的使用情况数据包括使用频次、功率与时间曲线、累计耗电量、每月耗电量及每日耗电量中的至少一种。
7.如权利要求I所述的电器使用情况监控系统，其特征在于，所述用户端为智能手机、平板电脑或笔记本电脑。
8.如权利要求I或7所述的电器使用情况监控系统，其特征在于，所述显示单元采用图、表或应用程序预定义格式显示所述电器的使用情况数据。
9.一种权利要求I至8中任一项所述的电器使用情况监控系统的使用方法，其特征在于，包括在电器端设置所述采集单元、计算单元及第一无线通讯单元，在用户端设置第二无线通讯单元及显示单元；所述采集单元采集至少一个电器所在电路支路上的电流和电压；所述计算单元根据采集到的电流和电压计算所述电器的使用情况数据；所述显示单元接收用户指令；所述第一无线通讯单元和所述第二无线通讯单元无线连接；所显示单元通过所述第二无线通讯单元发出操作指令；所述第一无线通讯单元接收所述操作指令并将所述操作指令传输至所述计算单元；所述计算单元根据所述操作指令提取出所述电器的使用情况，通过所述第一无线通讯单元和所述第二无线通讯单元反馈至所述显示单元；所述显示单元显示所述电器的使用情况。
10.如权利要求9所述的使用方法，其特征在于，所述计算单元包括计量模块、存储模块及微处理器，所述使用方法还包括所述计量模块根据采集到的所述电器的电流和电压计算所述电器的使用情况数据；所述微处理器将所述计量模块的计算结果存储到所述存储 模块中，以及通过所述第二无线通讯单元和所述第一无线通讯单元接收所述显示单元的操作指令，并根据所述操作指令从所述存储模块中读取所述电器的使用情况数据。
全文摘要
本发明提供一种电器使用情况监控系统及其使用方法，通过电器端的采集单元采集电器支路的电压和电流、计算单元计算电器的使用情况，第一无线通讯单元和第二无线通讯单元将电器使用情况反馈到显示单元供用户查看的技术方案，可以让用户通过带有第二无线通讯单元的智能移动设备来随时了解电器的电能使用状况，以养成良好的用电习惯，节约能源，减少家庭开支，同时随时了解电器的电能使用状况也可以保证用电安全。
文档编号G01R19/00GK102981037SQ20121057539
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者孔庆磊, 栾远涛, 牛锡亮 申请人:青岛歌尔声学科技有限公司