一种远程家电多维信息管理系统及其管理方法
【专利摘要】本发明公开了一种远程家电多维信息管理系统及其管理方法。本发明对家用电器的压缩机运行、电量、温度、性能信息进行监控存储，用户通过系统监控平台可查询自己家用电器的运行信息，而且系统监控平台可使用专家诊断模块根据实时监测到的家用电器运行信息对家用电器当前运行状态进行判断，并将判断结果发送至系统监控平台支持模块，对家用电器自身系统进行实时检测并分析，一旦发现异常可立即报警提示，并下达控制指令，能及时消除隐患。
【专利说明】一种远程家电多维信息管理系统及其管理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及家用电器领域，尤其是一种远程家电多维信息管理系统及其管理方 法。
【背景技术】
[0002] 目前市面上对于家用电器的用电情况进行监控的系统，可以对家用电器的耗电 量、运行时间等信息进行统计，通过无线模块技术实现远程查看用电情况并进行远程开关 的控制。这种监控系统了解用户自己家庭中的各电器的电能使用情况，在监控系统中用户 的电能使用情况进行横向地比较，但是，无法通过即时用电信息和其他传感器信息分析当 前家用电器的运行状态，不能及时发现家用电器的使用隐患。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明提出一种远程家电多维信息管理系统，并设计了基 于该系统的远程家电多维信息管理方法，可通过即时用电信息和其他传感器信息分析当前 家用电器的运行状态，及时发现家用电器的使用隐患，使用六轴传感器准确获取压缩机的 工作状态，提高了对制冷过程的控制精度和制冷过程的效率。
[0004] 本发明采用如下技术方案：
[0005] -种远程家电多维信息管理系统，包括扫码设备、家电终端监控设备、系统监控平 台、及服务器端；
[0006] 所述扫码设备扫描产品的SIM卡号及资产编号，上传并存储至服务器端的数据库 内，家电终端监控设备用于检测家用电器的运行数据，家电终端监控设备采用GPRS模块将 检测数据传送至服务器端，服务器端将接受的监测数据进行处理，服务器端连接系统监控 平台，通过系统监控平台输出处理后的信息、并下达控制指令；
[0007] 所述家电终端监控设备包括六轴传感器、及微控制器，六轴传感器安装在压缩机 的机壳表面，检测压缩机在启动过程和稳定运行过程中产生的微动轨迹；其中六轴传感器 的三轴加速器检测横向加速，三轴陀螺仪检测角度旋转和平衡；微控制器设有控制芯片和 各类接口，实时采集信息或输出信息。
[0008] 本发明所述的家电终端监控设备还包括温度传感器、电能计量器、及GPRS模块， 温度传感器、电能计量器、六轴传感器、及GPRS模块分别连接在微控制器的不同接口上； [0009] 所述温度传感器分为环境温度传感器和运行温度传感器，环境温度传感器用于实 时获取家用电器所处环境的温度值，运行温度传感器实时获取家用电器运行过程中的控制 温度；
[0010] 所述电能计量器实时获取家用电器的用电信息；
[0011] 所述GPRS模块搭载有SIM卡，SM卡的GPRS功能传输数据，将检测数据传送至服 务器端。
[0012] 本发明所述的服务器端包括系统监控平台支持模块、用户注册模块、远程家电信 息接收模块、远程家电信息发送接收模块、专家管理模块、专家诊断模块、及统计分析模 块；
[0013] 所述系统监控平台支持模块，用于接收系统监控平台的请求，根据请求类型调用 服务器端相应的模块进行处理，并将处理信息反馈至系统监控平台；
[0014] 所述用户注册模块，用于将家用电器内部GPRS模块搭载的SIM卡号与用户对应存 储，建立对应关系；
[0015] 所述远程家电信息接收模块，用于接收家电终端控制设备通过GPRS数据传输器 上传的家用电器运行信息，并将上传的家用电器运行信息传输给专家管理模块；
[0016] 所述专家管理模块，用于将远程家电信息接收模块所传输的家用电器运行信息写 入数据库予以存储，并从数据库中读取统计分析模块所需的压缩机运行信息、用电信息、温 度信息、性能信息；
[0017] 所述统计分析模块包括压缩机运行统计分析模块、温度统计分析模块、电量统计 分析模块、及性能统计分析模块；压缩机运行统计分析模块，用于根据系统监控平台的请求 信息，调用专家管理模块查询压缩机运行信息，对相应的压缩机运行信息进行处理后，发送 至系统监控平台支持模块；电量统计分析模块，用于根据系统监控平台的请求信息，调用专 家管理模块查询用电信息，对相应的用电信息进行处理后，发送至系统监控平台支持模块； 温度统计分析模块，用于根据系统监控平台的请求信息，调用专家管理模块查询温度信息， 对相应的温度信息进行处理后，发送至系统监控平台支持模块；性能统计分析模块在获得 家用电器温度信息和电量信息后进行计算；
[0018] 所述专家诊断模块，存储有智能判断逻辑，用于对家用电器实时压缩机运行、电 量、温度、性能信息进行判断，并将判断结果发送至系统监控平台支持模块；
[0019] 所述远程家电信息发送模块，调用用户注册服务模块及专家管理模块将家用电器 的控制信息与用户信息对应，然后通过GPRS模块将控制指令下发给相应家电终端控制设 备。
[0020] 本发明所诉的系统监控平台基于Internet，使用WEB方式建立，系统的后台采用 SQL Server数据库分别建立各项子系统的信息数据库，前端利用JSP语言编程形成动态网 页。
[0021] 基于上述远程家电多维信息管理系统的管理方法，采用如下步骤：
[0022] (1)家电终端控制设备实时检测家用电器当前运行信息，通过GPRS模块将家用电 器当前运行信息通过远程家电信息接收模块传送至服务器端；
[0023] (2)上传的家用电器当前运行信息经解析后，根据SM卡号与资产管理编号的对 应关系通过专家管理模块存储至服务器端的数据库中；
[0024] (3)系统监控平台向系统监控平台支持模块发送请求，专家诊断模块根据请求信 息，调用统计分析模块查询运行信息，并对家用电器的运行信息进行处理判断；
[0025] (4)将处理判断后的运行信息存储在服务器端的数据库内，如果运行信息异常， 在系统监控平台的网页上显示异常的运行信息；并通过远程家电信息发送模块下发控制指 令，控制指令通过GPRS模块发送至远程家电终端控制设备。
[0026] 所述步骤（1)中，家电终端监控设备检测家用电器当前运行信息包括六轴传感器 检测的压缩机倾斜角、压缩机偏移量、压缩机振动幅度、压缩机振动周期，电能计量器检测 的电流、电压、功率、有效电能，温度传感器检测的环境温度、及运行温度。
[0027] 所述步骤（3)中，对家用电器的运行信息进行处理，家用电器温度信息和电量信 息后进行计算制冷效率，判断家用电器制冷系统的运行状态；通过家用电器压缩机运行信 息和电量信息进行判断压缩机和电气系统的工作状态。
[0028] 计算制冷效率采用如下方法：
[0029] 温度信息反映了家用电器制冷系统的制冷量或制热量，而电量信息中包含了输入 功率，
[0030] ε s = Q〇/Ne = Q〇/No* n s = ε 〇>Ι< η s
[0031] 其中，Q(i为制冷系统需要的制冷量或制热量，Ne为轴功率，No为制冷压缩机的理 论功率，ns为总效率，ε ^为理论制冷系数或制热系数，ε s为实际的制冷量或制热量，ε s 称为COP值；
[0032] C0P值为实际的制冷量或制热量和输入功率的比值，输入功率由电量信息得到。
[0033] 本发明的有益技术效果：
[0034] 本发明对家用电器的压缩机运行、电量、温度、性能信息进行监控存储，用户通过 系统监控平台可查询自己家用电器的运行信息，而且系统监控平台可使用专家诊断模块根 据实时监测到的家用电器运行信息对家用电器当前运行状态进行判断，并将判断结果发送 至系统监控平台支持模块，对家用电器自身系统进行实时检测并分析，一旦发现异常可立 即报警提示，并下达控制指令，能及时消除隐患。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 图1为远程家电多维信息管理系统的原理框图。
[0036] 图2为微控制器示意图。
[0037] 图3为六轴传感器安装示意图。
[0038] 图4为SIM卡号与资产编号产生对应关系的不意图。
[0039] 图5为查询家用电器压缩机运行状态的流程图。
[0040] 图6为查询家用电器电量的流程图。
[0041] 图7为查询家用电器温度的流程图。
【具体实施方式】
[0042] 结合附图1至7对本发明的【具体实施方式】做进一步说明：
[0043] 一种远程家电多维信息管理系统，如图1所示，包括扫码设备、家电终端监控设 备、系统监控平台、及服务器端。所述扫码设备扫描产品的SIM卡号及资产编号，上传并存 储至服务器端的数据库内，如图4所示。家电终端监控设备用于检测家用电器的运行数据， 家电终端监控设备采用GPRS模块将检测数据传送至服务器端，服务器端将接受的监测数 据进行处理，服务器端连接系统监控平台，通过系统监控平台输出处理后的信息、并下达控 制指令。
[0044] 家电终端监控设备包括六轴传感器、及微控制器3,如图2所示。六轴传感器安装 在家用电器1的压缩机3机壳表面，检测压缩机在启动过程和稳定运行过程中产生的微动 轨迹；其中六轴传感器的三轴加速器检测横向加速，三轴陀螺仪检测角度旋转和平衡。微控 制器3设有控制芯片和各类接口，实时采集信息或输出信息，如图2所示。
[0045] 六轴传感器的三轴加速器和三轴陀螺仪同时整合于同一控制芯片上，控制芯片内 建可处理复杂九轴运动感测融合算法的数字运动感测处理器。所含的九轴运动感测融合算 法可连接外部的磁力传感器，使组件得以收集整组感测数据。采集制冷压缩机在工作时的 振动信号，并将信号优化处理后传输至控制板的微控制器相应的采集信号管脚，微控制器 通过获取该管脚的信号变化从而判断和监控压缩机的工作状态。
[0046] 六轴传感器米集的信号为压缩机在工作时经过箱体传输过来的具有一定频率和 振幅的振动信号，微控制器在接收信号经过分析后，判断是否是压缩机工作时产生的信号， 从而来判断压缩机的工作状态。
[0047] 制冷压缩机把制冷剂从低压提升为高压，并使制冷剂不断循环流动，从而使系统 不断将内部热量排放到高于系统温度的环境中。从而将热量从低温环境排放到高温环境。 制冷压缩机固定在制冷产品箱体底座上，并且在工作时会产生一定的振动，该振动会通过 箱体传输至焊接有六轴传感器的微控制器。
[0048] 微控制器为接收六轴传感器发出振动信号的装置，微控制器通过对信号的频率和 强度进行分析来确定压缩机是否在工作，同时根据对信号的分析来排除其他外界的干扰信 息。微控制器不仅限于接收振动信号外还可以具有其他的扩展功能。
[0049] 家电终端监控设备还包括温度传感器、电能计量器、及GPRS模块，温度传感器、电 能计量器、六轴传感器、及GPRS模块分别连接在微控制器的不同接口上。温度传感器分为 环境温度传感器和运行温度传感器，环境温度传感器主要用于实时获取家用电器所处环境 的温度值，运行温度传感器实时获取家用电器运行过程中的控制温度。电能计量器实时获 取家用电器的用电信息。GPRS模块搭载有SIM卡，SIM卡的GPRS功能传输数据，将检测数 据传送至服务器端。
[0050] 服务器端包括系统监控平台支持模块、用户注册模块、远程家电信息接收模块、远 程家电信息发送接收模块、专家管理模块、专家诊断模块、及统计分析模块。
[0051] 系统监控平台支持模块，用于接收系统监控平台的请求，根据请求类型调用服务 器端相应的模块进行处理，并将处理信息反馈至系统监控平台。
[0052] 用户注册模块，用于将家用电器内部GPRS模块搭载的SIM卡号与用户对应存储， 建立对应关系。用户注册模块可增加、修改、删除、查询用户的注册信息，如姓名、联系电话、 家庭住址，家用电器信息如家用电器资产编号、家用电器名称、家用电器型号，家用电器与 GPRS模块所搭载SIM卡号的绑定信息。
[0053] 远程家电信息接收模块，用于接收家电终端控制设备通过GPRS数据传输器上传 的家用电器运行信息，并将上传的家用电器运行信息传输给专家管理模块。
[0054] 专家管理模块，用于将远程家电信息接收模块所传输的家用电器运行信息写入数 据库予以存储，并从数据库中读取统计分析模块所需的压缩机运行信息、用电信息、温度信 息、性能信息。
[0055] 统计分析模块包括压缩机运行统计分析模块、温度统计分析模块、电量统计分析 模块、及性能统计分析模块；压缩机运行统计分析模块，用于根据系统监控平台的请求信 息，调用专家管理模块查询压缩机运行信息，对相应的压缩机运行信息进行处理后，发送至 系统监控平台支持模块；电量统计分析模块，用于根据系统监控平台的请求信息，调用专家 管理模块查询用电信息，对相应的用电信息进行处理后，发送至系统监控平台支持模块；温 度统计分析模块，用于根据系统监控平台的请求信息，调用专家管理模块查询温度信息，对 相应的温度信息进行处理后，发送至系统监控平台支持模块；性能统计分析模块在获得家 用电器温度信息和电量信息后进行计算。
[0056] 专家诊断模块，存储有智能判断逻辑，用于对家用电器实时压缩机运行、电量、温 度、性能信息进行判断，并将判断结果发送至系统监控平台支持模块。
[0057] 远程家电信息发送模块，调用用户注册服务模块及专家管理模块将家用电器的控 制信息与用户信息对应，然后通过GPRS模块将控制指令下发给相应家电终端控制设备。
[0058] 系统监控平台基于Internet,使用WEB方式建立，系统的后台采用SQL Server数 据库分别建立各项子系统的信息数据库，前端利用JSP语言编程形成动态网页。
[0059] 基于上述远程家电多维信息管理系统的管理方法，采用如下步骤：
[0060] (1)家电终端控制设备实时检测家用电器当前运行信息，通过GPRS模块将家用电 器当前运行信息通过远程家电信息接收模块传送至服务器端；
[0061] (2)上传的家用电器当前运行信息经解析后，根据SM卡号与资产管理编号的对 应关系通过专家管理模块存储至服务器端的数据库中；
[0062] (3)系统监控平台向系统监控平台支持模块发送请求，专家诊断模块根据请求信 息，调用统计分析模块查询运行信息，并对家用电器的运行信息进行处理判断；
[0063] (4)将处理判断后的运行信息存储在服务器端的数据库内，如果运行信息异常， 在系统监控平台的网页上显示异常的运行信息；并通过远程家电信息发送模块下发控制指 令，控制指令通过GPRS模块发送至远程家电终端控制设备。
[0064] 步骤（1)中，家电终端监控设备检测家用电器当前运行信息包括六轴传感器检测 的压缩机倾斜角、压缩机偏移量、压缩机振动幅度、压缩机振动周期，电能计量器检测的电 流、电压、功率、有效电能，温度传感器检测的环境温度、及运行温度。
[0065] 步骤⑶中，对家用电器的运行信息进行处理，家用电器温度信息和电量信息后 进行计算制冷效率，判断家用电器制冷系统的运行状态；通过家用电器压缩机运行信息和 电量信息进行判断压缩机和电气系统的工作状态。
[0066] 计算制冷效率采用如下方法：
[0067] 温度信息反映了家用电器制冷系统的制冷量或制热量，而电量信息中包含了输入 功率，
[0068] ε s = Q〇/Ne = Q〇/No* η s = ε 〇>Ι< η s
[0069] 其中，Q(i为制冷系统需要的制冷量或制热量，Ne为轴功率，No为制冷压缩机的理论 功率，Π s为总效率，ε ^为理论制冷系数或制热系数，ε s为实际的制冷量或制热量，ε s称 为C0P值；C0P值为实际的制冷量或制热量和输入功率的比值，输入功率由电量信息得到。
[0070] 如果性能统计分析模块计算的C0P值有异常，则需引入压缩机运行信息作为参考 信息，如果压缩机运行信息与正常模式有差异则进行压缩机异常报警；
[0071] 如果压缩机运行信息与正常模式一样则进行制冷系统异常报警。
[0072] 专家诊断模块根据请求信息，调用统计分析模块查询运行信息，并对家用电器的 运行信息进行处理判断：
[0073] 如果电量信息中瞬时电流较高，但不高于规定最高电流，并且压缩机刚刚启动，则 正常；
[0074] 如果电量信息中瞬时电流较高，但不高于规定最高电流，但压缩机稳定运行，则电 气系统异常报警；
[0075] 如果电量信息中瞬时电流较高，且高于规定最高电流，且压缩机不启动，则压缩机 工况异常报警；
[0076] 如果电量信息中瞬时电流较高，且高于规定最高电流，且压缩机稳定运行，则电气 系统异常报警。
[0077] 如图5所示，系统监控平台下发查询当前压缩机运行指令，服务器端接收到上传 的家用电器压缩机运行信息，并对家用电器压缩机运行信息进行解析，调用专家管理模块， 查询SIM卡号与资产管理编号对应的家用电器信息，将解析后的压缩机运行信息与资产管 理编号对应存储在数据库内，如果运行异常，在系统监控平台显示报警信息，并下发控制指 令。同理可以获得家用电器用电信息，如图6所示；家用电器温度信息，如图7所示。
[0078] 当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应 当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明 显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
【权利要求】
1. 一种远程家电多维信息管理系统，其特征在于，包括扫码设备、家电终端监控设备、 系统监控平台、及服务器端； 所述扫码设备扫描产品的SIM卡号及资产编号，上传并存储至服务器端的数据库内， 家电终端监控设备用于检测家用电器的运行数据，家电终端监控设备采用GPRS模块将检 测数据传送至服务器端，服务器端将接受的监测数据进行处理，服务器端连接系统监控平 台，通过系统监控平台输出处理后的信息、并下达控制指令； 所述家电终端监控设备包括六轴传感器、及微控制器，六轴传感器安装在压缩机的机 壳表面，检测压缩机在启动过程和稳定运行过程中产生的微动轨迹；其中六轴传感器的三 轴加速器检测横向加速，三轴陀螺仪检测角度旋转和平衡；微控制器设有控制芯片和各类 接口，实时采集信息或输出信息。
2. 根据权利要求1所述的一种远程家电多维信息管理系统，其特征在于，所述家电终 端监控设备还包括温度传感器、电能计量器、及GPRS模块，温度传感器、电能计量器、六轴 传感器、及GPRS模块分别连接在微控制器的不同接口上； 所述温度传感器分为环境温度传感器和运行温度传感器，环境温度传感器用于实时 获取家用电器所处环境的温度值，运行温度传感器实时获取家用电器运行过程中的控制温 度； 所述电能计量器实时获取家用电器的用电信息； 所述GPRS模块搭载有SM卡，SM卡的GPRS功能传输数据，将检测数据传送至服务器 端。
3. 根据权利要求2所述的一种远程家电多维信息管理系统，其特征在于，所述服务器 端包括系统监控平台支持模块、用户注册模块、远程家电信息接收模块、远程家电信息发送 接收模块、专家管理模块、专家诊断模块、及统计分析模块； 所述系统监控平台支持模块，用于接收系统监控平台的请求，根据请求类型调用服务 器端相应的模块进行处理，并将处理信息反馈至系统监控平台； 所述用户注册模块，用于将家用电器内部GPRS模块搭载的SIM卡号与用户对应存储， 建立对应关系； 所述远程家电信息接收模块，用于接收家电终端控制设备通过GPRS数据传输器上传 的家用电器运行信息，并将上传的家用电器运行信息传输给专家管理模块； 所述专家管理模块，用于将远程家电信息接收模块所传输的家用电器运行信息写入数 据库予以存储，并从数据库中读取统计分析模块所需的压缩机运行信息、用电信息、温度信 息、性能信息； 所述统计分析模块包括压缩机运行统计分析模块、温度统计分析模块、电量统计分析 模块、及性能统计分析模块；压缩机运行统计分析模块，用于根据系统监控平台的请求信 息，调用专家管理模块查询压缩机运行信息，对相应的压缩机运行信息进行处理后，发送至 系统监控平台支持模块；电量统计分析模块，用于根据系统监控平台的请求信息，调用专家 管理模块查询用电信息，对相应的用电信息进行处理后，发送至系统监控平台支持模块；温 度统计分析模块，用于根据系统监控平台的请求信息，调用专家管理模块查询温度信息，对 相应的温度信息进行处理后，发送至系统监控平台支持模块；性能统计分析模块在获得家 用电器温度信息和电量信息后进行计算； 所述专家诊断模块，存储有智能判断逻辑，用于对家用电器实时压缩机运行、电量、温 度、性能信息进行判断，并将判断结果发送至系统监控平台支持模块； 所述远程家电信息发送模块，调用用户注册服务模块及专家管理模块将家用电器的控 制信息与用户信息对应，然后通过GPRS模块将控制指令下发给相应家电终端控制设备。
4. 根据权利要求3所述的一种远程家电多维信息管理系统，其特征在于，所述系统监 控平台基于Internet,使用WEB方式建立，系统的后台采用SQL Server数据库分别建立各 项子系统的信息数据库，前端利用JSP语言编程形成动态网页。
5. 根据权利要求4所述的一种远程家电多维信息管理系统的管理方法，其特征在于， 采用如下步骤： (1) 家电终端控制设备实时检测家电当前运行信息，通过GPRS模块将家用电器当前运 行信息通过远程家电信息接收模块传送至服务器端； (2) 上传的家用电器当前运行信息经解析后，根据SIM卡号与资产管理编号的对应关 系通过专家管理模块存储至服务器端的数据库中； (3) 系统监控平台向系统监控平台支持模块发送请求，专家诊断模块根据请求信息，调 用统计分析模块查询运行信息，并对家用电器的运行信息进行处理判断； (4) 将处理判断后的运行信息存储在服务器端的数据库内，如果运行信息异常，在系统 监控平台的网页上显示异常的运行信息；并通过远程家电信息发送模块下发控制指令，控 制指令通过GPRS模块发送至远程家电终端控制设备。
6. 根据权利要求5所述的一种远程家电多维信息管理系统的管理方法，其特征在于， 所述步骤（1)中，家电终端监控设备检测家用电器当前运行信息包括六轴传感器检测的压 缩机倾斜角、压缩机偏移量、压缩机振动幅度、压缩机振动周期，电能计量器检测的电流、电 压、功率、有效电能，温度传感器检测的环境温度、及运行温度。
7. 根据权利要求5所述的一种远程家电多维信息管理系统的管理方法，其特征在于， 所述步骤（3)中，对家用电器的运行信息进行处理，家用电器温度信息和电量信息后进行 计算制冷效率，判断家用电器制冷系统的运行状态；通过家用电器压缩机运行信息和电量 信息进行判断压缩机和电气系统的工作状态。
8. 根据权利要求7所述的一种远程家电多维信息管理系统的管理方法，其特征在于， 计算制冷效率采用如下方法： 温度信息反映了家用电器制冷系统的制冷量或制热量，而电量信息中包含了输入功 率， ε s = Q0/Ne = Q0/N〇* η s = ε ?* η s 其中，Q。为制冷系统需要的制冷量或制热量，Ne为轴功率，No为制冷压缩机的理论功 率，ns为总效率，理论制冷系数或制热系数，es为实际的制冷量或制热量，es称 为COP值； COP值为实际的制冷量或制热量和输入功率的比值，输入功率由电量信息得到。
【文档编号】G05B19/418GK104049606SQ201410244141
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】张震德, 薛宁 申请人:澳柯玛股份有限公司