家用电气的一键控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了家用电气的一键控制系统，包括总控制开关系统和提醒系统，所述总控制开关系统包括总控制开关及总控制开关中常闭触点对应的回路A和常开触点对应的回路B；所述回路A用于控制家庭用电、用气、用水和提醒系统的出门限位开关的电源，回路B用于控制提醒系统中进门限位开关的电源；实现了对家庭用电、用气和用水的可靠控制，避免了出门前繁琐的检查，使家用电器、煤气和水可以可靠的关断，杜绝了家中没人时漏煤气、漏水产生损害和危险。
【专利说明】家用电气的一键控制系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及家用电气的一键控制系统。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的提高和住房面积的增加，家庭中的家用电器和灯具越来越 多，每天出门（包括上班或长时间出门如旅游等）前，都要每个房间进行检查，看看灯是否 关闭，查看电视机、电脑是否关闭等，如果要切断总电源，又会造成冰箱断电，使冰箱内的食 品腐坏；尤其重要的是要把煤气完全切断，这样完整看一边虽说耗用时间不多但每天都要 进行一次或多次，尤其是在冬天，准备走得时候还要重新检查一遍，如果房间比较多或时间 比较紧张的时候，有时会遗忘一个灯忘记关掉，形成长明灯而浪费电，如忘记关掉煤气还有 可能产生危险，还有一种情况是，家里临时断水，把水龙头打开后忘记关掉，恢复供水时则 会造成大量水溢出，浸泡家具和地板，针对这些问题，需要一种操作简单装置或系统能够在 离家时将上述设备同时关毕，回家时将上述设备同时开启即可避免上述问题和麻烦。
[0003] 通过对专利检索发现，与这方面有关的专利可分为两类：
[0004] 1、家庭用电安保装置
[0005] 家庭用电保护方面的专利：专利CN88220692. 3家庭用电保护器，CN89207944. 4 家庭用电全功能保护器，CN89216814. 5家庭用电保安开关，CN91203663. X免触电家用保 安器，CN912328.0家庭用电过压过流保护器，CN93222604. 3简单可靠的家庭用电保安器， CN93240945. 8家庭用电全能保护器，CN96228791. 1智能型家庭用电保护器等。这些专利大 都是一些早期的专利并且大部分已经失效，是在当时家用电气保护不完善的情况下产生， 主要从过流，过压，漏电等方面保护，随着电气保护的完善和电网供电质量的提高，有些保 护不需要了，有些保护在家庭配电盘中已经具备如过流保护等；而且这方面的专利解决的 是用电安保的问题，与本专利所述的问题关联性不强，而且这些专利没有涉及到煤气和供 水的问题。
[0006] 2、家庭用电的实时管理监测装置
[0007] 专利 CN200920317619. X 家庭用电监控装置，CN201110374142. 0 - 种智能 家用电器控制系统，CN201110450550.X基于无线传感器网络的家庭用电监测系统， CN201120382339. 4家庭用电智能控制系统及控制器，CN201210390281. 1基于单点 感知的家庭用电智能监测方法及设备，CN201310405534.8家庭用电智能管理系统， CN201310641833. 1 -种基于智能交互设备实现家庭用电管理系统等。这些专利是随着阶梯 电价的产生，传感器网络技术，互联网技术和智能电网技术的发展而产生的，大部分处于概 念设计阶段，而且所需技术和设备相对复杂，需要小区和相关的公共设施比较完善的情况 下才能实现，现阶段的在使用和推广方面还有一定距离，如CN201210294264. 3 -种家庭用 电用气安全节能监控终端，这个专利是利用有害气体传感器检测到有害气体时，发出报警， 启动排风扇、切掉电源等，这个专利的实现要用到RS-485总线组成的传感器网络和专门的 上位机，还用考虑系统的接口协议等系统较为复杂。通过对这些专利的原理进行分析发现， 这些专利对家庭用电的能耗状况实现了实时的监控和调节，但是在节电潜力方面有限，唯 一有效的就是调节热水器的加热时间，其他电器如冰箱、空调、灯具等基本没有调节余地， 而且如果上班出门忘记关掉空调，其所造成的能耗要远远超过通过能耗状况分析实现智能 用电管理所节省的电量，而且这些专利也没有涉及到煤气和供水的问题。
[0008] 通过以上分析不难看出，关于家庭用电、用气和用水方面，考虑家庭用电安全性的 专利和从节能的角度考虑智能用电的专利较多，没有专利从便捷性考虑家庭用电，更没有 专利将家庭用电、用气和用水三个方面统筹考虑。 实用新型内容
[0009] 为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了家用电气的一键控制系统，该系 统将家庭用电、用气和用水的控制集合成一键控制，也就是说，在离开家门时按一下开关就 可切掉所有应该切掉的电器（包括照明）、煤气和水，不用再每个房间检查是否有灯忘记关 掉，电视是否处在待机耗电状态（采用遥控关闭）而没有切掉电源，空调是否关闭，煤气或 水龙头是否关闭这些问题，而回到家中时，再按一下开关，则上述全部电器、煤气和水源恢 复正常通电状态。
[0010] 为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：
[0011] 家用电气的一键控制系统，包括总控制开关系统和提醒系统，所述总控制开关系 统包括总控制开关及总控制开关中常闭触点对应的回路A和常开触点对应的回路B ;所述 回路A用于控制家庭用电、用气、用水和提醒系统的出门限位开关的电源，回路B用于控制 提醒系统中进门限位开关的电源。
[0012] 所述回路A包括总控制开关中常闭触点，常闭触点的一端与交流电源的N线相连， 另一端通过出门限位开关与交流电源的L线相连；出门限位开关与煤气电磁阀、供水电磁 阀、交流接触器的线圈及一般家用电器相并联，所述交流接触器的线圈还与相串联的空调 的电源及交流接触器的常闭触点、相串联的洗化电器的电源及交流接触器的常闭触点以及 相串联的照明用电的电源及交流接触器的常闭触点相并联。
[0013] 所述回路B包括总控制开关中常开触点，常开触点的一端与交流电源的N线相连， 另一端通过进门限位开关与交流电源的L线相连；相串联的进门限位开关及总控制开关中 常开触点还与不断电电器相并联。
[0014] 所述洗化电器的电源与交流电源的N线之间还设有旁路开关。
[0015] 所述不断电电器包括不断电插座及冰箱。
[0016] 所述洗化电器包括电热水器及洗衣机。
[0017] 所述一般家用电器为小功率电器，包括影碟机、音响及充电器等。
[0018] 所述家庭用电包括出门离家必须断电的电器，包括照明灯、空调及电视机。
[0019] 所述总控制开关为双联开关。
[0020] 所述提醒系统包括进门限位开关、出门限位开关、微处理器、语音芯片和喇叭，出 门限位开关设置在家门内，进门限位开关设置在家门外，所述进门限位开关、出门限位开关 均与微处理器相连，微处理器依次与语音芯片和喇叭相连。
[0021] 家用电气的一键控制系统的控制方法，包括以下步骤：
[0022] 出门时，打开家门带动出门限位开关SL2动作，出门限位开关SL2发出信号送至微 处理器，提醒系统发出对应的提示声音，热水器和洗衣机总线对应的旁路开关断开，此时按 下总控制开关，总控制开关触点A断开，触点B闭合，煤气电磁阀YV1和供水电磁阀YV2断 电，切断煤气和供水，交流接触器的线圈KM断电，则照明总线，空调总线，热水器和洗衣机 总线同时断开，出门限位开关SL2处于断电，进门限位开关SL1处于通电状态；
[0023] 进门时，打开家门带动进门限位开关SL1动作，进门限位开关SL1发出信号给送至 微处理器，提醒系统发出对应的提示声音，此时按下总控制开关，总控制开关触点B断开， 触点A闭合，煤气电磁阀YV1和供水电磁阀YV2通电，煤气和供水恢复，交流接触器的线圈 KM通电，则照明总线，空调总线，热水器和洗衣机总线同时接通，出门限位开关SL2处于通 电，进门限位开关SL1处于断电状态。
[0024] 所述热水器和洗衣机总线对应的旁路开关闭合。
[0025] 总控制开关为一个双联开关，该开关要求尺寸较大、表面涂有荧光粉保证在黑暗 状态下可清楚显示开关位置，并且该开关要求置于合适高度方便操作。双联开关回路A控 制家庭用电，用气，用水和提醒系统的内置行程开关的电源，回路B控制提醒系统中外置行 程开关的电源。双联开关回路A控制的家庭用电包括出门离家必须断电的电器，例如：所有 照明灯，空调，电视机等，出门离家不能断电的电器不包括在双联开关回路中如电冰箱。由 于在离家出门时，所有照明都需要关闭，因此将照明进行集中成为一条控制总线，同理也将 所有空调集中成为一条控制总线，将所有热水器集中成为一条控制总线，这三条控制总线 的负荷都比较高，直接采用普通双联开关控制会启弧而发生烧坏双联开关的危险，因此采 用了交流接触器来控制这照明、空调和热水器这三条控制总线，而回路A控制交流接触器 的线圈，当线圈通电时，三条控制总线处在通电状态，当线圈断电时，三条控制总线处在断 电状态。其中需要说明的是，对热水器和洗衣机这样的电器，其本身具有按程序进行并能自 动断电，在本实用新型中采用的旁路开关的形式，使热水器和洗衣机的这样电器是否采用 一键控制方式具有选择性。另外需要一直通电的电器如冰箱和充电器等的线路不受总控制 开关的控制。
[0026] 双联开关回路A控制的家庭用气指控制家庭用的煤气，通过控制煤气管路上的电 磁阀来实现，煤气电磁阀通电时，电磁阀打开通煤气，断电时电磁阀关闭断掉煤气。
[0027] 双联开关回路A控制的家庭用水指控制家庭的水源，防止在家中无人时，水管泄 露或水龙头忘记关闭而导致家中溢水损坏家具，首先在家中进水总管上安装电磁阀，也可 以根据家中的管道布置，分别控制如分别控制厨房和厕所的水源，水管电磁阀通电时，电磁 阀打开，断电时电磁阀关闭来实现通水和断水。
[0028] 双联开关回路A控制提醒系统的内置行程开关电源指双联开关回路A控制提醒系 统的内置行程开关的通电与断电，通电时内置行程开关起作用，断电时内置行程开关不起 作用。
[0029] 提醒系统是为了避免匆忙出门和回家时而忘记关掉和打开总控制开关而设计的， 包括内置行程开关，外置行程开关，微处理器，语音芯片和喇叭。
[0030] 所述内置行程开关为安装在家门内的行程开关，内置行程开关处于通电状态时， 要离家出门，家门打开时则触发内置行程开关动作，内置行程开关发出信号给微处理器，微 处理器经过运算再给语音芯片一个信号，语音芯片收到信号后，将预先存储好的语音信息 发送至喇叭，喇叭发出声音给予提醒，按下总控制开关。
[0031] 所述外置行程开关为安装在家门内的行程开关，外置行程开关处于通电状态时， 要回家进门，家门打开时则触发外置行程开关动作，外置行程开关发出信号给微处理器，微 处理器经过运算再给语音芯片一个信号，语音芯片收到信号后，将预先存储好的语音信息 发送至喇叭，喇叭发出声音给予提醒，按下总控制开关。
[0032] 微处理器为提醒系统的控制核心，它接受行程开关发出的信号，和控制语音芯片， 实现对扬声器的发声控制，在对出门和进门时对家庭人员提醒按下总控制开关。语音芯片 为存储和播放提醒语音的芯片。扬声器的功能为播放提醒语音，由于本实用新型用在家庭 或者办公室，空间相对安静，需要的声音强度较小，不加装功率放大器。
[0033] 本实用新型的有益效果：
[0034] (1)、实现了对家庭用电、用气和用水的可靠控制，避免了出门前繁琐的检查，使家 用电器、煤气和水可以可靠的关断，杜绝了家中没人时漏煤气、漏水产生损害和危险。
[0035] (2)、该系统简单、可靠，操作简捷，基本没有维护工作。
[0036] (3)、该系统包含提醒系统，可以有效防止由于着急出门时而忘记按下总控制开 关。
[0037] (4)、该系统杜绝了长明灯，电视和空调的待机耗电，家庭节电效果明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0038] 图1为家用电气一键控制系统线路图；
[0039] 图2为提醒系统组成框图。
【具体实施方式】：
[0040] 下面结合附图对本实用新型进行详细说明：
[0041] 在进行家用电气一键控制前，首先要对家用电器进行分类，分为出门离家必须断 电的电器和出门离家不能断电的电器，在本实施例中，将空调、各照明灯具，电视机及机顶 盒等确定为必须断电的电器，将冰箱和充电器确定为不能断电的电器，将洗衣机和热水器 定为可选择性方式控制。
[0042] 如图1所示，由于照明灯具较多共有20个，为了便于控制，将所用照明灯具集中起 来用一根照明总线控制，在图1中，EL连线为照明的总线；空调EV的数量为3个，将空调也 集中为一根空调总线控制；热水器EH两台，洗衣机EW-台，这三台电器也集中采用一条热 水器总线控制，另外这三台电器同时采用增加旁路开关的方式进行可选择性方式控制；这 三条控制总线的负荷都比较高，直接采用普通双联开关控制会启弧而发生烧坏双联开关的 危险，因此采用了交流接触器KM来控制这照明、空调和热水器/洗衣机这三条控制总线，而 总控制开关控制交流接触器的线圈，当线圈通电时，三条控制总线处在通电状态，当线圈断 电时，三条控制总线处在断电状态。
[0043] 一般家用电器为除空调、热水器和冰箱除外其他小功率电器EA采用直接主开关 控制；煤气控制采用控制煤气管道上的电磁阀YV1电源进行控制煤气的通断，关于煤气电 磁阀的工作方式是电磁阀YV1电源通电时，电磁阀打开，煤气开通，电磁阀YV1电源断电时， 电磁阀断电，煤气切断；在控制家用水源方面，由于进户主水管道埋在地板下不易改造，采 用了分部控制，分别在进洗手间的水管上安装一个电磁阀YV2，在进厨房的水管上安装一个 电磁阀YV2,这样水源采用两个电磁阀进行控制，供水电磁阀YV2的工作方式为电磁阀YV2 的电源通电时，电磁阀打开，供水正常，电磁阀YV2的电源断电时，电磁阀关闭，供水切断； 在控制电路中还设计了几个不断电插座XS，该插座不受总控制开关控制，供冰箱等使用，在 图1中，进门限位开关SL1和出门限位开关SL2的电源也受总控制开关控制，这两个限位开 关的工作方式均为电源通电时，限位开关工作，才可以向单片机发出信号，电源断电时，限 位开关停止工作不能发出信号。需要说明的是为了便于控制，在本实用新型中三个电磁阀 和两个限位开关的电源均选用交流220V的电源。
[0044] 如图2所示，为提醒系统的框图，该提醒系统包括两个限位开关，进门限位开 关SL1和出门限位开关SL2,单片机，语音芯片和扬声器，在本实施例中单片机选用了 AT89C51，语音芯片选用了 ISD2560,节省了 A/D和D/A转换，并且系统中没有选用功率放大 器，芯片和扬声器采用干电池供电，使得提醒系统更为简单。
[0045] 下面详细描述，家用电气的一键控制系统的详细工作过程：准备出门上班时，旁 路开关置于断开状态（路开关置于闭合状态时，热水器EH和洗衣机EW不受总控制开关控 制），此时所有家用电器，煤气和供水均处于正常开通状态，出门限位开关SL2处于通电状 态，进门限位开关SL1处于断电状态，当家门打开时，出门限位开关SL2发出信号送至单片 机，经过处理后给语音芯片，语音芯片发出模拟信号给扬声器，扬声器发出提醒音："关闭总 控制开关"，听到提醒后，按下总控制开关，由于总控制开关为双联开关，这时触点A断开，触 点B闭合，煤气电磁阀YV1和供水电磁阀YV2断电，切断煤气和供水，交流接触器KM断电， 则照明总线，空调总线，热水器和洗衣机总线同时断开，出门限位开关SL2处于断电，进门 限位开关SL1处于通电状态。
[0046] 下班回家打开家门时，进门限位开关SL1发出信号给送至单片机，经过处理后给 语音芯片，语音芯片发出模拟信号给扬声器，扬声器发出提醒音："闭合总控制开关"，听到 提醒后，按下总控制开关，由于总控制开关为双联开关，这时触点B断开，触点A闭合，煤气 电磁阀YV1和供水电磁阀YV2通电，煤气和供水恢复，交流接触器KM通电，则照明总线，空 调总线，热水器和洗衣机总线同时接通，出门限位开关SL2处于通电，进门限位开关SL1处 于断电状态。
【权利要求】
1. 家用电气的一键控制系统，其特征是，包括总控制开关系统和提醒系统，所述总控制 开关系统包括总控制开关及总控制开关中常闭触点对应的回路A和常开触点对应的回路 B ； 所述回路A包括总控制开关中常闭触点，常闭触点的一端与交流电源的N线相连，另一 端通过出门限位开关与交流电源的L线相连；出门限位开关与煤气电磁阀、供水电磁阀、交 流接触器的线圈及一般家用电器相并联，所述交流接触器的线圈还与相串联的空调的电源 及交流接触器的常闭触点、相串联的洗化电器的电源及交流接触器的常闭触点以及相串联 的照明用电的电源及交流接触器的常闭触点相并联； 所述回路B包括总控制开关中常开触点，常开触点的一端与交流电源的N线相连，另一 端通过进门限位开关与交流电源的L线相连；相串联的进门限位开关及总控制开关中常开 触点还与不断电电器相并联。
2. 如权利要求1所述的家用电气的一键控制系统，其特征是，所述洗化电器的电源与 交流电源的N线之间还设有旁路开关。
3. 如权利要求1所述的家用电气的一键控制系统，其特征是，所述不断电电器包括不 断电插座及冰箱。
4. 如权利要求1所述的家用电气的一键控制系统，其特征是，所述洗化电器包括电热 水器及洗衣机。
5. 如权利要求1所述的家用电气的一键控制系统，其特征是，所述一般家用电器为影 碟机、音响及充电器。
6. 如权利要求1所述的家用电气的一键控制系统，其特征是，所述总控制开关为双联 开关。
7. 如权利要求1所述的家用电气的一键控制系统，其特征是，所述提醒系统包括进门 限位开关、出门限位开关、微处理器、语音芯片和喇叭，出门限位开关设置在家门内，进门限 位开关设置在家门外，所述进门限位开关、出门限位开关均与微处理器相连，微处理器依次 与语音芯片和喇叭相连。
【文档编号】G05B19/418GK203894613SQ201420243503
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】郝瀚 申请人:郝瀚