一种带电量监控功能的智能插座、电量监控系统和方法与流程

本发明涉及智能家居领域，具体涉及一种带电量监控功能的智能插座、电量监控系统和方法。

背景技术：

电源插座是人们工作生活中用电必不可少的一种基础性电器，随着智能家居技术和应用的发展，插座也逐渐被赋予了智能特性而成为智能插座。目前，公开的产品和技术资料得知，智能插座已具备了一些智能特性，例如定时通断电、基于WIFI的远程控制开关、基于ZIGBEE的电量监控等，但总体来说仍处于初始阶段，距离智慧城市和智能家居的要求还有很大的发展空间。

随着智慧城市建设的逐渐深入，人们对节能环保科学用电提出了更高的要求。移动互联网、物联网和人工智能技术和应用的迅速发展，为电量监控技术和方案的创新提供了新的发展机会。在不增加专门的电量监控设备的情况下，完全可以将电量监控与智能插座相结合，利用网络和移动智能终端，随时掌控办公、家居环境电器设备的用电情况，并对用电故障或意外情况进行预警监控。

本发明公开了一种带电量监控功能的智能插座，同时通过本地服务器或云端服务器，以及具备电量分析展示功能的移动智能终端，构建了一种基于智能插座的电量监控系统，实现了电器用电的实时监控。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种带电量监控功能的智能插座、电量监控系统和方法。

需要说明的是，下文所述的电量信息包括但不限于电压、电流、功耗等电学信息。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

本发明提供一种带电量监控功能的智能插座，其特征在于，包括：设于所述智能插座内部的电源模块、网络模块和电量监控模块；

所述电源模块用于对智能插座进行电源控制；

所述电量监控模块与网络模块和电源模块连接，用于采集电量数据并将数据传输到网络模块，以及控制电源模块；

所述网络模块用于与外部建立网络连接，发送电量数据并接收控制指令。

如所述的带电量监控功能的智能插座，其特征在于，所述电源模块包括：电源输入端、电源输出端、电磁继电器单元；

如所述的带电量监控功能的智能插座，所述电磁继电器单元与所述电量监控模块连接，并接受其管控；所述电磁继电器单元与外部电源输入端、外部电源输出端分别连接。电源监控模块接收到来自网络模块的相关控制命令之后，通过控制电磁继电器的开合状态从而实现对智能插座的电源通断控制。

如所述的带电量监控功能的智能插座，其特征在于，所述电量监控模块包括：电量信息采集单元、电源控制单元、电量报警单元。

所述电量采集单元包括：交流电流采集单元、交流电压采集单元、信号处理单元。电量采集单元接入监测电路主路，得到实时的电流、电压信号并通过信号处理单元将其转化为易于传送分析的数字信号。

所述电源控制单元与电源模块连接直接控制电磁继电器的开合；

所述电量报警单元包括：指示灯报警单元与警示音报警单元，所述电量报警单元与网络模块连接以接收网络通信信号控制命令。在出现紧急预警情况时，不仅在用户电量监控APP上予以提示，同时在智能插座上也要同步进行预警。

如所述的带电量监控功能的智能插座，其特征在于，所述电量监控模块实时进行电量相关数据的采集，并支持单独每个插口的电量监控和插座的总电量监控。

如所述的带电量监控功能的智能插座，其特征在于，所述网络模块包括：wifi通信单元、蓝牙通信单元、Zigbee通信单元以及移动通信单元，因而能够适应多种无线传送方式，配适多样化的智能家居环境。

如所述的带电量监控功能的智能插座，其特征在于，所述智能插座还包括内部供电单元，为上述电源模块、电量监控模块和网络模块提供电能；

本发明还提供一种基于智能插座的电量监控系统，其特征在于：包括上述任一所述的带电量监控功能的智能插座以及与所述智能插座连接的电量监控服务器和内置电量监控APP的移动智能终端；所述电量监控服务器连接有n个所述智能插座和m个所述内置电量监控APP的移动智能终端；其中n、m均为大于或等于1的整数；所述电量监控服务器存储有各种电器设备的电量使用特征。

如所述的电量监控系统，其特征在于，所述电量监控APP包括：电量信息读取模块、电量信息分析模块、电量信息展示模块。

本发明还提供一种基于智能插座的电量监控方法，其特征在于：

S1：所述带电量监控功能的智能插座连续采集电器设备的电量信息，并实时传输到所述电量监控服务器；

S2：所述电量监控服务器存储所述智能插座的电量信息，并根据电器设备的电量使用特征，判断所述智能插座每个插口上的电器设备信息；

S3：所述电量监控APP从电量监控服务器实时读取所述智能插座的电量信息和电器设备信息；

S4：所述电量监控APP基于获取的电量信息和电器设备信息，根据预设参数条件向所述智能插座发出控制指令。

如所述的基于智能插座的电量监控方法，其特征在于，所述S4中的预设参数条件是指设置所述智能插座的最大和最小电流阈值，最大和最小电压阈值，以及最大和最小功耗阈值。

如所述的基于智能插座的电量监控方法，其特征在于，所述S4中的控制指令包括开启或关闭智能插座，开启或关闭智能插座的某个插口，指示灯警告指令，警示音警告指令。

如所述的基于智能插座的电量监控方法，其特征在于，在所述步骤S3之后，所述电量监控APP基于获取的电量信息和电器设备信息，分析所述智能插座和电器设备的用电情况，并向用户展现。

与现有技术相比，本发明通过设于智能插座内部的电源模块、网络模块和电量监控模块；电源模块用于对智能插座进行电源控制。网络模块用于与外部建立网络连接，发送电量数据并接收控制指令。电量监控模块与网络模块和电源模块连接，用于采集电量数据并将数据传输到网络模块，以及控制电源模块。能够通过实时采集智能插座电流、电压信号，从而对电器用电情况进行多方位分析，并由此对智能插座进行电量控制以及预警提醒，且本发明结构简单，成本低廉，易于推广使用。

附图说明

图1为本发明一种实施例中基于智能插座的电量监控系统的结构示意图；

图2为本发明一种实施例中带电量监控功能的智能插座模块结构示意图；

图3为本发明一种实施例中带电量监控功能智能插座的电量监测模块的结构示意图。

图4为本发明一种实施例中一种基于智能插座的电量监控方法的步骤图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明实施例1，如图2所示，本发明提供一种带电量监控功能的智能插座1，包括置于所述智能插座内部的电源模块11、电量监控模块12、网络模块13；

电源模块11包括电磁继电器单元113、电源输入端口111、电源输出端口112，电源模块通过电源输入、输出端口接入到外部市电系统，实现插座的电源功能。

电量监控模块12包括电量信息采集单元121、电源控制单元122、电量报警单元123.

网络模块13通过无线通信单元与电量监控服务器连接，向电量监控服务器传输来自于电量监控模块12的电量信息，并接收其发送的控制指令到电量监控模块12.

网络模块13包括wifi通信单元131、蓝牙通信单元132、ZIGBEE通信单元133和移动通信单元134。本发明内置多个无线通信单元，可适用于多种网络场景。

如图1所示，本发明还提供一种电量监控系统，带电量监控功能的智能插座1通过电量监控服务器2与移动智能设备3连接。

由此，带电量监控功能的智能插座1可以传输采集到的电量信息至电量监控APP3中，并接收来自于电量监控APP 3的控制指令。

本发明实施例2，如图3所示，本发明提供一种带电量监控功能的智能插座，，包括置于所述智能插座内部的电源模块11、电量监控模块12、网络模块13；

电量监控模块12为本发明的核心枢纽模块，包括：电量信息采集单元121、电源控制单元122、电量报警单元123.

电量信息采集单元121包括交流电压采集单元1211、交流电流采集单元1212和信号处理单元1213。所述交流电压采集单元1211和交流电流采集单元接入该插座电路中，采集电量信息。所述交流电压采集单元可以包括电压互感器、信号调理电路等相关电学原件，所述交流电流采集单元可以包括电流互感器、信号调理电路等相关电学原件。信号处理单元1213接收来自于所述交流电压、电流采集单元的信号，将其转化为易于分析的数字信号，并将信号输出至网络模块13.

电源控制单元122接收来自于网络模块的控制指令，处理数字信号命令，并输出命令控制电磁继电器单元113的开关闭合，实现对插座电路的通断电控制。

电量报警单元123包括指示灯报警单元1231和警示音报警单元1232，电量报警单元接收来自于网络模块的控制指令，控制指示灯报警单元中的指示灯与警示音报警单元的播放器的开关状态。二者均独立运行，用户可以依照使用习惯在控制终端设置“仅指示灯模式”、“仅警示音模式”或者“指示灯与警示音同时”等不同模式。

本发明实施例3，如图3所示，本发明还提供一种电量监控系统，包括带电量监控功能的智能插座以及与所述智能插座连接的电量监控服务器和内置电量监控APP的移动智能终端

所述电量监控服务器连接有n个所述智能插座和m个所述内置电量监控APP的移动智能终端；其中n、m均为大于或等于1的整数；

所述电量监控服务器2存储来自于智能插座的电量信息，包括历史信息与实时信息。同时该电量监控服务器还存储有各种电器设备的电量特征信息。

所述电量特征信息包括但不限于各种电器在各种使用状态下的电压、电流、功耗等电学信息。例如：某充电设备电量充满时的电量特征信息，设备待机时的电量特征信息、各设备安全运行时的电量特征信息等。

移动智能设备3包括电量信息读取模块31、电量信息分析模块32、电量信息展示模块33。

电量信息读取模块31实时读取存储于电量监控服务器上的实时电量信息、历史电量信息与电量特征信息。

所述电量信息分析模块32基于不同电量信息分析模型，可以对历史电量信息与实时电量信息进行全方位的分析。

例如:移动智能设备3中预先选择设置了“当充电设备充满电时，智能插座自动为其断电”的控制模式，所述电量信息分析模块32调用所述电量监控服务器2中的实时电量信息与该设备充满电模式下的电量特征信息，电量分析模块31对实时电量信息进行分析，当与电量特征信息匹配时，可以向智能插座发出断开该设备电源的指令。

所述电量信息展示模块将电量分析模块的分析结果以图表等形式展示给用户，也可以直接从电量信息读取模块调用历史分析信息数据，转化为可视化图表。

本发明实施例4 ，如图1与图4所示，

例如智能家居设备于正常作状态与待机状态时存在不同的用实时电量信息，本发明中的智能插座连续采集电器设备的电量信息，并实时传输到所述电量监控服务器；同时，电量监控服务器存储所述智能插座的电量信息，并根据电器设备的电量使用特征，判断所述智能插座每个插口上的电器设备信息；随后，电量监控APP从电量监控服务器实时读取所述智能插座的电量信息和电器设备信息；由此，电量监控APP基于获取的电量信息和电器设备信息，根据预设参数条件向所述智能插座发出控制指令。

本发明可以依照上述方法识别、管理各智能插座上的设备，智能插座连续采集每个用电设备的电量信息，实时传送给电量监控服务器，电量监控服务器匹配出对应的电量特征信息和电器设备信息，用户可以在电量监控APP端读取用电设备的实时电量数据、控制用电设备的通断电状态。

本发明可以依照上述方法判断出是否有新设备进入到用电系统中，并识别设备类型，电量监控服务器上还存储有所有本地家居系统内的历史用电信息，当某一家居设备首次进入到家居系统时，电量监控APP无法在电量监控服务器上匹配到与之对应的历史设备信息，可以判断该智能设备为新设备。当该新设备的单位用电量在超出一定阈值时，电量监控APP向智能插座发出警告指令并向终端用户报告。

本发明可以依照上述方法判断出智能家居设备是否发生故障，当家居设备实时用电量突然发生异常、超出预计范围，移动终端设备可以预计该智能家居设备发生故障，发送控制指令到智能插座，智能插座向用户进行声音和指示灯警告，随后将该设备断电。

本发明还可以依照上述方法判断智能家居设备是否处于待机状态，当上述智能插座采集到的实时用电信息与电量监控服务器中预存的某智能家居设备的待机状态电量信息对照组相匹配时，电量监控APP可以判断该用电设备处于待机状态，并向上述智能插座发出断电指令，将该待机设备断电。

由此方法，用户可以通过匹配用电信息达到科学用电、安全用电的目的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。