专利名称：智能用电管理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是涉及一种用于公用场所用电智能管理，特别是涉及一种用于学校对教室进行用电管理的智能用电管理装置。
背景技术：
中国专利00244910号公开了名称为“学校公用电器多功能自动控制器”的专利申请，该专利申请用时控、光控、温控三种方式分别或组合控制的学校公用电器多功能自动控制器，其不足之处是1.该控制器采用学校的作息时间和光线明暗程度的腔制方法，在晚自习的时间里，尽管教室空无一人(如某班集体去实验室或多媒体教室上课)，教室的灯肯定还是一片通明。
2.在上课的时间里，该控制器根据温度的高低控制教室的电风扇，在夏天时，若有某班学生到室外上体育课，无人教室里的电风扇同样会照转不误。
3.如晚自习前的时间或中午时间，有的同学勤奋好学，想在教室学习，由于是在非上课的时间里，尽管天色昏暗，教室的灯还是不亮。
4.该控制器无过载保护功能，学生在教室可以违规使用大功率电器，造成线路过载，容易引起火灾、触电等事故，没有实现在教室安全用电的目的。
5.该控制器的单片机只起时控器的作用，光控和温控的信号没有输入单片机利用软件进行处理，因此整个装置的抗干扰能力很差，如在晚自习的时间里，光控元件的附近有电焊机进行作业时，肯定会导致教室的灯时灭时亮，或者在出现闪电时，也会导致教室的灯瞬间熄灭，直到闪电过后；另一种的情况是，在白天的上课时间里，当一片树叶刚好从光控元件的附近落下或者有一朵云短时间遮住光控元件，也会导致教室的灯自动瞬间亮起。
6.该控制器只适合按一定时间规律进行活动的场所，适用范围较窄。
发明内容
本实用新型的目的就是提供一种针对00244910专利存在问题进行改进的智能用电管理装置。
本实用新型的解决方案是这样的单片机的I/O口相接的传感电路单元、单片机处理单元及单片机输出控制单元，所述的传感器单元具有由过流检测电路传感器、人体传感器或者光照传感器中任一种传感器，传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口，这种方案是只采用一种传感器进行控制。
如果采用两种传感器进行控制，即所述的传感器单元具有由过流检测电路传感器、人体传感器或者光照传感器中任两种传感器，每种传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口，控制范围比只采用一种传感器的宽。
如果采用三种类型传感器进行控制，即所述的传感器单元具有由过流检测电路传感器、人体传感器和光照传感器，每种传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口，控制范围更宽。
本实用新型的优点如下1.利用人体传感器进行检测，只要教室无人，教室的一切电器均自动断开。
2.教室有人时，电风扇和电源插座只要使用都可以工作；在光线足够时，教室的灯自动熄灭(电风扇和电源插座不受影响)，如果光线不足，教室灯能自动亮起。若采用两个人体传感器能实现如果教室前部分有人，则前部分的灯亮(前部分的电风扇只要使用能工作)，后部分没有人，则后部分的灯不亮(后部分的电风扇不能工作)，反之亦然，装置能根据人所处的位置进行控制灯的照明数量(包括电风扇的数量)，充分利用电能。
3.采用了插座线路过载保护功能，在出现过载情况时，自动断开该插座电源，并声光报警，在过载情况消失5分钟后，插座电源能自动恢复供电，这有效地控制了学生违规使用其它大功率电器，保证了教室的用电安全。
4.装置采用了硬件(如光耦合器)进行强弱电隔离，有效避免电压波动带来的干扰；另外，所有传感信号都集中到单片机利用软件的方法进行处理，装置能分辨来自电焊机、闪电、云朵、树叶、电压波动或者人员短时进出教室等带来的干扰。
5.装置充分考虑人和自然的协调统一，在需要电时能及时提供，不需要电时自动断开，如晚自习结束后，人离开教室时，教室灯延时三分钟后才熄灭，这三分钟的时间能给学生锁好教室并顺利离开教室提供了照明，真正是教室智能用电管理装置。
6.适用范围广，不仅适合学校使用，同样适合机关办公室、仓库、宾馆、车站等场所的用电管理，具有广泛的应用市场。
附图是本实用新型的实施例。
附图1是本实用新型的电路原理图。
附图2是程序设计流程图。
具体实施方式
本实用新型所述的传感器单元具有由过流检测电路传感器、人体传感器或者光照传感器中任一种传感器，传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口。
在上述技术方案中，可得到如下几种组合1、传感器单元具有由过流检测电路传感器、人体传感器或者光照传感器中任两种传感器，每个传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口。即可组成所述的传感器单元具有人体传感器和光照传感器，每个传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口；所述的传感器单元具有人体传感器和过流检测电路传感器，每个传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口；所述的传感器单元具有过流检测电路传感器和光照传感器，每个传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口。
2、所述的传感器单元具有由过流检测电路传感器、人体传感器或者光照传感器，每个传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口。
本实施例是采用一个过流检测电路传感器、两个人体传感器、一个光照传感器组成传感电路单元，每一个传感器分别接到一个比较器，比较器的输出接到单片机的P3口。
传感器单元中，过流检测电路传感器是由电流互感器T1、二极管VD1、电容C10、电位器RP1组成；人体传感器输出信号通过光耦合器U6、U7提供信号给比较器；光照传感器用光敏电阻D1检测。
单片机输出控制单元中，由光耦合器U1、U2、U3、U4、U5及双向可控硅Q1、Q2、Q3、Q4、Q5等元件组成。
单片机处理单元是采用AT89C51芯片。显示电路及报警电路由发光二极管L1、L2、L3、L4、L5组成微电脑在工作时的各种工作状态显示电路，蜂鸣器SPK1及发光二极管L6组成声光报警电路。
人体传感器CH1、CH2是采用型号为CRM-YD10的热释电红外传感器。两个人体传感器一个设置在教室的前部，另一个设置在教室的后部。
(1)只要教室无人，单片机输出端口P10、P11、P12、P13、P14为高电平，双向可控硅Q1、Q2、Q3、Q4、Q5无电压输出，教室的一切电路线路均自动断开。
(2)只要教室有人(即传感器CH1或CH2有信号输出)时，单片机输出端口P10为低电平，电源插座J1有电压输出；如果教室前部分有人(即传感器CH1有信号输出)，单片机输出端口P12为低电平，则前部分的电风扇电源端子X1有输出，后部分没有人，单片机输出端口P11为高电平，则后部分的电风扇电源端子X2无输出，反之亦然。
(3)如果教室前部分有人，且光线不足(即光敏电阻的阻值增大到一定值)时，单片机输出端口P14为低电平，则前部分的灯LAMP1(可以并联多盏灯)亮，后部分没有人，则后部分的灯LAMP1不亮，反之亦然；光线足够时，教室的灯自动熄灭(电风扇和电源插座不受影响)。
(4)当插座线路出现过载情况时，自动断开该插座J1电源，并声光报警；在过载情况消失5分钟后，插座电源能自动恢复供电。
下面以过流检测电路为例说明本实用新型的工作过程当教室有人时，人体传感器CH1或CH2有信号输出，比较器U8B或H8C由高电平变成低电平，即单片机的输入端P31或P32由高电平变成低电平，经单片机89C51确认为人体信号后，单片机的输出端P10由高电平变成低电平，U5的二极管发光，使U5的双向可控硅导通，Q5的门极有触发信号，Q5导通，插座J1有电压输出；由于电流互感器的初级线圈与用电器的插座串联，在电流互感器的次级线圈产生感应电压，此电压经二极管VD1整流，电容C10滤波，在电位器RP1上形成压降，将其取样电压加在比较器的反相端，基准电压加在同相端，当用电器功率超过设定功率时，比较器LM324的1脚输出低电平，单片机P30端口接收到此电平信号后，发出指令使芯片的P25、P26端口输出报警信号给发光管L6及蜂鸣器SPK1，同时芯片的P10端口输出高电平，光耦合器U5的双向可控硅截止，Q5的门极无触发信号，可控硅Q5截止，断开插座电源，用电器停止工作5分钟之后，若过载情况消失，插座电源能自动恢复供电。
为避免如人员的频繁进出、光线的瞬间变化、电源电压的波动等情况引起系统的误动作，利用软件的编写方法可使系统能避开外界带来的干扰，这就是采用单片机进行信号处理带来的好处。
附图2所示的程序设计流程图是以一个教室为单位进行控制的。
权利要求1.一种智能用电管理装置，包括有与单片机的I/O口相接的传感电路单元、单片机处理单元及单片机输出控制单元，其特征在于所述的传感器单元具有由过流检测电路传感器、人体传感器或者光照传感器中任一种传感器，传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机I/O口。
2.根据权利要求1所述的智能用电管理装置，其特征在于所述的传感器单元具有由过流检测电路传感器、人体传感器或者光照传感器中任两种传感器，每个传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口。
3.根据权利要求1所述的智能用电管理装置，其特征在于所述的传感器单元具有由过流检测电路传感器、人体传感器或者光照传感器，每个传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口。
4.根据权利要求2所述的智能用电管理装置，其特征在于所述的传感器单元具有人体传感器和光照传感器，每个传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口。
5.根据权利要求2所述的智能用电管理装置，其特征在于所述的传感器单元具有人体传感器和过流检测电路传感器，每个传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口。
6.根据权利要求2所述的智能用电管理装置，其特征在于所述的传感器单元具有过流检测电路传感器和光照传感器，每个传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口。
7.根据权利要求所述的智能用电管理装置，其特征在于所述的传感器单元具有两个人体传感器，每个传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口。
专利摘要一种用于公用场所用电智能管理，特别是用于学校对教室进行的智能用电管理的装置。其特点是单片机的I/O口相接的传感电路单元、单片机处理单元及单片机输出控制单元，所述的传感器单元具有由过流检测电路传感器、人体传感器或者光照传感器中任一种或多种组合的传感器，传感器单元接到比较器，比较器的输出接到单片机的I/O口。其优点是只要教室无人，教室的一切电器均停止工作。教室有人时，电风扇和电源插座只要使用都可以工作，光线足够，教室的灯自动熄灭；光线不足，教室灯能自动亮起，而且能实现如果教室前部分有人，前部分的灯亮，后部分没有人，后部分的灯不亮，反之亦然；插座线路出现过载情况时，自动断开该插座电源，并声光报警。
文档编号H05B37/02GK2674767SQ20042000131
公开日2005年1月26日 申请日期2004年1月2日 优先权日2004年1月2日
发明者李世强 申请人:柳州市交通学校