一种智能电热水器系统及其控制方法与流程

本发明属于电热水器领域，具体地说，涉及一种智能电热水器系统及其控制方法。

背景技术：

大数据研究发现，使用电热水器的用户一般会集中在早晨和晚上的某些时间段集中加热和使用，而电热水器属于大功率设备，集中使用时对整体电网造成的负荷压力太大，不仅耗能大，也容易因负载过大而发生意外事故。

现有技术对于电热水器负荷的调节采用的技术大体可分为两类：

一类是在热水器上配置动态夜电功能，但该方式的缺点是仅能设置固定时段的低谷时段，不能根据电网实际变化动态调整；另一类是通过电表或其他设备统计单个用户的用电时段分布，此设备与热水器进行通信，在用户用电高峰时段调节热水器功率从而达到调整单个用户负荷的目的。该方式的缺点是仅能针对单个用户的用电进行判断，且不能判断用户需求。

申请号为cn201510426363.6的中国专利公开了一种电热水器错峰调参控制系统及其负荷管理的方法，设置通讯模块、单片机、显示设置模块、温度检测模块、故障报警模块、看门狗电路和输出控制模块、第一加热元件、第二加热元件；提取电力用户信息及历史负荷数据；计算电力用户年、月、周用电负荷在24个时段分布权重；根据电力用户年、月、周用电负荷在24个时段分布权重，预测电力用户日24个时段尖峰平谷用电负荷分布；将电力用户日24个尖锋谷平用电负荷预测时段作为虚拟储能控制技术的用电参数，对用电负荷进行错峰控制。该方法虽然可以使单个用户的电热水器减少峰段用电量，但不能够获取整个电网的负荷信息，无法整体调节，不能够对整个电网起到保护作用，同时用户也无法根据实际需要自主选择，缺乏灵活性，不利于用户的体验。

有鉴于此特提出本发明。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种智能电热水器系统及其控制方法，本发明能够根据整个电网的后台负荷信息实时动态地对多个热水器进行调整，能够有效地避开用电高峰，保证整个电网的正常运行；另外，还能够通过人与控制端或移动终端交互的方式，由用户自主选择热水器的调整方式，可以灵活满足用户的实际用水需求。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

本发明的第一目的是提供一种智能电热水器系统，包括热水器主体、云平台和电网后台服务器，所述热水器主体上设置有可控制热水器主体动作的控制端、控制端与云平台通信连接，所述的云平台与电网后台服务器通信连接；云平台根据电网后台服务器实时监测或者预测的电网的负荷情况，向热水器主体的控制端发送指令，控制端控制热水器主体做出相应动作。

进一步的方案，还包括与热水器主体对应绑定的移动终端，所述的移动终端与云平台通信连接，云平台可向移动终端发送需求信息进行显示，并根据接收到的移动终端反馈的用户响应信息向对应的热水器主体的控制端发送指令，控制端控制热水器主体做出相应动作。

进一步的方案，所述的电网后台服务器与局域电网或者全国电网通信连接，并监测分析所连接的整个电网的负荷情况；云平台与使用相应电网的多个热水器主体的控制端通信连接，并根据相应电网的负荷情况向多个热水器主体的控制端发送指令；

优选的，云平台收集并存储多个热水器主体对应的移动终端的用户响应信息，并将所有用户响应信息与电网后台服务器共享。

本发明的第二目的是提供所述的智能热水器系统的控制方法，包括：

当电网后台服务器实时监测的和/或预测下一时段的电网负荷过大时，电网后台服务器向云平台发送负荷调整需求信息，云平台接收信息后向热水器主体的控制端发送指令。

进一步的方案，所述的云平台收到负荷调整需求信息后，发送给控制端并进行显示，若用户在一定时间内未响应，则热水器主体保持原状态；若用户在控制端上进行了响应，控制端则根据响应信息控制热水器主体动作；

优选的，所述的云平台收到负荷调整需求信息后，发送给移动终端并进行显示，若用户在一定时间内未响应，则云平台不下发指令，热水器主体保持原状态；若用户在移动终端上进行了响应，移动终端则将响应信息反馈给云平台，云平台分析后下发相应指令给控制端，控制热水器主体动作。

进一步的方案，当电网后台服务器实时监测当前时段为电网负荷过大、需要调整负荷的调整时段时，向云平台发送负荷调整需求信息，在控制端或移动终端上显示多种供用户选择的响应方式，包括：接受调节并延迟用水、接受调节不用水和不接受调节；

或者，当电网后台服务器预测下一时段电网负荷过大，为需要调整负荷的调整时段时，向云平台发送负荷调整需求信息，在控制端或移动终端上显示多种供用户选择的响应方式，包括：接受调节并提前用水、接受调节并延迟用水、接受调节不用水和不接受调节。

进一步的方案，当用户在控制端选择的响应方式为接受调节并提前用水时，控制端控制热水器主体设置为预约模式；或者，当用户在移动终端上选择的响应方式为接受调节并提前用水时，移动终端将相应信息传送给云平台，云平台下发指令给控制端，控制端控制热水器主体设置为预约模式；

其中，预约模式的预约时间设置在调整时段开始之前，提前加热，并在加热完成后关机。

进一步的方案，当用户在控制端选择的响应方式为接受调节并延迟用水时，控制端控制热水器主体设置为预约模式；或者，当用户在移动终端上选择的响应方式为接受调节并延迟用水时，移动终端将相应信息传送给云平台，云平台下发指令给控制端，控制端控制热水器主体设置为预约模式；

其中，预约模式的预约时间设置在调整时段结束之后。

进一步的方案，当用户在控制端选择的响应方式为接受调节不用水时，控制端控制热水器主体在调整时段内关机；

或者，当用户在移动终端上选择的响应方式为接受调节不用水时，移动终端将相应信息传送给云平台，云平台下发指令给控制端，控制端控制热水器主体在调整时段内关机。

进一步的方案，若用户需要在调整时段内用水，在控制端或者移动终端上选择的响应方式为不接受调节，则云平台不下发指令，热水器主体保持原状态。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、电热水器为大功率用电设备，本发明的云平台与热水器主体通信连接，同时云平台与电网后台服务器连通，可以实现根据整个电网的负荷情况动态的调节电热水器的加热时段，当有多台电热水器设备在线时，对于电网的调节作用巨大，能够有效地避开用电高峰，保证整个电网的正常运行。

2、本发明的智能电热水器系统还包括移动终端，即app端，通过人与移动终端交互的方式，云平台将负荷调节信息发送到移动终端后，用户可以自主选择热水器的调整方式，既可以灵活满足用户的实际用水需求，又可以保证整个电网的安全正常运行。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明智能电热水器系统的结构示意图；

图2是本发明智能电热水器系统的控制方法的流程图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

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，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种智能电热水器系统，包括热水器主体、云平台和电网后台服务器，所述热水器主体上设置有可控制热水器主体动作的控制端、控制端与云平台通信连接，所述的云平台与电网后台服务器通信连接；云平台根据电网后台服务器实时监测或者预测的电网的负荷情况，向热水器主体的控制端发送指令，控制端控制热水器主体做出相应动作。

电热水器为大功率用电设备，当多台电热水器同时段使用时，或者在用电高峰时段使用时，将会给电网造成很大的负荷。本实施例的智能电热水器系统的云平台与热水器主体的控制端通信连接，同时云平台与电网后台服务器连通，因此云平台可以根据整个电网的负荷情况动态的调节电热水器的加热时段，尤其是当有多台电热水器设备在线时，对于电网的调节作用巨大，能够有效地避开用电高峰，保证整个电网的正常运行。

热水器主体上设置的控制端，可以控制热水器动作，如进行开启/关闭、进入预约加热模式、选择加热程序等等。热水器的控制端可以通过无线通信与云平台连接，也可以通过有线、gprs等其他方式与云平台进行通信。同样的，云平台可以通过server与电网后台打通，可互相传送需要的信息，也可以采用其他可以双向传送数据的方式进行连通。

进一步的方案，智能电热水器系统还包括与热水器主体对应绑定的移动终端，所述的移动终端与云平台通信连接，云平台可向移动终端发送需求信息进行显示，并根据接收到的移动终端反馈的用户响应信息向对应的热水器主体的控制端发送指令，控制端控制热水器主体做出相应动作。

本实施例的智能电热水器系统利用人与移动终端交互的方式，云平台将负荷调节信息发送到移动终端后，用户可以自主选择热水器的调整方式，既可以灵活满足用户的实际用水需求，又可以保证整个电网的安全正常运行。

移动终端即为app终端，可以为手机端、和/或pad、和/或智能电视、和/或其他与云平台通信连接的终端。移动终端可以通过3g/4g或wifi方式与云平台通信，接收云平台传输的负荷调节需求信息，并在app上展现，用户可以通过app选择是否响应和如何响应调节需求。

本实施例将云平台与电网后台服务器连通，通过电网后台服务器获取电网负荷情况，在需要降低负荷时，会通过云平台向用户绑定的移动终端下发调整需求信息，用户可以根据自身用水需求进行交互反馈，反馈信息会上传到云平台，云平台根据相应的策略给热水器下发相应的指令，满足用户用水需求的同时，避开高峰用电时段加热，保证电网的正常运行。

进一步的方案，所述的电网后台服务器与局域电网或者全国电网通信连接，并监测分析所连接的整个电网的负荷情况；云平台与使用相应电网的多个热水器主体的控制端通信连接，并根据相应电网的负荷情况向多个热水器主体的控制端发送指令；

电网后台服务器根据需要和规模，可以与一片区域的局域电网连接，也可以与国家电网连接。电网后台服务器可以实时监测通信连接的整个电网、并分析、存储电网的动态负荷信息情况，云平台与电网后台服务器连通后，则可以接收连接的整个电网的负荷调整需求信息，并向云平台连接的使用该电网的所有的电热水器主体发送信息，如此可以调控相应电网下的电热水器主体，对于电网的调节作用巨大，使单个热水器能够有效地避开用电高峰，保证整个电网的正常运行。

优选的，云平台收集并存储多个热水器主体对应的移动终端的用户响应信息，并将所有用户响应信息与电网后台服务器共享。

此种方式下，与云平台通信连接的每个热水器用户的调整响应方式都被采集、存储、分析，得到各用户的响应习惯，可以进一步大数据分析获得更有利信息。云平台将用户的响应信息与电网后台服务器共享，可以为电网后台服务器优化、升级、或者电价调整等一系列工作提供参考。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种实施例一的智能热水器系统的控制方法，包括：

当电网后台服务器实时监测的和/或预测下一时段的电网负荷过大时，电网后台服务器向云平台发送负荷调整需求信息，云平台接收信息后向热水器主体的控制端发送指令。

电网后台服务器实时监测的和/或预测的下一时段的电网负荷的动态变化情况，电网中大功率电器少、用户少时，此时电网的负荷小或者正常，电网运行正常稳定，安全性好，此时不需要调节负荷，电网后台服务器则继续运行监测和/或预测。

而当电网后台服务器监测的和/或预测下一时段的电网负荷过大时，倘若电网负荷再继续增大，对电网的安全运行不利。为了保证整个电网运行的安全性，需要对电网负荷进行调整，此时电网后台服务器向云平台发送负荷调整需求信息，云平台接收该负荷调整需求信息后向热水器主体的控制端发送指令，使某些热水器能够避开负荷过大需要调整的时段，从而实现对整个电网负荷的调整，保证电网安全。

进一步的方案，本实施例中的智能电热水器系统中包括移动终端，当云平台收到电网后台服务器发送的负荷调整需求信息后，发送给移动终端并进行显示，若用户在一定时间内未响应，则云平台不下发指令，热水器主体保持原状态；若用户在移动终端上进行了响应，移动终端则将响应信息反馈给云平台，云平台分析后下发相应指令给控制端，控制热水器主体动作。

电热水器一般设置在各个家庭或场所的洗漱间，而移动终端如手机、pad等一般由用户随身携带，用户使用方便，还能够实现远程操控。因此，云平台将负荷调整需求信息发送给移动终端并进行显示，用户可以随时随地查看并根据自己的需要选择需不需要响应调整，灵活性更好，也增强了用户体验。

若用户在一定时间内未响应，则云平台默认用户不需要进行调整，不下发指令，热水器主体保持原状态，用户可以选择随时用水。若用户在移动终端上进行了响应，用户选择的响应方式则反馈给云平台，进而下发相应指令给控制端，控制热水器主体动作。如此，既能够由用户选择是否避过用电高峰期，不给电网再增加负荷，保证电网安全，又能够灵活满足用户的用水需求。

本实施例的当电网后台服务器实时监测当前时段为电网负荷过大、需要调整负荷的调整时段时，向云平台发送负荷调整需求信息，在移动终端上显示多种供用户选择的响应方式，包括：接受调节并延迟用水、接受调节不用水和不接受调节；

或者，当电网后台服务器预测下一时段电网负荷过大，为需要调整负荷的调整时段时，向云平台发送负荷调整需求信息，在移动终端上显示多种供用户选择的响应方式，包括：接受调节并提前用水、接受调节并延迟用水、接受调节不用水和不接受调节。

优选的方式，如图2所示，当电网后台服务器预测到接下来时段负荷过大，需要进行负荷调整时，会向云平台发送负荷调整需求信息，云平台接到此需求信息后，将调节信息发送到绑定此机器的用户app端，如果在调整时段开始前用户通过app交互对此需求未进行响应，则不对热水器进行调节；如果用户进行了响应：

(1)当用户在移动终端上选择的响应方式为接受调节并提前用水时，移动终端将相应信息传送给云平台，云平台下发指令给控制端，控制端控制热水器主体设置为预约模式，预约时间设置在调整时段开始之前，提前加热，并在加热完成后关机。

(2)当用户在移动终端上选择的响应方式为接受调节并延迟用水时，移动终端将相应信息传送给云平台，云平台下发指令给控制端，控制端控制热水器主体设置为预约模式，预约时间设置在调整时段结束之后。

(3)当用户在移动终端上选择的响应方式为接受调节不用水时，移动终端将相应信息传送给云平台，云平台下发指令给控制端，控制端控制热水器主体在调整时段内关机。

(4)若用户需要在调整时段内用水，在移动终端上选择的响应方式为不接受调节，则云平台不下发指令，热水器主体保持原状态。

实施例三

本实施例为实施例二的进一步的限定，本实施例不包括移动终端，本实施例的云平台收到负荷调整需求信息后，发送给设置在热水器主体上的控制端并进行显示，若用户在一定时间内未响应，则热水器主体保持原状态；若用户在控制端上进行了响应，控制端则根据响应信息控制热水器主体动作。

本实施例的热水器的控制端还可以设置提示单元，当云平台将负荷调整需求信息发送给设置在热水器主体上的控制端并进行显示时，提示单元进行提示，如显示灯、语音等，提醒用户有负荷调整需求信息。此种方式更适用于无法与移动终端绑定的、或者不方便与私人手机绑定的用户，如酒店等非家庭用户。采用此方式能够根据电网动态负荷调整更多的大功率的热水器，能够进一步保证电网的安全性，同时也能够通过人与热水器主体的控制端的交互的方式，满足用户的用水需求。

当电网后台服务器实时监测当前时段为电网负荷过大、需要调整负荷的调整时段时，向云平台发送负荷调整需求信息，在控制端上显示多种供用户选择的响应方式，包括：接受调节并延迟用水、接受调节不用水和不接受调节；

或者，当电网后台服务器预测下一时段电网负荷过大，为需要调整负荷的调整时段时，向云平台发送负荷调整需求信息，在控制端上显示多种供用户选择的响应方式，包括：接受调节并提前用水、接受调节并延迟用水、接受调节不用水和不接受调节。

(1)当用户在控制端选择的响应方式为接受调节并提前用水时，控制端控制热水器主体设置为预约模式，其中，预约模式的预约时间设置在调整时段开始之前，提前加热，并在加热完成后关机。

(2)当用户在控制端选择的响应方式为接受调节并延迟用水时，控制端控制热水器主体设置为预约模式；其中，预约模式的预约时间设置在调整时段结束之后。

(3)当用户在控制端选择的响应方式为接受调节不用水时，控制端控制热水器主体在调整时段内关机；

(4)若用户需要在调整时段内用水，在控制端上选择的响应方式为不接受调节，则云平台不下发指令，热水器主体保持原状态。

实施例四

本实施例为实施例二的进一步的限定，本实施例的云平台接收多次用户反馈的响应方式后，收集存储，并经过分析建立用户响应的习惯模型，若分析发现用户连续n次选择同一响应方式，则在下一次调整时自动进入记忆调整模式，此记忆调整模式与用户连续n次选择的响应方式相同，其中n至少为三次。

此种方式在用户选择习惯较为一致的基础上，可以避免用户每次都需要进行选择响应，既能够满足用户需要，又能够方便用户，提升用户体验。

或者，用户设置可以根据自己的习惯，自行预先设置记忆调整模式，当移动终端接收到负荷调整需求信息时，移动终端根据用户设置的记忆调整模式，自动向云平台反馈响应方式，云平台再根据响应方式下发指令给热水器的控制端，控制端控制热水器动作。

其中，记忆调整模式可由用户自行提前设置t时间内的一次或者多次响应方式，如t时间为一周，用户可设置一周内的每天的响应方式，可以相同，也可以不同。此种方式既能够满足用户自身用水的需求，又不需要用户每次均进行响应操作，可以方便用户，避免麻烦，提升用户体验。同时，还能够使部分热水器响应调整，有效地避开用电高峰，保证整个电网的正常运行，大大有利于整个电网的安全性。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。