家庭用电负荷智能化管理系统及方法
【专利摘要】本发明提供一种家庭用电负荷智能化管理系统，包括用户终端、云平台服务器以及智能电器组，用户终端设定电流负荷最大值、所控制的智能电器的范围以及是否委托自动控制，云平台服务器计算智能电器组的电流值总和，在接近电流负荷最大值时向用户发送提醒或者自动关闭智能电器；本发明还提供一种家庭用电负荷智能化管理方法，能在超负荷时自动关闭智能电器或者对用户进行提醒，本发明通过用户终端APP、云平台服务器以及智能电器之间的交互，在智能电器组形成了一道智能电流保险丝的防护，当电流值总和接近负荷最大值时对智能电器进行关闭优先级的排序并自动关闭智能电器，确保智能电器组的电流值总和始终处于安全范围内，保障家庭用电的安全。
【专利说明】家庭用电负荷智能化管理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能电器控制领域，尤其涉及智能电器的电流保护控制。
【背景技术】
[0002]随着社会经济发展和生活水平的提高，人们对家用电器的安全性、舒适性智能的要求越来越高。希望知道当前所有开启电器的电流大小，在电流过大时关闭某些电器来保证用电的安全。虽然目前有很多电路上的保护装置，但这些装置(例如空开)或是只支持单一线路，一旦断开将导致该线路上的所有电器都断电，或是不具备主动提醒和智能功能，不能实时友好的提醒用户在超负荷之前作出响应或者主动替用户关闭某些电器保证用电安全。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种家庭用电负荷智能化管理系统，能为用户提供一个友好、安全、智能的用电环境。
[0004]为此，本发明采用以下技术方案:家庭用电负荷智能化管理系统，包括用户终端、云平台服务器以及智能电器组，智能电器组由某一用户所管理范围内的所有的智能电器构成，智能电器组中的各个智能电器均通过互联网连接到云平台服务器，从而向云平台服务器发送其电流值及所采集的环境信息并接收云平台服务器的控制指令；用户终端通过互联网连接云平台服务器，并向云平台服务器发送信息或者接收云平台服务器发送的信息，从而在云平台服务器上设定智能电器组的电流负荷最大值、所控制的智能电器的范围以及是否委托云平台服务器进行自动控制；所控制的智能电器的范围通常是智能电器组中的一部分或者全部，用户可以设定全部的智能电器均受到智能控制，也可以设定其中的某一部分受到智能控制。云平台服务器计算智能电器组的电流值总和，从而在电流值总和接近电流负荷最大值时向用户终端发送关闭智能电器的建议或者自动关闭智能电器。
[0005]在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案:
所述用户终端上安装有用于控制所述智能电器，设定智能电器组的电流负荷最大值、所控制的智能电器的范围以及是否委托云平台服务器进行自动控制的用户应用(APP)。
[0006]所述智能电器包括用于采集电流值及周围环境信息的传感器，所述传感器包括电流传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、光线传感器及人体活动传感器。电流传感器设置在智能电器上并对智能电器的运行电流值进行实时采集，其他的可以设置在智能电器上或者智能电器的周围，所有的传感器均通过无线局域网与智能电器建立连接，并向智能电器发送其所采集的各类环境信息，这些环境信息用于云平台服务器进行智能控制的运笪
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[0007]所述云平台服务器包括用于计算并比较智能电器组的电流值总和的计算模块、用于存储信息和数据的存储模块、用于计算智能电器关闭优先级排序的智能算法模块以及用于接收和发送控制指令的指令收发模块；云平台服务器根据用户设定的智能电器关闭优先级排序或者智能算法模块计算出的智能电器关闭优先级排序来关闭智能电器。
[0008]云平台服务器在智能电器组的电流值总和大于第一临界值时向用户终端发送关闭智能电器的提醒，在智能电器组电流值总和大于第二临界值时根据关闭优先级排序来关闭智能电器。
[0009]本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种家庭用电负荷智能化管理方法，能在超负荷时自动关闭智能电器或者对用户进行提醒，达到智能安全用电的目的。
[0010]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:
家庭用电负荷智能化管理方法，采用上述的家庭用电负荷智能化管理系统，并包括以下步骤:
1)用户通过用户终端设置智能电器组的电流负荷最大值、所控制的智能电器的范围、以及是否委托云平台服务器进行自动控制；
2)智能电器组中的各智能电器定时发送传感器所采集的电流值及环境信息数据发送至云平台服务器；
3)云平台服务器计算智能电器组的电流值总和，判断是否大于某一标准值；
4)如果步骤3)的判断结果为是，则云平台服务器关闭优先级最高的智能电器，或者通过用户终端发送提醒消息和电器列表给用户，建议用户关闭某些智能电器。
[0011]在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用以下进一步的技术方案:
在所述步骤3)中，标准值包括第一临界值和第二临界值，在所述步骤4)中，当所述电流值总和大于第一临界值时，云平台服务器向用户终端发送提醒消息，建议用户关闭某些智能电器，当所述电流值总和大于第二临界值时，云平台服务器根据用户的设定，按照关闭优先级排序关闭智能电器。
[0012]在步骤4)中，云平台服务器存储被关闭的智能电器的电流值，并每隔一定时间计算并判断增加该电器是否会使得智能电器组的电流值总和超过第一临界值，如果否，则再次开启该智能电器。
[0013]云平台服务器根据电流负荷最大值、当前电流值总和、单个智能电器的电流值、智能电器的类型、环境信息以及用户手动关闭的次数来判断智能电器的关闭优先级，以关闭电器最少、对当前环境影响最小为基准进行智能电器的关闭优先级排序；云平台服务器根据上述关闭优先级排序或者根据用户设定的排序来进行关闭智能电器的控制。
[0014]所述传感器包括电流传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、光线传感器及人体活动传感器，电流传感器安装在智能电器上实时采集智能电器的运行电流值，其他的传感器实时采集智能电器周围的环境信息并发送至云平台服务器，供云平台服务器进行智能控制的运算。
[0015]本发明的有益效果是:本发明通过用户终端APP、云平台服务器以及智能电器之间的交互，在用户所管理的智能电器组形成了一道智能电流保险丝的防护，当智能电器组的电流值总和有接近或超出电流负荷最大值的风险时，本发明的智能电流保险丝能够对智能电器组中的智能电器进行关闭优先级的排序，或者根据用户手动设置的智能电器关闭优先级排序，智能化地自动关闭某个或某些从当前情况来看最不需要开启的智能电器，从而确保整个智能电器组的电流值总和始终处于安全范围内，保障家庭用电的安全，并且，智能电流保险丝还能够监控用户所控制的智能电器组的电流值变化情况，当电流值总和处于安全范围内时，可以智能化地自动再次开启某些被关闭的智能电器，这样，就自动在电流过大时关闭电器，在电流降低时开启电器，保证用电安全的同时又不会对用户带来不便。此外，智能电流保险丝还可以由用户进行手动控制而非自动关闭某些智能电器，在这种模式下，当用户所控制的智能电器组的电流值总和有接近或超出电流负荷最大值的风险时，智能电流保险丝所采取的措施是对智能电器组中的智能电器进行关闭优先级的排序，并通过用户终端，向用户APP发送智能电器排序列表及关闭提醒，提醒用户存在风险和及时关闭智能电器。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的家庭用电负荷智能化管理系统的结构图。
[0017]图2为本发明的家庭用电负荷智能化管理方法的流程图。
图3为本发明的另一种家庭用电负荷智能化管理方法的流程图。
【具体实施方式】
[0018]实施例1，家庭用电负荷智能化管理系统。
[0019]参照附图1。
[0020]本发明的家庭用电负荷智能化管理系统，包括用户终端1、云平台服务器2以及智能电器组3，智能电器组3由用户所管理范围内的所有的智能电器构成，智能电器组3中的各智能电器均通过互联网连接到云平台服务器，从而向云平台服务器发送其所采集的电流值及环境信息并接收云平台服务器的控制指令。
[0021]用户终端I上安装有用户应用APP，用户终端I通过互联网连接云平台服务器2，并向云平台服务器2发送信息或者接收云平台服务器2发送的信息，用户可以通过APP在云平台服务器2上设定智能电器组3的电流负荷最大值、所控制的智能电器的范围以及是否委托云平台服务器进行自动控制，并能对智能电器组3中的智能电器进行控制，APP还能够接收云平台服务器2发送的消息，在用户终端I进行智能电器排序列表和提醒消息的显示，提示用户其所管理范围内的智能电器有超负荷的可能，并将排序列表发送给用户，供用户关闭智能电器时进行参考。
[0022]云平台服务器2接收智能电器发送的电流值，计算智能电器组3的电流值总和，并智能电器组3中的智能电器进行关闭优先级排序，从而在智能电器组3的电流值总和接近电流负荷最大值时自动关闭某个或者某些智能电器或者向用户终端发送智能电器排序列表及关闭智能电器的建议；云平台服务器2包括用于计算并比较智能电器组3的电流值总和的计算模块21、用于存储信息和数据的存储模块22、用于计算智能电器关闭优先级排序的智能算法模块23以及用于接收和发送控制指令的指令收发模块24。
[0023]计算模块21接收智能电器组3中的各智能电器所发送的电流值及环境信息，计算智能电器组3当前的电流值总和并读取存储模块22中保存的用户设定的电流负荷最大值数据进行比较，如果超出第一临界值(电流负荷最大值的80%)，则计算模块21将其所接受的环境信息发送至智能算法模块23进行排序计算，智能算法模块23根据单个智能电器的电流值、智能电器的类型、环境信息等因素来确定智能电器的关闭优先级并生成智能电器关闭优先级排序列表，例如当前室内温度适宜，则空调的关闭优先级较高；天气较热，则热水器的关闭优先级较高；空气质量好，空气净化器的关闭优先级较高等；在同样环境、同样电器、同样功率的条件下，用户手动关闭次数最多的智能电器或者用户交由云平台服务器进行智能控制的智能电器的关闭优先级较高等，并向用户终端发送关闭智能电器的提醒以及智能电器的关闭优先级排序；用户也可以事先通过APP手动设定智能电器的关闭顺序，在这种情况下，当电流值总和超出第一临界值(电流负荷最大值的80%)时，云平台服务器只需要发送关闭智能电器的提醒即可；如果电流值总和超出第二临界值(电流负荷最大值的95%)，智能算法模块23读取存储模块22中的用户设定是否由云平台服务器进行自动控制的数据，如果是，则生成关闭控制指令，通过指令收发模块24发送关闭指令给智能电器组3中关闭优先级最高的智能电器，用户终端I接收到云平台服务器2的关闭提醒及智能电器关闭优先级排序列表，通过APP的界面对用户进行提示，用户在APP界面上操作响应的关闭，由用户终端I发送用户手动的关闭指令至云平台服务器2的指令收发模块24，并发送该关闭指令给相应的智能电器。
[0024]实施例2，家庭用电负荷智能化管理方法I。
[0025]参照附图2。
[0026]本发明的家庭用电负荷智能化管理方法以实施例1的家庭用电负荷智能化管理系统为硬件基础，并按照以下步骤来实现家庭用电负荷的智能化管理:
SI，用户通过用户终端的APP设置智能电器组的电流负荷最大值、所控制的智能电器的范围以及是否委托云平台服务器进行自动控制；
S2，用户终端将用户设置的上述数据发送至云平台服务器，并存储在云平台服务器的存储模块上；
S3，智能电器组中的智能电器定时发送传感器所采集的电流值及环境信息数据发送至云平台服务器，环境信息数据包括智能电器所在环境的温度、湿度、空气质量(烟雾)、光线(亮度)以及有无人体活动等信息；
S4，云平台服务器的计算模块计算智能电器组的电流值总和Suml ；
S5，计算模块判断电流值总和Suml是否大于存储模块中的电流负荷最大值的80% ；
S6，如果S5的判断结果为是，则云平台服务器的智能算法模块根据所接收到的环境信息数据、单个智能电器的电流值、智能电器的类型，按照关闭电器最少和对用户影响最小的基准对智能电器组的智能电器进行关闭优先级排序，例如当前室内温度适宜，则空调的关闭优先级较高；天气较热，则热水器的关闭优先级较高；空气质量好，空气净化器的关闭优先级较高等；在同样环境、同样电器、同样功率的条件下，用户手动关闭次数最多的智能电器或者用户交由云平台服务器进行智能控制的智能电器的关闭优先级较高等；
S7，云平台服务器向用户终端发送智能电器关闭优先级排序列表及关闭智能电器的提
醒；
S8，计算模块判断电流值总和Suml是否大于存储模块中的电流负荷最大值的95% ；
S9，如果S8的判断结果为是，则智能算法模块读取存储模块上的用户设定信息，判断用户是否设定委托云平台服务器进行自动控制；
S10，如果S9的判断结果为是，则智能算法模块生成关闭指令，通过指令收发模块发送至关闭优先级最高的智能电器A ;(此时如果仅关闭智能电器A还不能够将电流值综合降到电流负荷最大值的80%以下，则按照关闭优先级排序列表的顺序依次关闭其他智能电器X，直到电流值总和降到电流负荷最大值的80%以下)
S11，存储模块存储关闭时智能电器A (及其他被关闭的智能电器X)的电流值；
S12，智能电器A (及其他被关闭的智能电器X)执行关闭指令进行关闭；
S13，计算模块每隔一定时间计算并判断加上智能电器A (或者其他被关闭的智能电器X)的电流值总和Sum2是否大于电流负荷最大值的80% ；
S14，如果S13的判断结果为否，则云平台服务器生成开启控制指令，并通过指令生成模块发送至智能电器A (或者智能电器X);
S15，智能电器A (或智能电器X)执行开启控制指令进行开启。
[0027]由于智能电器组中的智能电器会定时发送其电流值至云平台服务器，并由云平台服务器进行计算和判断，因此，上述步骤是一个不断循环的过程，在不断的循环中完成对某个用户所管理范围内的智能电器组的电流值总和进行监控，确保其维持在一个安全范围内，同时在电流值总和处于安全范围内的情况下，确保用户能够最大程度地使用这些智能电器，起到了智能电流保险丝的作用，能够保证用户使用的方便和安全。
[0028]实施例3，家庭用电负荷智能化管理方法2。
[0029]参照附图3。
[0030]本实施例的家庭用电负荷智能化管理方法按照以下步骤来实现家庭用电负荷的智能化管理:
SI，用户通过用户终端设置智能电器组的电流负荷最大值、所控制的智能电器的范围、智能电器组中的智能电器关闭优先级排序以及是否委托云平台服务器进行自动控制；
S2，用户终端将用户设置的上述数据发送至云平台服务器，并存储在云平台服务器的存储模块上；
S3，智能电器组中的智能电器定时发送其电流值至云平台服务器；
S4，云平台服务器的计算模块计算智能电器组的电流值总和Suml ；
S5，计算模块判断电流值总和Suml是否大于存储模块中的电流负荷最大值的80% ；
S6，如果S5的判断结果为是，云平台服务器向用户终端发送关闭智能电器的提醒；
S7，计算模块判断电流值总和Suml是否大于存储模块中的电流负荷最大值的95% ；
S8，如果S7的判断结果为是，则智能算法模块读取存储模块上的用户设定信息，判断用户是否设定委托云平台服务器进行自动控制；
S9，如果S8的判断结果为是，则智能算法模块生成关闭指令，通过指令收发模块发送至关闭优先级最高的智能电器A ;(此时如果仅关闭智能电器A还不能够将电流值综合降到电流负荷最大值的80%以下，则按照关闭优先级排序列表的顺序依次关闭其他智能电器X，直到电流值总和降到电流负荷最大值的80%以下)
S10，存储模块存储关闭时智能电器A (及其他被关闭的智能电器X)的电流值；
S11，智能电器A (及其他被关闭的智能电器X)执行关闭指令进行关闭；
S12，计算模块每隔一定时间计算并判断加上智能电器A (或者智能电器X)的电流值总和Sum2是否大于电流负荷最大值的80% ；
S13，如果S13的判断结果为否，则云平台服务器生成开启控制指令，并通过指令生成模块发送至智能电器A (或者智能电器X); S14，智能电器A (或者智能电器X)执行开启控制指令进行开启。
[0031 ] 上述实施例用于对本发明作进一步说明，但不应将本发明局限于这些【具体实施方式】。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
【权利要求】
1.家庭用电负荷智能化管理系统，其特征在于:所述智能化管理系统包括用户终端、云平台服务器以及智能电器组，智能电器组由某一用户所管理范围内的所有的智能电器构成，智能电器组中的各个智能电器均通过互联网连接到云平台服务器，从而向云平台服务器发送其电流值及所采集的环境信息并接收云平台服务器的控制指令；用户终端通过互联网连接云平台服务器，并向云平台服务器发送信息或者接收云平台服务器发送的信息，从而在云平台服务器上设定智能电器组的电流负荷最大值、所控制的智能电器的范围以及是否委托云平台服务器进行自动控制；云平台服务器计算智能电器组的电流值总和，从而在电流值总和接近电流负荷最大值时向用户终端发送关闭智能电器的建议或者自动关闭智能电器。
2.如权利要求1所述的家庭用电 负荷智能化管理系统，其特征在于:所述用户终端上安装有用于控制所述智能电器，设定智能电器组的电流负荷最大值、所控制的智能电器的范围以及是否委托云平台服务器进行自动控制的用户应用。
3.如权利要求1所述的家庭用电负荷智能化管理系统，其特征在于:所述智能电器包括用于采集电流值及周围环境信息的传感器，所述传感器包括电流传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、光线传感器及人体活动传感器。
4.如权利要求1所述的家庭用电负荷智能化管理系统，其特征在于:所述云平台服务器包括用于计算并比较智能电器组的电流值总和的计算模块、用于存储信息和数据的存储模块、用于计算智能电器关闭优先级排序的智能算法模块以及用于接收和发送控制指令的指令收发模块；云平台服务器根据用户设定的智能电器关闭优先级排序或者智能算法模块计算出的智能电器关闭优先级排序来关闭智能电器。
5.如权利要求1所述的家庭用电负荷智能化管理系统，其特征在于:云平台服务器在智能电器组的电流值总和大于第一临界值时向用户终端发送关闭智能电器的提醒，在智能电器组电流值总和大于第二临界值时根据关闭优先级排序来关闭智能电器。
6.家庭用电负荷智能化管理方法，其特征在于:所述智能化管理方法采用权利要求1所述的家庭用电负荷智能化管理系统，并包括以下步骤: 1)用户通过用户终端设置智能电器组的电流负荷最大值、所控制的智能电器的范围、以及是否委托云平台服务器进行自动控制； 2)智能电器组中的各智能电器定时发送传感器所采集的电流值及环境信息数据发送至云平台服务器； 3)云平台服务器计算智能电器组的电流值总和，判断是否大于某一标准值； 4)如果步骤3)的判断结果为是，则云平台服务器关闭优先级最高的智能电器，或者通过用户终端发送提醒消息和电器列表给用户，建议用户关闭某些智能电器。
7.如权利要求6所述的家庭用电负荷智能化管理方法，其特征在于:在所述步骤3)中，标准值包括第一临界值和第二临界值，在所述步骤4)中，当所述电流值总和大于第一临界值时，云平台服务器向用户终端发送提醒消息，建议用户关闭某些智能电器，当所述电流值总和大于第二临界值时，云平台服务器根据用户的设定，按照关闭优先级排序关闭智能电器。
8.如权利要求6所述的家庭用电负荷智能化管理方法，其特征在于:在步骤4)中，云平台服务器存储被关闭的智能电器的电流值，并每隔一定时间计算并判断增加该电器是否会使得智能电器组的电流值总和超过第一临界值，如果否，则再次开启该智能电器。
9.如权利要求6所述的家庭用电负荷智能化管理方法，其特征在于:云平台服务器根据电流负荷最大值、当前电流值总和、单个智能电器的电流值、智能电器的类型、环境信息以及用户手动关闭的次数来判断智能电器的关闭优先级，以关闭电器最少、对当前环境影响最小为基准进行智能 电器的关闭优先级排序；云平台服务器根据上述关闭优先级排序或者根据用户设定的排序来进行关闭智能电器的控制。
10.如权利要求6所述的家庭用电负荷智能化管理方法，其特征在于:所述传感器包括电流传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、光线传感器及人体活动传感器。
【文档编号】G05B19/418GK103970089SQ201410086198
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】倪立洲 申请人:杭州天丽科技有限公司