电力线远程控制电源的智能节电系统及其控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种电力线远程控制电源的智能节电系统及其控制方法，该系统包括：上端控制机、电源控制器和电源管理器,其中,上端控制机，用于发送控制指令给所述电源控制器；电源控制器，通过通讯接口与上端控制机相连，通过电力线与电源管理器连接,用于当接收到上端控制机发来的控制指令后，将相应的控制指令通过电力线传送给电源管理器；电源管理器，用于接收电源控制器传送来的控制指令并根据接收到的控制指令设置电源管理器中的电源输出模块的状态。本发明还公开了一种电力线远程控制电源的智能节电系统的控制方法。本发明通过电力线来传输控制指令，可以很容易地对电源管理器进行远程控制和状态查询，实现远程的断电处理，达到节能的效果。
【专利说明】电力线远程控制电源的智能节电系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能节电控制领域，更具体地，涉及一种电力线远程控制电源的智能节电系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，远程电源管理器一般采用以太网进行控制，这样的话就需要在每个电源管理器上加一条以太网线，布线和安装工作量非常大，安全性也差，且无法实现集中遥控；特别是对一些无人区域和忘记关闭电源的情况，不能及时地进行处理，不能达到节能的效果；此外，还有一些附属楼宇自动化系统的电源控制系统，采用特定的协议，这类系统虽然功能丰富，但是规模庞大，安装调试复杂，必须由专业技术人员施工且价格昂贵。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电力线远程控制电源的智能节电系统及其控制方法，能够解决现有技术中存在的布线难度高和安全性差的问题。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]一方面，本发明提供了一种电力线远程控制电源的智能节电系统，包括:上端控制机、电源控制器和电源管理器，其中，所述上端控制机，用于发送控制指令给所述电源控制器；所述电源控制器，通过通讯接口与所述上端控制机相连，通过电力线与所述电源管理器连接，用于当接收到所述上端控制机发来的控制指令后，将相应的控制指令通过电力线传送给所述电源管理器；所述电源管理器，用于接收所述电源控制器传送来的控制指令并根据接收到的控制指令设置所述电源管理器中的电源输出模块的状态。
[0006]优选地，所述电源控制器包括:开关电源模块、通讯接口、处理模块和第一电力线通讯模块，其中，
[0007]所述开关电源模块，用于给所述电源控制器提供电压和电流；
[0008]所述通讯接口，用于将上端控制机发来的控制指令传输给所述处理模块；
[0009]所述处理模块，与所述第一电力线通讯模块相连，用于当接收到所述通讯接口传来的控制指令后，将相应的控制指令转发到所述第一电力线通讯模块；
[0010]所述第一电力线通讯模块，分别与所述处理模块、电力线的火线、零线相连，用于将接收到的控制指令调制在一个载波上，并将其耦合到电力线的火线和零线，通过电力线将控制指令传输到所述电源管理器。
[0011]优选地，所述电源管理器包括:开关电源模块、第二电力线通讯模块、控制模块和电源输出模块，其中，
[0012]所述开关电源模块，用于给所述电源管理器提供电压和电流；
[0013]所述第二电力线通讯模块，分别与所述控制模块、电力线的火线、零线相连，用于接收电力线传来的经过调制的控制信号并解调出控制指令，将解调出的控制指令转发到所述控制模块；[0014]所述控制模块，分别与所述第二电力线通讯模块、所述电源输出模块相连，用于接收控制指令并根据控制指令来控制所述电源输出模块的状态；
[0015]所述电源输出模块，与所述控制模块相连。
[0016]优选地，所述电源控制器，还用于接收所述电源管理器反馈来的所述电源输出模块各接口的状态数据，所述状态数据可以是电流值、电压值、功率值和开关。
[0017]优选地，所述第一电力线通讯模块还包括第一接收单元，用于接收所述电源管理器反馈来的所述电源输出模块的状态数据，并解调出电源输出模块的状态数据，并将其转发到所述处理模块。
[0018]优选地，所述第二电力线通讯模块还包括第二发送单元，用于当接收到所述控制模块发来的电源输出模块的状态数据后，将电源输出模块的状态数据调制到一个载波上并将其耦合到电力线的火线和零线，通过电力线传输到所述电源控制器。
[0019]另一方面，本发明还提供了一种电力线远程控制电源的智能节电系统的控制方法，包括:上端控制机发送控制指令给电源控制器；所述电源控制器通过通讯接口接收控制指令后通过电力线将控制指令传输给电源管理器；电源管理器接收到控制指令后根据控制指令来设置所述电源管理器中的电源输出模块的状态。
[0020]优选地，所述电源控制器接收到控制指令后通过电力线将控制指令传输给电源管理器的具体步骤包括:处理模块将控制指令转发到第一电力线通讯模块；所述第一电力线通讯模块将控制指令调制到一个载波上并将其耦合到电力线的火线和零线；将调制后的控制信号通过电力线传输到电源管理器中的第二电力线通讯模块。
[0021]优选地，所述电源管理器接收到控制指令后根据控制指令来设置所述电源管理器中的电源输出模块的状态的具体步骤包括:所述第二电力线通讯模块接收控制信号并解调出控制指令；将解调出的控制指令转发到控制模块；所述控制模块根据控制指令来设置所述电源输出模块的状态。
[0022]优选地，当控制指令为查询所述电源输出模块状态指令时，还包括:所述控制模块将电源输出模块的状态数据发送到所述第二电力线通讯模块；所述第二电力线通讯模块将电源输出模块的状态数据调制后耦合到电力线的火线和零线；将调制后的电源输出模块的状态数据通过电力线传输到所述第一电力线通讯模块；将接收到的电源输出模块的状态数据进行解调并将其转发到所述处理模块；所述处理模块通过通讯接口将电源输出模块的状态数据传输到上端控制机。
[0023]本发明的技术效果:该系统利用了电力线通讯模块对上端控制机发来的控制指令进行调制、耦合到电力线的火线和零线，通过电力线来传输控制指令，电力线通讯模块从电力线中取出经过调制的控制指令，并解调出控制指令，执行相应的操作。同时，上端控制机发出的控制指令包含有查询电源输出模块状态指令，电源管理器还可以将电源输出模块的状态反馈给电源控制器。控制指令通过电力线传输，可以很容易地对电源管理器进行远程控制和状态查询，降低了布线的难度，为实现灯光的智能控制提供了方便，特别是针对一些事先没有布置网线的现有建筑，进行电源管理器的智能化改造提供了可能。同时，对一些无人区域和忘记关闭的电源实行远程关闭处理，达到了节能的效果。
【专利附图】
【附图说明】[0024]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0025]图1示出了根据本发明实施例的电力线远程控制电源的智能节电系统示意图；
[0026]图2示出了根据本发明实施例的电源控制器结构示意图；
[0027]图3示出了根据本发明实施例的电源管理器结构示意图；
[0028]图4示出了根据本发明的另一实施例的电力线远程控制电源的智能节电系统结构示意图；
[0029]图5示出了根据本发明的又一实施例的电力线远程控制电源的智能节电系统结构示意图；
[0030]图6示出了根据本发明的实施例的电力线远程控制电源的智能节电系统的控制方法的流程图；
[0031]图7示出了根据本发明的另一实施例的电力线远程控制电源的智能节电系统的控制方法的流程图；
[0032]图8示出了根据本发明的实施例的电力线远程控制电源的智能节电系统的控制方法的具体处理流程图。
【具体实施方式】
[0033]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
[0034]图1示出了根据本发明的实施例的电力线远程控制电源的智能节电系统示意图。如图1所示，该系统包括:上端控制机10、电源控制器20和电源管理器30，其中，
[0035]上端控制机10，用于发送控制指令给电源控制器20 ;比如上端控制机10可以为PC机、服务器或控制设备等，本发明实施例对此不做限定。
[0036]电源控制器20，通过通讯接口与上端控制机10相连，通过电力线与电源管理器30连接，用于当接收到上端控制机10发来的控制指令后，将相应的控制指令通过电力线传送给电源管理器30;
[0037]电源管理器30，用于接收电源控制器20传送来的控制指令并根据接收到的控制指令设置电源管理器中的电源输出模块的状态。
[0038]图2示出了根据本发明的实施例的电源控制器的结构示意图。如图2所示，电源控制器20包括，开关电源模202、通讯接口 204、处理模块206和第一电力线通讯模块208，其中，
[0039]开关电源模块202，用于给电源控制器20提供电压和电流；
[0040]通讯接口 204，用于将上端控制机10发来的控制指令传输给处理模块206 ;例如，通讯接口 204可以为以太网、串口、USB接口或控制器局域网(Canbus )其中的一种，本发明的实施例对此不做限定。
[0041]处理模块206，与第一电力线通讯模块208相连，用于当接收到通讯接口 204传来的控制指令后，将相应的控制指令转发到第一电力线通讯模块208 ；
[0042]第一电力线通讯模块208，分别与处理模块206、电力线的火线、零线相连，用于将接收到的控制指令调制在一个载波上，并将其耦合到电力线的火线和零线，通过电力线将控制指令传输到电源管理器30。[0043]图3示出了根据本发明的实施例的电源管理器的结构示意图。如图3所示，电源管理器30,包括:开关电源模，302、第二电力线通讯模块304、控制模块306和电源输出模块308，其中，
[0044]开关电源模块302，用于给电源管理器30提供电压和电流；
[0045]第二电力线通讯模块304，分别与控制模块306、电力线的火线、零线相连，用于接收电力线传来的经过调制的控制信号并解调出控制指令，将解调出的控制指令转发到控制模块306 ；
[0046]控制模块306，分别与第二电力线通讯模块304、电源输出模块308相连，用于接收控制指令并根据控制指令来控制电源输出模块308的状态；
[0047]电源输出模块308，与控制模块306相连，所述电源输出模块可以是我们日常生活中所熟悉的电源。
[0048]图4示出了根据本发明的另一实施例的电力线远程控制电源的智能节电系统结构示意图，如图4所示，该系统包括，上端控制机10、电源控制器20和电源管理器30，特别的，第一电力线通讯模块208还包括第一接收单元2082 ;第二电力线通讯模块304还包括第二发送单元2042 ;上端控制机10发出控制指令，通过通讯接口 204将控制指令发送到处理模块206，处理模块206将控制指令转发到第一电力线通讯模块208，第一电力线通讯模块208将接收到的控制指令调制到一个载波上，并将其耦合到电力线的火线和零线，通过电力线将控制指令传输到第二电力线通讯模块304，第二电力线通讯模块304接收电力线传来的经过调制的控制信号并解调出控制指令，将解调出的控制指令转发到控制模块306，控制模块306根据控制指令来控制电源输出模块308的状态，例如，控制指令为关闭或开启电源输出模块308，控制模块306根据控制指令来控制电源输出模块308的开或关状态。
[0049]当上端控制机10发出的控制指令为查询电源输出模块308的状态时，控制模块306将电源输出模块308各接口相应的状态数据(电流值、电压值、功率值和开关)发送给第二电力线通讯模块204中的第二发送单元2042，第二发送单元2042将接收到的电源输出模块308的状态数据调制到一个载波上，并将其耦合到电力线的火线和零线，通过电力线将灯光状态数据传输到第一电力线通讯模块208中的第一接收单元2082，第一接收单元2082将电源输出模块308的状态数据解调出来并转发给处理模块206，处理模块206通过通讯接口 204将电源输出模块308的状态数据传输到上端控制机10。
[0050]在本发明的实施例中，利用了电力线通讯模块对上端控制机发来的控制指令进行调制、耦合到电力线的火线和零线，通过电力线来传输控制指令，电力线通讯模块从电力线中取出经过调制的控制指令，并解调出控制指令，执行相应的操作。同时，上端控制机发出的控制指令包含有查询电源状态指令，电源管理器还可以将电源的状态反馈给电源控制器。控制指令通过电力线传输，可以很容易地对电源管理器进行远程控制和状态查询，降低了布线的难度，为实现电源的智能控制提供了方便，特别是针对一些事先没有布置网线的现有建筑，进行电源的智能化改造提供了可能。同时，对一些无人区域和忘记关闭的电源实行远程关闭处理，达到了节能的效果。
[0051]图5示出了根据本发明的又一实施例的电力线远程控制电源的智能节电系统结构示意图，如图5所示，本系统还可以用一个电源控制器20控制多个电源管理器30，具体实施时，可以为每个电源管理器30配置一个ID号，每个电源管理器30只有收到的ID号与本电源管理器30的ID号匹配才根据发来的控制指令执行相应的操作，即控制模块306根据控制指令来控制电源输出模块308的开启或关闭状态；如果控制指令为查询电源输出模块308状态的指令，控制模块306将电源输出模块308各接口的电流、电压、功率和开关状态发送到第二电力线通讯模块304，再由第二电力线通讯模块304将其调制后耦合到电力线的火线和零线，通过电力线传输到电源控制器20，最后再由通讯端口 204将电源的状态数据传输到上端控制机10。
[0052]在本发明的实施例中，利用了一个电源控制器控制多个电源管理器，电力线通讯模块对上端控制机发来的控制指令进行调制、耦合到电力线的火线和零线，通过电力线来传输控制指令，电力线通讯模块从电力线中取出经过调制的控制指令，并解调出控制指令，执行相应的操作。同时，上端控制机发出的控制指令包含有查询电源状态指令，电源管理器还可以将电源的状态反馈给电源控制器。实现了单独控制和查询每个电源管理器的状态，提高了工作效率。同时，对一些无人区域和忘记关闭的电源实行远程关闭处理，达到了节能的效果。
[0053]图6示出了根据本发明的实施例的电力线远程控制电源的智能节电系统的控制方法的流程图；如图6所示，该方法包括:
[0054]步骤S601，上端控制机发送控制指令给电源控制器；例如，控制指令为控制电源输出模块的开、关或查询电源输出模块的状态指令。
[0055]步骤S602，电源控制器通过通讯接口接收控制指令后通过电力线将控制指令传输给电源管理器；
[0056]步骤S603，电源管理器接收到控制指令后根据控制指令来设置所述电源管理器中的电源输出模块的状态(开或关)。
[0057]具体地，所述电源控制器接收到控制指令后通过电力线将控制指令传输给电源管理器的具体步骤包括:
[0058]步骤S602-1，处理模块将控制指令转发到第一电力线通讯模块；
[0059]步骤S602-2，第一电力线通讯模块将控制指令调制到一个载波上并将其耦合到电力线的火线和零线；
[0060]步骤S602-3，将调制后的控制信号通过电力线传输到电源管理器中的第二电力线通讯模块。
[0061]具体地，所述电源管理器接收到控制指令后根据控制指令来设置所述电源管理器中的电源输出模块的状态的具体步骤包括:
[0062]步骤S603-1，第二电力线通讯模块接收控制信号并解调出控制指令；
[0063]步骤S603-2，将解调出的控制指令转发到控制模块；
[0064]步骤S603-3，控制模块根据控制指令来设置所述电源输出模块的状态(开或关)。
[0065]图7示出了根据本发明的另一实施例的电力线远程控制电源的智能节电系统的控制方法的流程图；如图7所示，当图6中的步骤S601，上端控制机发送的控制指令为查询电源输出模块的状态指令时，该方法包括:
[0066]步骤S701同步骤S601 ；
[0067]步骤S702-步骤 S704 同步骤 S602-1-步骤 S602-3 ；
[0068]步骤S705-步骤 S706 同步骤 S603-1-步骤 S603-2 ；[0069]以上步骤在此不再赘述；
[0070]步骤S707，控制模块将电源输出模块的状态数据(电流值、电压值、功率值和开关)发送到第二电力线通讯模块；
[0071]步骤S708，第二电力线通讯模块将电源输出模块的状态数据调制后耦合到电力线的火线和零线；
[0072]步骤S709，将调制后的电源输出模块的状态数据通过电力线传输到第一电力线通讯模块；
[0073]步骤S710，将接收到的电源输出模块的状态数据进行解调并将其转发到处理模块；
[0074]步骤S711，处理模块通过通讯接口将电源输出模块的状态数据传输到上端控制机。
[0075]图8示出了根据本发明的实施例的电力线远程控制电源的智能节电系统的控制方法的具体处理流程图，如图8所示，包括以下步骤:
[0076]步骤S801，通讯接口接收到控制指令？若是，执行步骤S802，若否，返回开始；
[0077]步骤S802，处理模块接收控制指令；
[0078]步骤S803，将控制指令转发到第一电力线通讯模块；
[0079]步骤S804，第二电力线通讯模块接收到控制指令；若控制指令为设置电源状态指令，执行步骤S805，若控制指令为查询电源状态指令，则执行步骤S806 ；
[0080]步骤S805，设置电源管理器中的电源输出模块的状态；
[0081]步骤S806，将电源状态数据发送到第二电力线通讯模块；
[0082]步骤S807，第一电力线通讯模块接收到电源状态数据；
[0083]步骤S808，将电源状态数据转发到处理模块；
[0084]步骤S809，将电源状态数据传输到上端控制机。
[0085]从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
[0086](I)利用了电力线通讯模块对上端控制机发来的控制指令进行调制、耦合到电力线的火线和零线，通过电力线来传输控制指令，电力线通讯模块从电力线中取出经过调制的控制指令，并解调出控制指令，执行相应的操作。控制指令通过电力线传输，可以很容易地对电源进行远程控制，降低了布线的难度，为实现电源的智能控制提供了方便，特别是针对一些事先没有布置网线的现有建筑，进行电源的智能化改造提供了可能。
[0087](2)由于上端控制机发出的控制指令包含有查询电源状态指令，电源管理器还可以将电源的状态反馈给电源控制器。可以方便地查询电源的状态，对一些无人区域和忘记关闭的电源实行远程查询、关闭处理，达到了节能的效果。
[0088]( 3)本发明还可以利用一个电源控制器控制多个电源管理器，实现了每个电源管理器的单独控制。
[0089]显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0090]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电力线远程控制电源的智能节电系统，其特征在于，包括: 上端控制机、电源控制器和电源管理器，其中， 所述上端控制机，用于发送控制指令给所述电源控制器； 所述电源控制器，通过通讯接口与所述上端控制机相连， 通过电力线与所述电源管理器连接，用于当接收到所述上端控制机发来的控制指令后，将相应的控制指令通过电力线传送给所述电源管理器； 所述电源管理器，用于接收所述电源控制器传送来的控制指令并根据接收到的控制指令设置所述电源管理器中的电源输出模块的状态。
2.根据权利要求1所述的一种电力线远程控制电源的智能节电系统，其特征在于，所述电源控制器包括:开关电源模块、通讯接口、处理模块和第一电力线通讯模块，其中， 所述开关电源模块，用于给所述电源控制器提供电压和电流； 所述通讯接口，用于将上端控制机发来的控制指令传输给所述处理模块； 所述处理模块，与所述第一电力线通讯模块相连，用于当接收到所述通讯接口传来的控制指令后，将相应的控制指令转发到所述第一电力线通讯模块； 所述第一电力线通讯模块，分别与所述处理模块、电力线的火线、零线相连，用于将接收到的控制指令调制在一个载波上，并将其耦合到电力线的火线和零线，通过电力线将控制指令传输到所述电源管理器。
3.根据权利要求1所述的一种电力线远程控制电源的智能节电系统，其特征在于，所述电源管理器包括:开关电源模块、第二电力线通讯模块、控制模块和电源输出模块，其中， 所述开关电源模块，用于给所述电源管理器提供电压和电流； 所述第二电力线通讯模块，分别与所述控制模块、电力线的火线、零线相连，用于接收电力线传来的经过调制的控制信号并解调出控制指令，将解调出的控制指令转发到所述控制丰旲块; 所述控制模块，分别与所述第二电力线通讯模块、所述电源输出模块相连，用于接收控制指令并根据控制指令来控制所述电源输出模块的状态； 所述电源输出模块，与所述控制模块相连。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种电力线远程控制电源的智能节电系统，其特征在于，所述电源控制器，还用于接收所述电源管理器反馈来的所述电源输出模块各接口的状态数据，所述状态数据为电流值、电压值、功率值和开关。
5.根据权利要求2或4所述的一种电力线远程控制电源的智能节电系统，其特征在于，所述第一电力线通讯模块还包括，第一接收单元，用于接收所述电源管理器反馈来的所述电源输出模块的状态数据，并解调出电源输出模块的状态数据，并将其转发到所述处理模块。
6.根据权利要求3或4所述的一种电力线远程控制电源的智能节电系统，其特征在于，所述第二电力线通讯模块还包括，第二发送单元，用于当接收到所述控制模块发来的电源输出模块的状态数据后，将电源输出模块的状态数据调制到一个载波上并将其耦合到电力线的火线和零线，通过电力线传输到所述电源控制器。
7.一种电力线远程控制电源的智能节电系统的控制方法，其特征在于，包括: 上端控制机发送控制指令给电源控制器；所述电源控制器通过通讯接口接收控制指令后通过电力线将控制指令传输给电源管理器； 所述电源管理器接收到控制指令后根据控制指令来设置所述电源管理器中的电源输出模块的状态。
8.根据权利要求7所述的一种电力线远程控制电源的智能节电系统的控制方法，其特征在于，所述电源控制器接收到控制指令后通过电力线将控制指令传输给电源管理器的具体步骤包括: 处理模块将控制指令转发到第一电力线通讯模块； 所述第一电力线通讯模块将控制指令调制到一个载波上并将其耦合到电力线的火线和零线； 将调制后的控制信号通过电力线传输到电源管理器中的第二电力线通讯模块。
9.根据权利要求7或8所述的一种电力线远程控制电源的智能节电系统的控制方法，其特征在于，所述电源管理器接收到控制指令后根据控制指令来设置所述电源管理器中的电源输出模块的状态的具体步骤包括: 所述第二电力线通讯模块接收控制信号并解调出控制指令； 将解调出的控制指令转发到控制模块； 所述控制模块根据控制指令来设置所述电源输出模块的状态。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的一种电力线远程控制电源的智能节电系统的控制方法，其特征在于，当控制指令为查询所述电源输出模块状态指令时，还包括: 所述控制模块将电源输出模块的状态数据发送到所述第二电力线通讯模块； 所述第二电力线通讯模块将电源输出模块的状态数据调制后耦合到电力线的火线和零线； 将调制后的电源输出模块的状态数据通过电力线传输到所述第一电力线通讯模块； 将接收到的电源输出模块的状态数据进行解调并将其转发到所述处理模块； 所述处理模块通过通讯接口将电源输出模块的状态数据传输到上端控制机。
【文档编号】H02J13/00GK103545918SQ201210241443
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月12日 优先权日:2012年7月12日
【发明者】黄喜荣 申请人:北京同步科技有限公司