專利名稱：基于實時電價的家用電器控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于實時電價的家用電器控制裝置及其控制方法，該裝置可實現(xiàn) 對電力企業(yè)發(fā)布的實時電價的存儲和對家用電器的智能控制，用于加強對居民對實時電價 的把握，從而實現(xiàn)居民智能用電、減少電費支出。
背景技術(shù)：
我國的電力系統(tǒng)白天和夜間是一樣發(fā)電的，但實際上白天的負荷比夜間的負荷大 很多。在白天用電高峰時，電網(wǎng)的壓力往往會加大，存在隱患；而到了夜間用電低谷時，電力 資源的浪費又很嚴重。為了保證高峰負荷，電力系統(tǒng)就要付出高昂的代價。智能用電實現(xiàn) “削峰填谷”所帶來的資源節(jié)約和能效提高的價值是巨大的。先進的智能用電技術(shù)及應(yīng)用的 推廣普及，是智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵組成部分。利用價格杠桿調(diào)節(jié)客戶合理用電，可以緩解用電緊張局面，同時也可以使電力消 費更趨合理。目前已經(jīng)有一些國家和地區(qū)開始實施分時電價。這些國家和地區(qū)的通常作法 是，將電價根據(jù)時段分為二個標準，分為白天電價和夜間電價，從實施效果來說，達到了預(yù) 定目標。然而，分時電價并不是智能電網(wǎng)要實現(xiàn)的終極目標。未來，國家可能會根據(jù)電網(wǎng)的 負荷情況等，發(fā)布實時電價。因此，采取有效的控制裝置，對每天發(fā)布的電價進行存儲，用戶 對往日電價進行查看后有個參考對象，從而可以指導(dǎo)用戶進行合理的用電，減少電費的支 出。在負荷設(shè)備端加入接收機控制裝置，配合互動終端實現(xiàn)電器的智能控制，即當(dāng)實時電價 較低時，電器可以自動開啟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對發(fā)布實時電價提供一種基于實時電價的家用電器控制裝置。該 裝置的特點是操作方便，價格便宜，適合居民使用。本發(fā)明的另一目的是提供一種基于實時電價的家用電器控制方法。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明是基于實時電價的家用電器控制裝置，其特征在于互動終端包括藍牙、微處理 器、數(shù)據(jù)存儲器，LCD顯示模塊和按鍵模塊，微處理器的輸出端依次串接藍牙、數(shù)據(jù)存儲器、 IXD顯示模塊，按鍵模塊的輸出端接微處理器的輸入端；接收機包括藍牙、微處理器、開關(guān) 插座驅(qū)動，微處理器的輸入端接藍牙的輸出端，微處理器的輸出端接開關(guān)插座驅(qū)動電路的 輸入端?；趯崟r電價的家用電器控制裝置的控制方法，其特征在于包括如下步驟
a.)當(dāng)電力企業(yè)發(fā)布實時電價，所述控制裝置的互動終端通過微處理器將各時段的電 價以天為單位在數(shù)據(jù)存儲器中進行存儲；
b.)用戶使用電器時，首先通過互動終端的按鍵和LCD查看前一(兩)天各時段的電價， 選擇電價較低的時段為控制裝置互動終端的工作時段，并根據(jù)參考電價設(shè)定一個最高可接 受的電價值；c.)到達工作時間，互動終端的微處理器比較當(dāng)前電價和設(shè)定電價的大小，若當(dāng)前電價 低于設(shè)定電價值，互動終端的藍牙模塊則與接收機端藍牙模塊實現(xiàn)通信；
d.)接收機端的藍牙接收到信號后，微處理器通過控制指令接通開關(guān)插座驅(qū)動電路，即 繼電器閉合、電器接通電源開始工作。將所述接收機裝置放置于電器設(shè)備端。本發(fā)明本裝置能給居民帶來以下的便利
(1)控制裝置的互動終端能夠存儲電力企業(yè)實時發(fā)布的電價，居民用戶可以方便對前 一段時間每天的電價進行查詢，獲得客觀有效的參考依據(jù)，從而選擇合適的用電時間；
(2)居民用戶完成控制方法所述的a、b兩個步驟后，即選擇電器的工作時間、設(shè)定最高 可接受的電價值后，用戶就可以從事其他工作，提高生活效率。電器將按照控制步驟自動工 作；
(3)居民用戶選擇操作性較強。用戶有了前面每天的實時電價作參考，可以根據(jù)需要靈 活地設(shè)定電器的工作時間及其最高可接受電價值；
(4)順應(yīng)現(xiàn)代智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢，實現(xiàn)居民用戶智能化用電；
(5)系統(tǒng)的互動終端與接收機之間是通過藍牙模塊進行通信的，代替了傳統(tǒng)的有線傳 輸。從而無須重新布線，控制裝置易于安裝維護。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為開關(guān)插座驅(qū)動電路圖。圖3為本發(fā)明的工作流程圖。圖4為本發(fā)明的控制流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明
本發(fā)明是基于實時電價的家用電器控制裝置，包括互動終端和接收機模塊，其中互動 終端包括藍牙模塊、微處理器(型號AT89S52)、數(shù)據(jù)存儲器(型號ATMC64芯片)，微處理器 的輸出端依次串接藍牙模塊、數(shù)據(jù)存儲器；接收機包括藍牙模塊、微處理器、開關(guān)插座驅(qū)動， 微處理器與藍牙模塊連接，微處理器的輸出端接開關(guān)插座驅(qū)動電路的輸入端。互動終端還 包括IXD顯示模塊和按鍵模塊，IXD顯示模塊的輸入端接微處理器的輸出端，按鍵模塊的輸 出端接微處理器的輸入端。按鍵模塊用戶通過按鍵輸入具體的某一天，以獲得當(dāng)天各時段的實時電價，還需 要通過按鍵輸入電器工作時間和最高可接受電價值。微處理器(MCU)互動終端的微處理器(1)讀取電力企業(yè)發(fā)布的實時電價并將其 以天為單位在數(shù)據(jù)存儲器中進行存儲。(2)讀取用戶設(shè)定的電器工作時間和最高可接受電 價值。(3)到工作時間時比較實時電價與用戶設(shè)定的最高可接受電價值的大小。(4)當(dāng)實 時電價低于最高可接受電價值時向藍牙模塊發(fā)送啟動電源信號。接收機的微處理器接收機的藍牙模塊將啟動電源信號輸出至微處理器，微處理 器通過控制指令使繼電器閉合，電源接通、電器開始工作。微處理器均采用Atmel公司的 AT89S52單片機。
IXD顯示IXD用于顯示日期和時間、當(dāng)前的電價、用戶要查詢的某一天各時段的 實時電價等。藍牙模塊系統(tǒng)的互動終端與接收機之間是通過藍牙模塊進行通信的，代替了傳 統(tǒng)的有線傳輸。在互動終端用于接收微處理器發(fā)出的信號，并向接收機端發(fā)送信號；在 接收機端微處理器通過藍牙模塊接收互動終端的信號。我們采用愛立信公司的藍牙模塊 R0K101008實現(xiàn)室內(nèi)的無線通信。開關(guān)插座驅(qū)動模塊開關(guān)插座驅(qū)動電路如圖2所示，主要包括三極管Qkl、Qk2、電 容和繼電器。開關(guān)插座驅(qū)動電路與微處理器I/O 口連接，當(dāng)接收機的藍牙模塊接收到互動 終端開啟電源的信號時，I/O 口為高電平，則三極管Qkl導(dǎo)通，其集電極回路有電流存在， Qk2導(dǎo)通，Qk2的集電極回路成為通路，給繼電器提供工作電壓，繼電器吸合，插座通電，從 而接通家用電器的電源。目前，家用智能電表具有顯示實時電價的功能。圖1中互動終端與智能電表連接， 當(dāng)電表接收到電力企業(yè)發(fā)布的實時電價，即實時電價發(fā)生更新時，互動終端的微處理器產(chǎn) 生中斷，將時間數(shù)據(jù)連同具體的電價數(shù)據(jù)以天為單位存儲到數(shù)據(jù)存儲器里面，數(shù)據(jù)存儲器 擁有至少能存儲15天電價的容量。居民用戶可以通過按鍵和LCD顯示來查詢前面每天的 實時電價，并通過按鍵設(shè)定最高可接受電價值。接收機與電器設(shè)備的插座連接，當(dāng)接收機的 微處理器接收到互動終端開啟電源的信號，令開關(guān)插座驅(qū)動電路成為通路，給繼電器提供 工作電壓，繼電器吸合，插座通電，從而接通家用電器的電源?；咏K端與接收機不直接相 連，而是通過藍牙模塊進行通信的。藍牙IOm的工作距離可以很好地滿足家庭無線通信的 需求。由于工作在2. 4GHz的ISM開放頻段所以無須申請許可證。采用每秒1600跳的快 跳頻技術(shù)，因而擁有很好的抗干擾能力。下面通過洗衣機為例來說明本案中家用電器控制裝置和控制方法的實現(xiàn)
本發(fā)明用戶的具體工作過程如圖3所示。當(dāng)用戶要洗衣服，用戶只需將臟衣服放入 洗衣機中，并加入適量的洗衣粉。用戶打開互動終端LCD顯示屏，顯示當(dāng)前的日期、時間和 當(dāng)前的電價(2011年1月14日星期五，21:32，當(dāng)前電價0. 85)。接著查看昨天各時段的 實時電價(通過按鍵輸入2011年1月13日，LCD顯示01:00-02:00 0.42，02:00-02:45 0. 45，02:45-03:50 0.3,03:50-06:30 0.5 …)。通過查詢發(fā)現(xiàn) 02 45-03 50 時段的電價 最低，則可以選擇該時段為洗衣機的工作時段，并通過按鍵設(shè)定最高可接受電價值(工作時 段02:45-03:50，設(shè)定電價0. 36)。本發(fā)明的控制流程如圖4所示。到工作時間(02:45)時，互動終端將實時電價與最高可接受電價值在微處理器內(nèi) 進行比較，若實時電價低于設(shè)定電價值，微處理器通過控制指令實現(xiàn)互動終端藍牙與接收 機藍牙之間的通信，接收機的微處理器接收到信號后，令開關(guān)插座驅(qū)動電路成為通路，繼電 器吸合，插座通電，從而接通洗衣機的電源。若實時電價高于設(shè)定電價值，則互動終端與接 收機之間不進行通信，開關(guān)驅(qū)動電路斷路，洗衣機不工作。微處理器處于等待狀態(tài)，直到實 時電價低于設(shè)定電價值。該系統(tǒng)主要應(yīng)用目的在于居民用戶以前面幾天的實時電價作參考，實現(xiàn)智能 用電、減少電費支出。因此必須要有有效的掉電保護功能，掉電保護主要用于防止系統(tǒng)突然 斷電造成數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)數(shù)據(jù)丟失。為了保證掉電后存儲的電價數(shù)據(jù)不會丟失，本發(fā)明采用 AT24C64芯片為核心的數(shù)據(jù)存儲器，該芯片具有IIC總線接口，掉電后數(shù)據(jù)不會丟失，而且有足夠的容量來存儲15天的電價。
權(quán)利要求
1.一種基于實時電價的家用電器控制裝置，其特征在于互動終端包括藍牙、微處理器、 數(shù)據(jù)存儲器，微處理器的輸出端依次串接藍牙、數(shù)據(jù)存儲器；接收機包括藍牙、微處理器、開 關(guān)插座驅(qū)動，微處理器的輸入端接藍牙的輸出端，微處理器的輸出端接開關(guān)插座驅(qū)動電路 的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時電價的家用電器控制裝置，其特征在于在互動終端 還包括IXD顯示模塊和按鍵模塊，IXD顯示模塊的輸入端接微處理器的輸出端，按鍵模塊的 輸出端接微處理器的輸入端。
3.一種基于實時電價的家用電器控制裝置的控制方法，其特征在于包括如下步驟a.)當(dāng)電力企業(yè)發(fā)布實時電價，所述控制裝置的互動終端通過微處理器將各時段的電 價以天為單位在數(shù)據(jù)存儲器中進行自動存儲；b.)用戶使用電器時，首先通過互動終端的按鍵和LCD查看前幾天各時段的電價，選擇 電價較低的時段為控制裝置互動終端的工作時段，并根據(jù)參考電價設(shè)定一個最高可接受的 電價值；c.)當(dāng)?shù)竭_工作時間時，互動終端的微處理器自動比較當(dāng)前電價和設(shè)定電價的大小，若 當(dāng)前電價低于設(shè)定電價值，互動終端的藍牙模塊則與接收機端的藍牙模塊實現(xiàn)通信；d.)接收機端的藍牙接收到信號后，微處理器通過控制指令接通開關(guān)插座驅(qū)動電路，即 繼電器閉合、電器接通電源開始工作將所述接收機裝置放置于電器設(shè)備端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于基于實時電價的家用電器控制裝置的控制方法，其特征在于將所述接收機裝置放置于電器設(shè)備端。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種基于實時電價的家用電器控制裝置及其控制方法，屬于智能用電系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括互動終端和接收機，其中互動終端包括微處理器、按鍵、LCD顯示、數(shù)據(jù)存儲器、藍牙模塊、電源；接收機包括微處理器、藍牙模塊、開關(guān)插座驅(qū)動。該方法當(dāng)電力企業(yè)發(fā)布實時電價，用戶通過互動終端可以參考前幾天具體的實時電價，選出電價較低的時段，設(shè)定該時段為互動終端的工作時段并設(shè)定電價最高可接受值，完成后用戶可以從事其它活動，當(dāng)實時電價低于最高可接受電價值時，電器設(shè)備端的接收機接通電器電源，電器開始工作。本發(fā)明針對性強，應(yīng)用較為簡單，對于指導(dǎo)居民智能用電、減少電費支出具有較強的實際意義。
文檔編號G05B19/02GK102141782SQ20111002833
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者侍必勝, 羅琦 申請人:南京信息工程大學(xué)