專利名稱：直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電器控制裝置，特別是涉及一種直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，可以實現(xiàn)遠程管理多種控制模式。
背景技術：
隨著社會科技的不斷進步和發(fā)展，人們的物質文化生活水平極大提高，居住、辦公環(huán)境得到極大改善。家庭、工廠以及商務辦公場所隨處可見空調、電視、冰箱、音響等用電設備。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，有限地球資源的短缺現(xiàn)象逐漸備受關注，引發(fā)了世界范圍的低碳環(huán)保、節(jié)能和節(jié)約風潮。節(jié)約用水、節(jié)約用電也成為公眾的基本意識。但目前，尤其是一些大的工廠和辦公場所，由于人員多，管理資源有限，因此常常會使一些辦公和家用電器的空負荷或超負荷運轉，造成資源的無謂浪費，或者在一些中央空調集中供暖或制冷的計量計費場所，存在管理漏區(qū)，會造成能源浪費，或者引起供求雙方之間的矛盾。為此，中國實用新型專利ZL 20102(^96160. 2 (公告號CN201766M7 U，授權公告日2011年3月16日)提出了一種多功能節(jié)能插座，能夠使家用電器在待機狀態(tài)下自動切斷電源，避免電力能源的浪費。但是其功能比較單一，使用范圍受限。其他諸如保護電插板， 改變功率因數(shù)插座之類的技術方案，在新一代電表面前沒有用處。因此，為了更加方便可靠的實現(xiàn)電器的遠程電器節(jié)能監(jiān)測，達到節(jié)約能源、降低浪費、方便使用的目的，有關技術人員一直在進行有益的探索和積極的嘗試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有產(chǎn)品和技術方案的不足，提出一種全新的電器節(jié)能監(jiān)測裝置，結構簡單，安裝使用方便，能夠安全、可靠的實現(xiàn)接入電器的節(jié)能監(jiān)測和遠程管理。本發(fā)明所采用的技術方案
一種直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，包括核心處理模塊，控制模塊，檢測模塊，時鐘模塊，電源模塊以及通訊模塊，所述檢測模塊連接接入電器供電回路，實時檢測接入電器的功耗，并根據(jù)接入電器實時功耗躍變特性所對應的運行狀態(tài)進行識別，檢測模塊輸出信號接入核心處理模塊，所述時鐘模塊與核心處理模塊對應端口相連，所述核心處理模塊通過時鐘模塊對接入電器運行狀態(tài)及功耗進行監(jiān)測、計量、分析和分時管理，所述控制模塊的控制繼電器輸入輸出端連接接入電器供電回路，所述控制模塊的控制繼電器驅動電路連接核心處理模塊，所述通訊模塊與核心處理模塊的通訊接口連接。所述的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，控制模塊設有抗浪涌防雷擊電路?？梢钥箚与娏鳑_擊，有效的抑制瞬間電流、過電壓，能夠防雷擊，進而改善用電質量，有效保護電網(wǎng)對電器帶來的不良影響。所述的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，含有現(xiàn)場溫度采集模塊和紅外遙控模塊，所述現(xiàn)場溫度采集模塊接入核心處理模塊；所述紅外遙控模塊包括發(fā)射模塊和接收模塊，所述紅外遙控模塊與核心處理模塊連接。所述的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，所述檢測模塊電流信號采集采用電流互感器，所述電流互感器輸出電流信號經(jīng)整流電路整流后接入信號放大器，所述信號放大器輸出信號經(jīng)濾波處理后耦合A/D轉換器，所述A/D轉換器輸出信號經(jīng)數(shù)據(jù)處理電路接入核心處理模塊。所述的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，設有門窗監(jiān)測模塊，所述門窗監(jiān)測模塊連接核心處理模塊，所述門窗監(jiān)測模塊以開關量輸入有線連接CPU模塊，或者以嵌入無線模塊實現(xiàn)各個檢測點的狀態(tài)無線采集。所述的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，其特征是含有機械或電氣防脫離機構，所述電氣防脫離機構為插頭接入觸發(fā)開關。插頭接入正常時輸出確認信號，可以用來判斷電器狀態(tài)。本發(fā)明的有益積極效果
1、本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，使用時電源入端直接插入供電插座或連接電源， 電源出端(提供供電電源)連接接入電器，在線對接入電器進行電器節(jié)能監(jiān)測管理，使用方便，不存在施工問題，不會產(chǎn)生其它費用。可根據(jù)不同的應用需求，實現(xiàn)多種控制邏輯，滿足不同的應用需求，應用范圍廣。設計無線和有線通訊接口，方便實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，方便實現(xiàn)電器的集中管理和控制。2、本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，控制模塊設有抗浪涌防雷擊電路，可以抗啟動沖擊和防雷，能夠有效的抑制瞬間電流、過電壓沖擊，進而改善用電質量，避免電器的因電網(wǎng)原因或因受雷擊而出現(xiàn)損壞。3、本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，功能多樣，使用范圍廣，可以實現(xiàn)累計時間自動控制，日歷時鐘自動分時控制，預付費用余額自動控制，溫度自動控制等幾種控制模式， 可采用一種或多種組合控制。


圖1 本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置基本組成方框圖； 圖2 本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置擴展模塊及組成方框圖； 圖3 本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置檢測模塊框圖4 本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置核心CPU模塊結構示意圖； 圖5中(a)、(b)構成本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置控制模塊； 圖6 本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置時鐘模塊結構示意圖； 圖7中(a)、(b)分別為直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置按鍵和蜂鳴器電路； 圖8 本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置電流采集電路原理圖； 圖9 本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置存儲模塊電路原理圖； 圖10 本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置通訊模塊電路原理圖； 圖11 本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置控制邏輯示意圖之一； 圖12 本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置控制邏輯示意圖之二 ； 圖13 本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置檢測邏輯示意圖。
具體實施例方式實施例一參見圖1、圖2、圖3。本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，包括核心處理模塊，控制模塊，檢測模塊，時鐘模塊，電源模塊以及通訊模塊，所述檢測模塊連接接入電器供電回路，實時檢測接入電器的功耗，并根據(jù)接入電器實時功耗躍變特性所對應的運行狀態(tài)進行識別，檢測模塊輸出信號接入核心處理模塊，所述時鐘模塊與核心處理模塊對應端口相連，所述核心處理模塊通過時鐘模塊對接入電器運行狀態(tài)及功耗進行監(jiān)測、計量、分析和分時管理，所述控制模塊的控制繼電器輸入輸出端連接接入電器供電回路，所述控制模塊的控制繼電器驅動電路連接核心處理模塊，所述通訊模塊與核心處理模塊的通訊接口連接。圖4為本發(fā)明電器節(jié)能監(jiān)測裝置核心CPU模塊結構示意圖。圖5中(a)、(b)為控制模塊結構示意圖，控制輸入采用繼電器或接觸器，具有過電流大，工作穩(wěn)定特點。圖6為時鐘模塊結構示意圖；圖7為按鍵和蜂鳴器電路原理圖；圖9 為存儲模塊電路原理圖；圖10為通訊模塊電路原理圖，可以選擇無線或有線通訊方式實現(xiàn)遠程集中管理。有線通訊方式可采用RS485，CAN，MBUS等，無線通訊方式可以采用ZIGBEE、 射頻等，一般采用如2. 4GHz,433Hz等免費頻段。實施例二 參見圖3，圖8。本實施例的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，在實施例一的基礎上，具體提出一種檢測模塊結構。所述檢測模塊采用電流互感器采集電流信號，所述電流互感器輸出電流信號經(jīng)整流電路整流后接入信號放大器，所述信號放大器輸出信號經(jīng)濾波處理后耦合A/D轉換器，所述A/D轉換器輸出信號經(jīng)數(shù)據(jù)處理電路接入核心處理模塊。圖13為核心處理模塊檢測邏輯示意圖。采集模塊通過對電器的工作電流進行采樣，通過A/D轉換的到相應的值，然后根據(jù)電流的大小判斷電器的供電工作狀態(tài)，可分為關閉(斷電)，待機，啟動工作等三種狀態(tài)，其中啟動工作根據(jù)設備分檔可以細分為更多的狀態(tài)，如一些電采暖期可分為高低兩個檔位，然后按預設的控制邏輯自動控制供電。實施例三本實施例的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，與實施例一或實施例二不同的是，裝置含有現(xiàn)場溫度采集模塊和紅外遙控模塊，所述現(xiàn)場溫度采集模塊接入核心處理模塊；所述紅外遙控模塊包括發(fā)射模塊和接收模塊，所述紅外遙控模塊與核心處理模塊連接。 通過紅外模塊實現(xiàn)對裝置的現(xiàn)場控制，通過紅外實現(xiàn)參數(shù)的輸入和采集，以及通道預置的功能。實施例四本實施例的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，與前述各實施例不同的是，設有門窗監(jiān)測模塊，所述門窗監(jiān)測模塊連接核心處理模塊，所述門窗監(jiān)測模塊以開關量輸入有線連接CPU模塊，或者以嵌入無線模塊實現(xiàn)各個檢測點的狀態(tài)無線采集。實施例五本實施例的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，與前述各實施例不同的是，控制模塊設有抗浪涌、防雷擊電路?？梢钥箚与娏鳑_擊，有效的抑制瞬間電流、過電壓、防雷穩(wěn)壓，能夠改善用電質量，有效避免電網(wǎng)對電器帶來的不良影響。實施例六本實施例的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，與前述各實施例不同的是，含有機械或電氣防脫離機構，通過選擇配置機械防脫離機構，使電器的電源插頭接入裝置后，由防脫離機構進行鎖死固定，避免用戶隨意插拔電器。所述電氣防脫離機構為插頭接入觸發(fā)開關，插頭接入正常時輸出確認信號，裝置可以以此來判斷接入電器狀態(tài)。通過配置機械保護機構，經(jīng)現(xiàn)場遙控或遠程通訊允許后，裝置背部的電源插孔才打開，電器電源插頭才可以接入裝置。本發(fā)明直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，包含電源模塊，采集模塊，控制模塊，核心處理模塊四個基本模塊，另外可擴展通訊模塊，溫度采集模塊，紅外模塊，顯示模塊，通過預置的控制邏輯實現(xiàn)控制。使用時直接插入供電插座，電器直接插入裝置；或者采用直接接入方式，將裝置直接接入電網(wǎng)固定后，鉛封保護，安裝完畢后裝置在用戶原來電源插座位置，非授權不得打開，非授權打開報警，關閉輸出，用戶像普通插座一樣使用本裝置。所述的電器節(jié)能監(jiān)測裝置，通過開關控制模塊采用預定控制模式自動控制電器工作狀態(tài)，控制模塊控制邏輯包括以下幾種一、累計時間自動控制，當累計運行時間達到預定之后，裝置關閉輸出；二、預付費用余額自動控制，采用預付費方式，電器使用者首先購買一定使用量，然后根據(jù)電器使用按費率進行扣除，扣除完畢后自動關閉，具有提前提示，報警提示；三、按日歷時鐘實現(xiàn)自動控制，設備采用多個時間段控制，根據(jù)設置的時間段信息， 按時進行開關，實現(xiàn)電器的智能開關控制；四、溫度自動控制，對于采暖和制冷的電器，可以設置溫度區(qū)間限度，當達到預置的溫度閥值后，關閉電源輸出，實現(xiàn)電器的集中管理和電器節(jié)能監(jiān)測。以上幾種控制模式可以按一種或多種組合實現(xiàn)。圖11、圖12分別為本發(fā)明節(jié)能監(jiān)測裝置的控制邏輯示意圖，前者需要增加溫度采集模塊，按溫度自動控制，對于采暖和制冷的電器，可以設置溫度區(qū)間限度，當達到預置的溫度閥值后，關閉電源輸出，實現(xiàn)電器的集中管理和電器節(jié)能監(jiān)測。后者按日歷時鐘實現(xiàn)自動控制，設備采用多個時間段控制，根據(jù)設置的時間段信息，按時進行開關，實現(xiàn)電器的智能開關控制。
權利要求
1.一種直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，包括核心處理模塊，控制模塊，檢測模塊，時鐘模塊， 電源模塊以及通訊模塊，其特征是所述檢測模塊連接接入電器供電回路，實時檢測接入電器的功耗，并根據(jù)接入電器實時功耗躍變特性所對應的運行狀態(tài)進行識別，檢測模塊輸出信號接入核心處理模塊，所述時鐘模塊與核心處理模塊對應端口相連，所述核心處理模塊通過時鐘模塊對接入電器運行狀態(tài)及功耗進行監(jiān)測、計量、分析和分時管理，所述控制模塊的控制繼電器輸入輸出端連接接入電器供電回路，所述控制模塊的控制繼電器驅動電路連接核心處理模塊，所述通訊模塊與核心處理模塊的通訊接口連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，其特征是控制模塊設有抗浪涌防雷擊電路。
3.根據(jù)權利要求1所述的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，其特征是含有現(xiàn)場溫度采集模塊和紅外遙控模塊，所述現(xiàn)場溫度采集模塊接入核心處理模塊；所述紅外遙控模塊包括發(fā)射模塊和接收模塊，所述紅外遙控模塊與核心處理模塊連接。
4.根據(jù)權利要求2所述的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，其特征是含有現(xiàn)場溫度采集模塊和紅外遙控模塊，所述現(xiàn)場溫度采集模塊接入核心處理模塊；所述紅外遙控模塊包括發(fā)射模塊和接收模塊，所述紅外遙控模塊與核心處理模塊連接。
5.根據(jù)權利要求1 4任一項所述的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，其特征是所述檢測模塊電流信號采集采用電流互感器，所述電流互感器輸出電流信號經(jīng)整流電路整流后接入信號放大器，所述信號放大器輸出信號經(jīng)濾波處理后耦合A/D轉換器，所述A/D轉換器輸出信號經(jīng)數(shù)據(jù)處理電路接入核心處理模塊。
6.根據(jù)權利要求5所述的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，其特征是設有門窗監(jiān)測模塊，所述門窗監(jiān)測模塊連接核心處理模塊，所述門窗監(jiān)測模塊以開關量輸入有線連接CPU模塊， 或者以嵌入無線模塊實現(xiàn)各個檢測點的狀態(tài)無線采集。
7.根據(jù)權利要求5所述的直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，其特征是含有機械或電氣防脫離機構，所述電氣防脫離機構為插頭接入觸發(fā)開關。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電器節(jié)能控制裝置。一種直控式電器節(jié)能監(jiān)測裝置，包括核心處理模塊，控制模塊，檢測模塊，時鐘模塊，電源模塊以及通訊模塊，所述檢測模塊連接接入電器供電回路，實時檢測接入電器的功耗，并根據(jù)接入電器實時功耗躍變特性所對應的運行狀態(tài)進行識別，檢測模塊輸出信號接入核心處理模塊，所述時鐘模塊與核心處理模塊對應端口相連，所述核心處理模塊通過時鐘模塊對接入電器運行狀態(tài)及功耗進行監(jiān)測、計量、分析和分時管理，所述控制模塊的控制繼電器輸入輸出端連接接入電器供電回路，所述控制模塊的控制繼電器驅動電路連接核心處理模塊，所述通訊模塊與核心處理模塊的通訊接口連接。結構簡單，安裝使用方便，能夠實現(xiàn)電器的節(jié)能控制和遠程管理。
文檔編號H02H9/04GK102411321SQ20111039291
公開日2012年4月11日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權日2011年12月1日
發(fā)明者李玉琴, 楊東, 樊曉翠, 陳傳偉, 陳玉軍, 黃守峰 申請人:鄭州春泉暖通節(jié)能設備有限公司