家庭电能分配控制系统及方法
家庭电能分配控制系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种家庭电能分配控制方法，包括：1)将总电源电压、各电器的空载电压和开启电流、工作状态、工作和非工作时间传输给单片机控制单元的记忆装置和计算装置；2)计算装置计算各电器的电压降和电功率，以及系统的总电压降和总电功率，并计算各电器的工作时间段，然后将计算结果传送给记忆装置存储；3)某时刻，比较装置将计算装置的计算结果与记忆装置中相应的额定数据进行比较；4)根据比较装置的结果向相应的供电输出控制装置发送断电或通电指令；重复步骤1)至4)，用以实时对各电器进行电能分配。本发明还提供了一种与上述方法相配套的控制系统。根据各电器的需求适时调整系统中各电器的工作状态，避免系统超负荷运行。
【专利说明】家庭电能分配控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电能控制系统领域，特别涉及一种家庭电能分配控制系统及方法。
【背景技术】
[0002] 日常生活的现代化使冰箱、微波炉、烤箱、电饼铛、热水器、电压力煲、电暖气等家 用电器走进了千家万户，但在人们尽情享受这些电器时，时而会有突然断电、跳闸等问题发 生，给生活带来负面影响。究其原因，一部分是由于多种电器同时供电，导致用电负荷超载， 电路进入自动保护；另一部分是由于某种电器发生故障，电流过大导致电路中断。供电线路 的超负荷运行给家庭用电造成严重的安全隐患，长期超负荷运行会使线路老化，发生漏电， 极易引起事故的发生。
【发明内容】
[0003] 本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过一种家庭电能分配控制系统，在各 个时间段合理开启或关闭相应电器，在保证用电安全的前提下满足人们对电器的使用需 求。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供一种家庭电能分配控制方法，包括如下步骤：
[0005] 1)总电源电压检测装置检测总电源电压、电流检测装置检测各电器回路的空载电 压和开启电流，使用状态检测装置检测各电器的工作状态，时间记录装置检测各电器的工 作和非工作时间，并将检测结果传输给单片机控制单元的记忆装置和计算装置；
[0006] 2)计算装置计算各电器的电压降和电功率，以及家庭电能分配控制系统的总电 压降和总电功率，并计算出各电器的工作时间段，然后将计算结果传送给记忆装置进行存 储；
[0007] 3)在某一时刻，比较装置将计算装置的计算结果与记忆装置中相应的额定数据进 行比较；
[0008] 4)根据比较装置的结果向相应的供电输出控制装置发送断电或通电指令。
[0009] 重复步骤1)至4)，用以实时对各电器进行电能分配。
[0010] 根据各电器的需求情况适时地调整家庭电能分配控制系统中各电器的工作状态， 可避免系统超负荷运行带来的负面影响，减少了安全隐患，为使用者的生活带来了安全保 障。
[0011] 上述技术方案中，比较装置的结果中某电器的即时电流值超出其正常电流范围， 则判定此电器出现故障，向相应的供电输出控制装置发送断电指令。电器故障的及早发现 可以避免因此引起的事故，安全系数提高。
[0012] 上述技术方案中，如果判定某电器出现故障，还包括向LED灯发送相应电器闪烁 指令的步骤。LED灯的闪烁可以直观地告知使用者故障电器的存在，为使用者及时修理电器 提供时间和安全的保障。
[0013] 上述技术方案中，步骤4)还包括：
[0014] 当比较装置的结果中检测的即时总功率为系统额定功率的80%以上，并检测到系 统的即时总电压降比记忆装置中的额定总电压降大时，则
[0015] 41a)从记忆装置中寻找已开启但不在本时间段工作的一个或多个电器；
[0016] 42a)在计算装置中计算上述各电器断开后的即时总功率和即时总电压降；
[0017] 43a)在比较装置中将即时总功率和即时总电压降与记忆装置的总功率和总电压 降进行比较；
[0018] 44a)如果前者小于后者，则以关闭最少电器为原则选择需要关闭的电器，并向相 应的供电输出控制装置发送断电指令。
[0019] 通过精确计算后可以发现在不超过额定功率的情况下存在的电压降增大，以防某 电器的启动给其他电器带来影响。
[0020] 上述技术方案中，步骤4)还包括：
[0021] 当比较装置的结果中检测的即时总电流为系统额定电流的90%以上时，则
[0022] 41b)从记忆装置中寻找已开启但不在本时间段工作的一个或多个电器；
[0023] 42b)在计算装置中计算上述各电器断开后的即时总功率和即时总电压降；
[0024] 43b)在比较装置中将上述即时总功率和即时总电压降与记忆装置中的总功率和 总电压降进行比较；
[0025] 44b)如果前者小于后者，则以关闭最少电器为原则选择需要关闭的电器，并向相 应的供电输出控制装置发送断电指令。
[0026] 在达到额定电流的90%以上时及时关闭某些非必要的电器可以有效预防系统超 负荷运行，杜绝安全事故的发生。
[0027] 上述技术方案中，还包括：
[0028] 当比较装置的结果中检测到某电器停止工作，且即时总电流为系统额定电流的 90%以下，或检测的即时总功率为系统额定功率的80%以下，且系统的即时总电压降比记忆 装置中的额定总电压降小时，则
[0029] 从记忆装置中寻找未开启且不在本时间段使用的电器；
[0030] 在计算装置中计算上述电器开启后的即时总功率和即时总电压降；
[0031] 在比较装置中将上述即时总功率和即时总电压降与记忆装置的总功率和总电压 降进行比较；
[0032] 如果前者小于后者，则向相应的供电输出控制装置发送通电指令。
[0033] 在非超负荷的情况下人性化地开启非工作时间段的电器，在使用者处于非唱过时 间安排的情况下为使用者提供方便。
[0034] 本发明还提供了一种家庭电能分配控制系统，包括：
[0035] 检测单元，其包括总电源电压检测装置、电流检测装置、使用状态检测装置和时间 记录装置；
[0036] 单片机控制单元，其包括记忆装置、计算装置和比较装置，检测单元将总电源电压 检测装置、电流检测装置、使用状态检测装置和时间记录装置的检测结果传输给记忆装置 和计算装置，计算装置计算各电器的电压降和电功率，以及家庭电能分配控制系统的总电 压降和总电功率，并计算出各电器的工作时间段，然后将计算结果传送给记忆装置进行存 储，比较装置将计算装置的计算结果与记忆装置中相应的额定数据进行比较；
[0037] 输出单元，其包括各电器的供电输出控制装置，供电输出控制装置根据比较装置 的结果向电器发出断电或通电的指令。
[0038] 家庭电能分配控制系统的整体结构简单，其加入不会对空间提出很高的要求，适 应性强。
[0039] 上述技术方案中，还包括LED灯，在比较装置判定某电器发生故障时LED灯闪烁。
【专利附图】
【附图说明】
[0040] 图1是本发明的家庭电能分配控制系统方框图；
[0041] 图2是本发明的家庭电能分配控制系统装置图；
[0042] 图3是本发明的家庭电器主电路原理图；
[0043] 图4是本发明的家庭电能分配控制系统流程图；
[0044] 结合附图在其上标记以下附图标记：
[0045] 1-总电源，2-电压检测装置，3至8-第一路至第六路电流检测装置，9至14一第 一路至第六路供电输出控制装置，15至20-第一路至第六路电器插座，21-单片机控制单 元，211-记忆模块，212-计算模块，213-比较模块，22-LED灯光显示模块，23-记忆装置， 24-计算装置，25-比较装置。
【具体实施方式】
[0046] 下面结合附图，对本发明的一个【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明 的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0047] 如图1所示，本发明的家庭电能分配控制系统包括检测单元、单片机控制单元21 和输出单元，检测单元包括电压检测输入、各路电流检测输入、使用状态检测输入以及时间 记录输入，单片机控制单元包括记忆模块211、计算模块212和比较模块213,输出单元包括 各路供电输出控制模块和各路LED灯光显示模块22。
[0048] 如图2所示，电流检测装置、使用状态检测装置和时间记录装置对各家庭电器进 行检测，并将检测结果和总电源电压检测装置2的检测结果一起传送给记忆装置23进行存 储，同时传送给计算装置24,计算出此时各家庭电器的电压降(没有电流时的电压与开启后 电压的差值)、电功率和此时系统的总电压降和总电功率，以及各电器的工作时间段，然后 将计算结果传送给记忆装置进行存储。在某一时刻，比较装置25将检测和计算出的数据与 记忆装置23中相应的数据进行比较，根据比较结果发出输出控制指令，控制各家庭电器的 通电或断电以及LED灯的闪烁。
[0049] 如图1、3所示，本实施例的家庭电能分配控制系统包括六个家庭电器回路。家庭 电能分配控制系统连接在总电源1和家庭电器之间，检测单元的电压检测装置2检测总电 源1的电压，检测单元的第一路至第六路电流检测装置3-8分别检测六个家庭电器的电流。 单片机控制单元21收到电压检测装置2和第一路至第六路电流检测装置3-8的检测结果 后进行分析，确定需要接通和断开的家庭电器回路，然后向第一路至第六路供电输出控制 装置9-14传送指令，第一路至第六路供电输出控制装置9-14做出接通或断开的动作后第 一路至第六路控制电器插座15-20的通电或断电，并根据需要向第一路至第六路LED灯光 显示装置(参见图1)传送灯光闪烁指令。
[0050] 如图1、4所示，家庭电能分配控制系统进行循环工作：
[0051] 1)总电源电压检测装置检测总电源电压、电流检测装置检测各电器回路的空载电 压和开启电流，使用状态检测装置检测各电器的工作状态，时间记录装置检测各电器的工 作和非工作时间，并将检测结果传输给单片机控制单元的记忆装置和计算装置；
[0052] 2)计算装置计算各电器的电压降和电功率，以及家庭电能分配控制系统的总电 压降和总电功率，并计算出各电器的工作时间段，然后将计算结果传送给记忆装置进行存 储；
[0053] 3)在某一时刻，比较装置将计算装置的计算结果与记忆装置中相应的额定数据进 行比较；
[0054] 4)根据比较装置的结果向相应的供电输出控制装置发送断电或通电指令。
[0055] 如果比较装置的结果中某电器的即时电流值超出其正常电流范围，则判定此电器 出现故障，向相应的供电输出控制装置发送断电指令，并向LED灯发送相应电器的闪烁指 令；
[0056] 如果比较装置的结果中检测的即时总功率为系统额定功率的80%以上，并检测到 系统的即时总电压降比记忆装置中的额定总电压降大，则
[0057] 41a)从记忆装置中寻找已开启但不在本时间段工作的一个或多个电器；
[0058] 42a)在计算装置中计算上述各电器断开后的即时总功率和即时总电压降；
[0059] 43a)在比较装置中将即时总功率和即时总电压降与记忆装置的总功率和总电压 降进行比较；
[0060] 44a)如果前者小于后者，则以关闭最少电器为原则选择需要关闭的电器，并向相 应的供电输出控制装置发送断电指令。
[0061] 如果比较装置的结果中检测的即时总电流为系统额定电流的90%以上，则
[0062] 41b)从记忆装置中寻找已开启但不在本时间段工作的一个或多个电器；
[0063] 42b)在计算装置中计算上述各电器断开后的即时总功率和即时总电压降；
[0064] 43b)在比较装置中将上述即时总功率和即时总电压降与记忆装置中的总功率和 总电压降进行比较；
[0065] 44b)如果前者小于后者，则以关闭最少电器为原则选择需要关闭的电器，并向相 应的供电输出控制装置发送断电指令。
[0066] 如果比较装置的结果中检测到某电器停止工作，且即时总电流为系统额定电流的 90%以下，或检测的即时总功率为系统额定功率的80%以下，且系统的即时总电压降比记忆 装置中的额定总电压降小，则
[0067] 从记忆装置中寻找未开启且不在本时间段使用的电器；
[0068] 在计算装置中计算上述电器开启后的即时总功率和即时总电压降；
[0069] 在比较装置中将上述即时总功率和即时总电压降与记忆装置的总功率和总电压 降进行比较；
[0070] 如果前者小于后者，则向相应的供电输出控制装置发送通电指令。
[0071] 本发明是通过电能控制系统对各路供电线路进行监测，根据线路监测的负荷信 息，对各家庭电器的占用线路资源状况进行优化排列，根据家庭电器的功率、使用时间段， 在用电量接近满负荷时启动必需电器，并限制非必需电器的工作，避免供电线路的超负荷 运行，保证家庭线路的安全。
[0072] 同时，本发明的家庭电能分配控制系统在检测到某电器电流异常时及时断开故障 电器的电源，早期发现电器故障，对整个系统起到保护作用。
[0073] 以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领 域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种家庭电能分配控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 总电源电压检测装置检测总电源电压、电流检测装置检测各电器回路的空载电压和 开启电流，使用状态检测装置检测各电器的工作状态，时间记录装置检测各电器的工作和 非工作时间，并将检测结果传输给单片机控制单元的记忆装置和计算装置； 2) 所述计算装置计算各电器的电压降和电功率，以及家庭电能分配控制系统的总电压 降和总电功率，并计算出各电器的工作时间段，然后将计算结果传送给所述记忆装置进行 存储； 3) 在某一时刻，比较装置将所述计算装置的计算结果与所述记忆装置中相应的额定数 据进行比较； 4) 根据所述比较装置的结果向相应的供电输出控制装置发送断电或通电指令。 重复步骤1)至4 )，用以实时对所述各电器进行电能分配。
2. 如权利要求1所述的家庭电能分配控制方法，其特征在于，所述步骤4)还包括：所 述比较装置的结果中某电器的即时电流值超出其正常电流范围，则判定此电器出现故障， 向相应的供电输出控制装置发送断电指令。
3. 如权利要求2所述的家庭电能分配控制方法，其特征在于，还包括向LED灯发送相应 电器闪烁指令的步骤。
4. 如权利要求1所述的家庭电能分配控制方法，其特征在于，所述步骤4)还包括： 当所述比较装置的结果中检测的即时总功率为系统额定功率的80%以上，并检测到系 统的即时总电压降比所述记忆装置中的额定总电压降大时，则 41a)从所述记忆装置中寻找已开启但不在本时间段工作的一个或多个电器； 42a)在所述计算装置中计算上述各电器断开后的即时总功率和即时总电压降； 43a)在所述比较装置中将即时总功率和即时总电压降与所述记忆装置的总功率和总 电压降进行比较； 44a)如果前者小于后者，则以关闭最少电器为原则选择需要关闭的电器，并向相应的 供电输出控制装置发送断电指令。
5. 如权利要求1所述的家庭电能分配控制方法，其特征在于，所述步骤4)还包括： 当所述比较装置的结果中检测的即时总电流为系统额定电流的90%以上时，则 41b)从所述记忆装置中寻找已开启但不在本时间段工作的一个或多个电器； 42b)在所述计算装置中计算上述各电器断开后的即时总功率和即时总电压降； 43b)在所述比较装置中将上述即时总功率和即时总电压降与所述记忆装置中的总功 率和总电压降进行比较； 44b)如果前者小于后者，则以关闭最少电器为原则选择需要关闭的电器，并向相应的 供电输出控制装置发送断电指令。
6. 如权利要求4或5所述的家庭电能分配控制方法，其特征在于，还包括： 当所述比较装置的结果中检测到某电器停止工作，且即时总电流为系统额定电流的 90%以下，或检测的即时总功率为系统额定功率的80%以下，且系统的即时总电压降比所述 记忆装置中的额定总电压降小时，则 从所述记忆装置中寻找未开启且不在本时间段使用的电器； 在所述计算装置中计算上述电器开启后的即时总功率和即时总电压降； 在所述比较装置中将上述即时总功率和即时总电压降与所述记忆装置的总功率和总 电压降进行比较； 如果前者小于后者，则向相应的供电输出控制装置发送通电指令。
7. -种家庭电能分配控制系统，其特征在于，包括： 检测单元，其包括总电源电压检测装置、电流检测装置、使用状态检测装置和时间记录 装置； 单片机控制单元，其包括记忆装置、计算装置和比较装置，所述检测单元将所述总电源 电压检测装置、所述电流检测装置、所述使用状态检测装置和所述时间记录装置的检测结 果传输给所述记忆装置和所述计算装置，所述计算装置计算各电器的电压降和电功率，以 及家庭电能分配控制系统的总电压降和总电功率，并计算出各电器的工作时间段，然后将 计算结果传送给所述记忆装置进行存储，所述比较装置将所述计算装置的计算结果与所述 记忆装置中相应的额定数据进行比较； 输出单元，其包括各电器的供电输出控制装置，所述供电输出控制装置根据所述比较 装置的结果向所述电器发出断电或通电的指令。
8. 根据权利要求7所述的家庭电能分配控制系统，其特征在于，还包括LED灯，在所述 比较装置判定某电器发生故障时所述LED灯闪烁。
【文档编号】G05B19/042GK104216307SQ201310215542
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】马德军, 叶建荣, 鲍俊, 王连君, 潘振豪 申请人:沁园集团股份有限公司
【专利摘要】本发明公开了一种家庭电能分配控制方法，包括：1)将总电源电压、各电器的空载电压和开启电流、工作状态、工作和非工作时间传输给单片机控制单元的记忆装置和计算装置；2)计算装置计算各电器的电压降和电功率，以及系统的总电压降和总电功率，并计算各电器的工作时间段，然后将计算结果传送给记忆装置存储；3)某时刻，比较装置将计算装置的计算结果与记忆装置中相应的额定数据进行比较；4)根据比较装置的结果向相应的供电输出控制装置发送断电或通电指令；重复步骤1)至4)，用以实时对各电器进行电能分配。本发明还提供了一种与上述方法相配套的控制系统。根据各电器的需求适时调整系统中各电器的工作状态，避免系统超负荷运行。
【专利说明】家庭电能分配控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电能控制系统领域，特别涉及一种家庭电能分配控制系统及方法。
【背景技术】
[0002] 日常生活的现代化使冰箱、微波炉、烤箱、电饼铛、热水器、电压力煲、电暖气等家 用电器走进了千家万户，但在人们尽情享受这些电器时，时而会有突然断电、跳闸等问题发 生，给生活带来负面影响。究其原因，一部分是由于多种电器同时供电，导致用电负荷超载， 电路进入自动保护；另一部分是由于某种电器发生故障，电流过大导致电路中断。供电线路 的超负荷运行给家庭用电造成严重的安全隐患，长期超负荷运行会使线路老化，发生漏电， 极易引起事故的发生。
【发明内容】
[0003] 本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过一种家庭电能分配控制系统，在各 个时间段合理开启或关闭相应电器，在保证用电安全的前提下满足人们对电器的使用需 求。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供一种家庭电能分配控制方法，包括如下步骤：
[0005] 1)总电源电压检测装置检测总电源电压、电流检测装置检测各电器回路的空载电 压和开启电流，使用状态检测装置检测各电器的工作状态，时间记录装置检测各电器的工 作和非工作时间，并将检测结果传输给单片机控制单元的记忆装置和计算装置；
[0006] 2)计算装置计算各电器的电压降和电功率，以及家庭电能分配控制系统的总电 压降和总电功率，并计算出各电器的工作时间段，然后将计算结果传送给记忆装置进行存 储；
[0007] 3)在某一时刻，比较装置将计算装置的计算结果与记忆装置中相应的额定数据进 行比较；
[0008] 4)根据比较装置的结果向相应的供电输出控制装置发送断电或通电指令。
[0009] 重复步骤1)至4)，用以实时对各电器进行电能分配。
[0010] 根据各电器的需求情况适时地调整家庭电能分配控制系统中各电器的工作状态， 可避免系统超负荷运行带来的负面影响，减少了安全隐患，为使用者的生活带来了安全保 障。
[0011] 上述技术方案中，比较装置的结果中某电器的即时电流值超出其正常电流范围， 则判定此电器出现故障，向相应的供电输出控制装置发送断电指令。电器故障的及早发现 可以避免因此引起的事故，安全系数提高。
[0012] 上述技术方案中，如果判定某电器出现故障，还包括向LED灯发送相应电器闪烁 指令的步骤。LED灯的闪烁可以直观地告知使用者故障电器的存在，为使用者及时修理电器 提供时间和安全的保障。
[0013] 上述技术方案中，步骤4)还包括：
[0014] 当比较装置的结果中检测的即时总功率为系统额定功率的80%以上，并检测到系 统的即时总电压降比记忆装置中的额定总电压降大时，则
[0015] 41a)从记忆装置中寻找已开启但不在本时间段工作的一个或多个电器；
[0016] 42a)在计算装置中计算上述各电器断开后的即时总功率和即时总电压降；
[0017] 43a)在比较装置中将即时总功率和即时总电压降与记忆装置的总功率和总电压 降进行比较；
[0018] 44a)如果前者小于后者，则以关闭最少电器为原则选择需要关闭的电器，并向相 应的供电输出控制装置发送断电指令。
[0019] 通过精确计算后可以发现在不超过额定功率的情况下存在的电压降增大，以防某 电器的启动给其他电器带来影响。
[0020] 上述技术方案中，步骤4)还包括：
[0021] 当比较装置的结果中检测的即时总电流为系统额定电流的90%以上时，则
[0022] 41b)从记忆装置中寻找已开启但不在本时间段工作的一个或多个电器；
[0023] 42b)在计算装置中计算上述各电器断开后的即时总功率和即时总电压降；
[0024] 43b)在比较装置中将上述即时总功率和即时总电压降与记忆装置中的总功率和 总电压降进行比较；
[0025] 44b)如果前者小于后者，则以关闭最少电器为原则选择需要关闭的电器，并向相 应的供电输出控制装置发送断电指令。
[0026] 在达到额定电流的90%以上时及时关闭某些非必要的电器可以有效预防系统超 负荷运行，杜绝安全事故的发生。
[0027] 上述技术方案中，还包括：
[0028] 当比较装置的结果中检测到某电器停止工作，且即时总电流为系统额定电流的 90%以下，或检测的即时总功率为系统额定功率的80%以下，且系统的即时总电压降比记忆 装置中的额定总电压降小时，则
[0029] 从记忆装置中寻找未开启且不在本时间段使用的电器；
[0030] 在计算装置中计算上述电器开启后的即时总功率和即时总电压降；
[0031] 在比较装置中将上述即时总功率和即时总电压降与记忆装置的总功率和总电压 降进行比较；
[0032] 如果前者小于后者，则向相应的供电输出控制装置发送通电指令。
[0033] 在非超负荷的情况下人性化地开启非工作时间段的电器，在使用者处于非唱过时 间安排的情况下为使用者提供方便。
[0034] 本发明还提供了一种家庭电能分配控制系统，包括：
[0035] 检测单元，其包括总电源电压检测装置、电流检测装置、使用状态检测装置和时间 记录装置；
[0036] 单片机控制单元，其包括记忆装置、计算装置和比较装置，检测单元将总电源电压 检测装置、电流检测装置、使用状态检测装置和时间记录装置的检测结果传输给记忆装置 和计算装置，计算装置计算各电器的电压降和电功率，以及家庭电能分配控制系统的总电 压降和总电功率，并计算出各电器的工作时间段，然后将计算结果传送给记忆装置进行存 储，比较装置将计算装置的计算结果与记忆装置中相应的额定数据进行比较；
[0037] 输出单元，其包括各电器的供电输出控制装置，供电输出控制装置根据比较装置 的结果向电器发出断电或通电的指令。
[0038] 家庭电能分配控制系统的整体结构简单，其加入不会对空间提出很高的要求，适 应性强。
[0039] 上述技术方案中，还包括LED灯，在比较装置判定某电器发生故障时LED灯闪烁。
【专利附图】
【附图说明】
[0040] 图1是本发明的家庭电能分配控制系统方框图；
[0041] 图2是本发明的家庭电能分配控制系统装置图；
[0042] 图3是本发明的家庭电器主电路原理图；
[0043] 图4是本发明的家庭电能分配控制系统流程图；
[0044] 结合附图在其上标记以下附图标记：
[0045] 1-总电源，2-电压检测装置，3至8-第一路至第六路电流检测装置，9至14一第 一路至第六路供电输出控制装置，15至20-第一路至第六路电器插座，21-单片机控制单 元，211-记忆模块，212-计算模块，213-比较模块，22-LED灯光显示模块，23-记忆装置， 24-计算装置，25-比较装置。
【具体实施方式】
[0046] 下面结合附图，对本发明的一个【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明 的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0047] 如图1所示，本发明的家庭电能分配控制系统包括检测单元、单片机控制单元21 和输出单元，检测单元包括电压检测输入、各路电流检测输入、使用状态检测输入以及时间 记录输入，单片机控制单元包括记忆模块211、计算模块212和比较模块213,输出单元包括 各路供电输出控制模块和各路LED灯光显示模块22。
[0048] 如图2所示，电流检测装置、使用状态检测装置和时间记录装置对各家庭电器进 行检测，并将检测结果和总电源电压检测装置2的检测结果一起传送给记忆装置23进行存 储，同时传送给计算装置24,计算出此时各家庭电器的电压降(没有电流时的电压与开启后 电压的差值)、电功率和此时系统的总电压降和总电功率，以及各电器的工作时间段，然后 将计算结果传送给记忆装置进行存储。在某一时刻，比较装置25将检测和计算出的数据与 记忆装置23中相应的数据进行比较，根据比较结果发出输出控制指令，控制各家庭电器的 通电或断电以及LED灯的闪烁。
[0049] 如图1、3所示，本实施例的家庭电能分配控制系统包括六个家庭电器回路。家庭 电能分配控制系统连接在总电源1和家庭电器之间，检测单元的电压检测装置2检测总电 源1的电压，检测单元的第一路至第六路电流检测装置3-8分别检测六个家庭电器的电流。 单片机控制单元21收到电压检测装置2和第一路至第六路电流检测装置3-8的检测结果 后进行分析，确定需要接通和断开的家庭电器回路，然后向第一路至第六路供电输出控制 装置9-14传送指令，第一路至第六路供电输出控制装置9-14做出接通或断开的动作后第 一路至第六路控制电器插座15-20的通电或断电，并根据需要向第一路至第六路LED灯光 显示装置(参见图1)传送灯光闪烁指令。
[0050] 如图1、4所示，家庭电能分配控制系统进行循环工作：
[0051] 1)总电源电压检测装置检测总电源电压、电流检测装置检测各电器回路的空载电 压和开启电流，使用状态检测装置检测各电器的工作状态，时间记录装置检测各电器的工 作和非工作时间，并将检测结果传输给单片机控制单元的记忆装置和计算装置；
[0052] 2)计算装置计算各电器的电压降和电功率，以及家庭电能分配控制系统的总电 压降和总电功率，并计算出各电器的工作时间段，然后将计算结果传送给记忆装置进行存 储；
[0053] 3)在某一时刻，比较装置将计算装置的计算结果与记忆装置中相应的额定数据进 行比较；
[0054] 4)根据比较装置的结果向相应的供电输出控制装置发送断电或通电指令。
[0055] 如果比较装置的结果中某电器的即时电流值超出其正常电流范围，则判定此电器 出现故障，向相应的供电输出控制装置发送断电指令，并向LED灯发送相应电器的闪烁指 令；
[0056] 如果比较装置的结果中检测的即时总功率为系统额定功率的80%以上，并检测到 系统的即时总电压降比记忆装置中的额定总电压降大，则
[0057] 41a)从记忆装置中寻找已开启但不在本时间段工作的一个或多个电器；
[0058] 42a)在计算装置中计算上述各电器断开后的即时总功率和即时总电压降；
[0059] 43a)在比较装置中将即时总功率和即时总电压降与记忆装置的总功率和总电压 降进行比较；
[0060] 44a)如果前者小于后者，则以关闭最少电器为原则选择需要关闭的电器，并向相 应的供电输出控制装置发送断电指令。
[0061] 如果比较装置的结果中检测的即时总电流为系统额定电流的90%以上，则
[0062] 41b)从记忆装置中寻找已开启但不在本时间段工作的一个或多个电器；
[0063] 42b)在计算装置中计算上述各电器断开后的即时总功率和即时总电压降；
[0064] 43b)在比较装置中将上述即时总功率和即时总电压降与记忆装置中的总功率和 总电压降进行比较；
[0065] 44b)如果前者小于后者，则以关闭最少电器为原则选择需要关闭的电器，并向相 应的供电输出控制装置发送断电指令。
[0066] 如果比较装置的结果中检测到某电器停止工作，且即时总电流为系统额定电流的 90%以下，或检测的即时总功率为系统额定功率的80%以下，且系统的即时总电压降比记忆 装置中的额定总电压降小，则
[0067] 从记忆装置中寻找未开启且不在本时间段使用的电器；
[0068] 在计算装置中计算上述电器开启后的即时总功率和即时总电压降；
[0069] 在比较装置中将上述即时总功率和即时总电压降与记忆装置的总功率和总电压 降进行比较；
[0070] 如果前者小于后者，则向相应的供电输出控制装置发送通电指令。
[0071] 本发明是通过电能控制系统对各路供电线路进行监测，根据线路监测的负荷信 息，对各家庭电器的占用线路资源状况进行优化排列，根据家庭电器的功率、使用时间段， 在用电量接近满负荷时启动必需电器，并限制非必需电器的工作，避免供电线路的超负荷 运行，保证家庭线路的安全。
[0072] 同时，本发明的家庭电能分配控制系统在检测到某电器电流异常时及时断开故障 电器的电源，早期发现电器故障，对整个系统起到保护作用。
[0073] 以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领 域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种家庭电能分配控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 总电源电压检测装置检测总电源电压、电流检测装置检测各电器回路的空载电压和 开启电流，使用状态检测装置检测各电器的工作状态，时间记录装置检测各电器的工作和 非工作时间，并将检测结果传输给单片机控制单元的记忆装置和计算装置； 2) 所述计算装置计算各电器的电压降和电功率，以及家庭电能分配控制系统的总电压 降和总电功率，并计算出各电器的工作时间段，然后将计算结果传送给所述记忆装置进行 存储； 3) 在某一时刻，比较装置将所述计算装置的计算结果与所述记忆装置中相应的额定数 据进行比较； 4) 根据所述比较装置的结果向相应的供电输出控制装置发送断电或通电指令。 重复步骤1)至4 )，用以实时对所述各电器进行电能分配。
2. 如权利要求1所述的家庭电能分配控制方法，其特征在于，所述步骤4)还包括：所 述比较装置的结果中某电器的即时电流值超出其正常电流范围，则判定此电器出现故障， 向相应的供电输出控制装置发送断电指令。
3. 如权利要求2所述的家庭电能分配控制方法，其特征在于，还包括向LED灯发送相应 电器闪烁指令的步骤。
4. 如权利要求1所述的家庭电能分配控制方法，其特征在于，所述步骤4)还包括： 当所述比较装置的结果中检测的即时总功率为系统额定功率的80%以上，并检测到系 统的即时总电压降比所述记忆装置中的额定总电压降大时，则 41a)从所述记忆装置中寻找已开启但不在本时间段工作的一个或多个电器； 42a)在所述计算装置中计算上述各电器断开后的即时总功率和即时总电压降； 43a)在所述比较装置中将即时总功率和即时总电压降与所述记忆装置的总功率和总 电压降进行比较； 44a)如果前者小于后者，则以关闭最少电器为原则选择需要关闭的电器，并向相应的 供电输出控制装置发送断电指令。
5. 如权利要求1所述的家庭电能分配控制方法，其特征在于，所述步骤4)还包括： 当所述比较装置的结果中检测的即时总电流为系统额定电流的90%以上时，则 41b)从所述记忆装置中寻找已开启但不在本时间段工作的一个或多个电器； 42b)在所述计算装置中计算上述各电器断开后的即时总功率和即时总电压降； 43b)在所述比较装置中将上述即时总功率和即时总电压降与所述记忆装置中的总功 率和总电压降进行比较； 44b)如果前者小于后者，则以关闭最少电器为原则选择需要关闭的电器，并向相应的 供电输出控制装置发送断电指令。
6. 如权利要求4或5所述的家庭电能分配控制方法，其特征在于，还包括： 当所述比较装置的结果中检测到某电器停止工作，且即时总电流为系统额定电流的 90%以下，或检测的即时总功率为系统额定功率的80%以下，且系统的即时总电压降比所述 记忆装置中的额定总电压降小时，则 从所述记忆装置中寻找未开启且不在本时间段使用的电器； 在所述计算装置中计算上述电器开启后的即时总功率和即时总电压降； 在所述比较装置中将上述即时总功率和即时总电压降与所述记忆装置的总功率和总 电压降进行比较； 如果前者小于后者，则向相应的供电输出控制装置发送通电指令。
7. -种家庭电能分配控制系统，其特征在于，包括： 检测单元，其包括总电源电压检测装置、电流检测装置、使用状态检测装置和时间记录 装置； 单片机控制单元，其包括记忆装置、计算装置和比较装置，所述检测单元将所述总电源 电压检测装置、所述电流检测装置、所述使用状态检测装置和所述时间记录装置的检测结 果传输给所述记忆装置和所述计算装置，所述计算装置计算各电器的电压降和电功率，以 及家庭电能分配控制系统的总电压降和总电功率，并计算出各电器的工作时间段，然后将 计算结果传送给所述记忆装置进行存储，所述比较装置将所述计算装置的计算结果与所述 记忆装置中相应的额定数据进行比较； 输出单元，其包括各电器的供电输出控制装置，所述供电输出控制装置根据所述比较 装置的结果向所述电器发出断电或通电的指令。
8. 根据权利要求7所述的家庭电能分配控制系统，其特征在于，还包括LED灯，在所述 比较装置判定某电器发生故障时所述LED灯闪烁。
【文档编号】G05B19/042GK104216307SQ201310215542
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】马德军, 叶建荣, 鲍俊, 王连君, 潘振豪 申请人:沁园集团股份有限公司
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