一种用电器能耗信息监测系统的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型提供了一种用电器能耗信息监测系统，包括采样计量模块、数据处理模块和数据存储器，所述采样计量模块对用电器总电路中的电流和电压进行采样，并将采样结果发送给所述数据处理模块，所述数据处理模块对接收到的所述采样结果进行处理，计算出能耗信息并将所述能耗信息存储在数据存储器中。本实用新型的有益效果在于：通过本实用新型可以直观的了解接入插座的用电器的能耗情况，督促用户节约用电；本实用新型集成设置在多孔位的连排插座上，当插座上接入多路用电器时，即可计算并显示总电路的能耗情况以及每一孔位对应的用电器的能耗情况，使用方便、易于推广；本实用新型结构简单、成本低廉。
【专利说明】一种用电器能耗信息监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于用电器能耗检测【技术领域】，具体涉及一种用电器能耗信息监测系统。
【背景技术】
[0002]目前普通插座没有检测和显示接入用电器的能耗情况的功能，绝大多数用户无法了解用电器实际的能耗情况，造成浪费，而即使用电器关闭时接入插座仍然会消耗少量电能，用户往往在不知情的情况下浪费了大量的电力资源。因此有必要对接入插座的用电器的能耗情况进行检测，以便用户直观的获取用电器的能耗情况，从而达到督促用户节约用电的目的。一般连排插座会提供多孔位，每个孔位对应一路用电器，分别获取每路用电器的能耗情况也是十分必要的。
实用新型内容
[0003]为了实现检测接入插座的用电器能耗情况的技术目的，本实用新型提供一种用电器能耗信息监测系统，具体的技术方案如下:
[0004]一种用电器能耗信息监测系统，用于对接入插座的用电器的能耗信息进行监测，插座上设置有一个或一个以上的孔位，每个孔位对应一路用电器。该用电器能耗信息监测系统包括采样计量模块、数据处理模块和数据存储器，采样计量模块和数据存储器分别与数据处理模块连接；采样计量模块接入插座的零线和火线，数据处理模块分别对每一路用电器的通断进行控制，使得采样计量模块分别对每一路用电器的电流和电压以及总电路的电流和电压进行采样；采样计量模块将采样结果发送给数据处理模块，数据处理模块对接收到的采样结果进行处理，计算出能耗信息并将能耗信息存储在数据存储器中。
[0005]作为优化方案，本实用新型还包括显示屏，显示屏与数据处理模块连接；数据处理模块将计算出的能耗信息显示在显示屏上。
[0006]作为优化方案，本实用新型还包括电源电路，电源电路分别为采样计量模块、数据处理模块和数据存储器供电；将220V市电接入电源电路，电源电路通过阻容降压的方式提供5V电源。
[0007]作为优化方案，数据处理模块分别对每一路用电器的通断进行控制是指:通过设置第一按键、第二按键、第三按键和第四按键分别调整数据处理模块的第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚的电平，通过对数据处理模块的第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚的电平的调整分别控制第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器的通断，通过控制第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器的通断来分别控制每一路用电器的通断。
[0008]作为优化方案，采样计量模块采用BL0930芯片。
[0009]作为优化方案，数据处理模块采用BL22P14芯片。
[0010]作为优化方案，数据存储器采用BL24C02芯片。[0011]作为优化方案，采样计量模块采用分流器接入方式对电流进行采样，采样计量模块采用电阻分压方式对电压进行采样。
[0012]作为优化方案，用电器能耗信息监测系统集成设置在插座上。
[0013]作为优化方案，数据处理模块计算出的能耗信息包括功率、用电量、使用时间、用电金额以及等价的二氧化碳排出量。
[0014]本实用新型的有益效果在于:
[0015](I)通过本实用新型可以直观的了解接入插座的用电器的能耗情况，督促用户节约用电，从而达到节能环保的目的；
[0016](2)本实用新型集成设置在多孔位的连排插座上，当插座上接入多路用电器时，即可计算并显示总电路的能耗情况以及每一孔位对应的用电器的能耗情况，使用方便、易于推广；
[0017](3)本实用新型结构简单、成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的系统框图；
[0019]图2为本实用新型的按键开关电路的电路原理图；
[0020]图3a为本实用新型的第一继电器电路的电路原理图；
[0021]图3b为本实用新型的第二继电器电路的电路原理图；
[0022]图3c为本实用新型的第三继电器电路的电路原理图；
[0023]图3d为本实用新型的第四继电器电路的电路原理图；
[0024]图4为本实用新型的电源电路的电路原理图；
[0025]图5为本实用新型的采样计量模块的电路原理图；
[0026]图6为本实用新型的采样计量模块电位设置的电路原理图；
[0027]图7为本实用新型的数据处理模块的电路原理图；
[0028]图8为本实用新型的数据存储器的电路原理图；
[0029]图9为本实用新型的报警电路的电路原理图；
[0030]图1Oa为本实用新型的显示屏的电路原理图；
[0031]图1Ob为本实用新型的显示控制电路的电路原理图。
[0032]上图中序号:1_采样计量模块、2-数据处理模块、3-数据存储器、4-显示屏、5-电源电路。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图，以实施例进一步说明本实用新型的具体技术方案。
[0034]实施例1:
[0035]如图1所示，一种用电器能耗信息监测系统，用于对接入插座的用电器的能耗信息进行监测。在本实施例中，用电器能耗信息监测系统集成设置在插座上，插座上设置有四个孔位，每个孔位对应一路用电器。本实用新型包括采样计量模块1、数据处理模块2、数据存储器3、显示屏4和电源电路5，采样计量模块1、数据存储器3和显示屏4分别与数据处理模块2连接；电源电路5分别为采样计量模块1、数据处理模块2和数据存储器3供电。[0036]采样计量模块I接入插座的零线和火线，数据处理模块2分别对每一路用电器的通断进行控制，使得采样计量模块I分别对每一路用电器的电流和电压以及总电路的电流和电压进行采样。在本实施例中，通过设置第一按键K2、第二按键K3、第三按键K4、第四按键K5来调整数据处理模块2的第一引脚K2、第一引脚K3、第一引脚K4、第一引脚K5的电平，通过对数据处理模块2的第一引脚K2、第一引脚K3、第一引脚K4、第一引脚K5四个引脚的调整来控制第一继电器JD1、第二继电器JD2、第三继电器JD3、第四继电器JD4的通断，通过对第一继电器JD1、第二继电器JD2、第三继电器JD3、第四继电器JD4的控制来控制各路用电器的通断，以实现对各路用电器的输出控制；按键开关电路以及继电器电路如图2、图3a、图3b、图3c和图3d所示。采样计量模块I将采样结果发送给数据处理模块2，数据处理模块2对接收到的采样结果进行处理，计算出能耗信息并将能耗信息存储在数据存储器3中。数据处理模块2内集成有液晶驱动功能，利用数据处理模块2的液晶驱动功能将计算出的能耗信息显示在显示屏4上。 [0037]将220V市电接入电源电路5，电源电路5通过阻容降压的方式提供5V电源，如图4所示。其中U2是型号为LM78L05三端稳压器，C5是金属化聚丙烯薄膜的安规电容器，R5为3W200 Ω的金属氧化膜电阻。根据:C=14.5 I (其中C的容量单位是μ F，I的单位是Α)，电容C5=0.68 μ F，最大可以提供46.9 mA的电流，完全可以满足系统的要求。
[0038]在本实施例中，采样计量模块I采用BL0930芯片，如图5所示；数据处理模块2采用BL22P14芯片，如图7所示；数据存储器3采用BL24C02芯片，如图8所示。BL0930芯片是专用计量芯片，该芯片具有功计量功能，在电流输入动态范围(500:1)(即最大电流与最小电流的比值)内，非纯属误差可以小于0.1%，且内置计量晶振，减少了外界对计量精度的影响；BL22P14芯片是8位OTP单片机，该芯片采用HC05内核，内置两组I/O 口、两组计数器、0SC/RC振荡、看门狗、蜂鸣器输出以及4X 18的IXD显示驱动功能。
[0039]当单路用电器功率超过220V/10A或总功率超过220V/15A时，电路给出报警信号，驱动蜂鸣器报警，同时切断对外供电，以保证电路正常工作的安全，如图9所示。
[0040]参见图5，采样计量模块I采用分流器接入方式对用电器电流进行采样，采用电阻分压方式对用电器电压进行衰减采样。输入电压的衰减是通过简单的八级电阻分压网络来实现的，该衰减网络应该允许有±30%左右的校验范围，按8421编码来设置。而分压网络的_3dB频率是由两个并联的电阻和电容来实现的，根据
= X2M10-C8)计算和信道I与信道2的匹配，这里选定R3=1K Ω、C3=33nF。通过8级
的电阻分压网络，最小调整值仅为1/1250，当调整范围为85%~?15%时调整细度约为0.08%。在进彳了精度校验时，从R8至R15进彳了分级调整；到最后一级R15时,精度可以调整0.08%。另外，在最后一级与芯片引脚V2P之间放置R16=100KQ，以减少调试过程中，电烙铁对芯片的直接影响。电流通道的设计:考虑通道平衡和分流器寄生电感的影响，采用简单的RC滤波
器设计，即 R1=R2=1K Ω，Cl=C2=33nF，同样满足/ = ^2Ml.Cl) , [mb = /(2M2.C2)
。图6是采样计量模块I的电位设置的电路原理图。
[0041]在本实施例中，数据处理模块2计算出的能耗信息包括功率、用电量、使用时间、用电金额以及等价的二氧化碳排出量。这些均是通过BL22P14芯片的内部程序来实现的。用电量为功率和使用时间的乘积；用电金额的计算通过设置一费率来实现，用电量与费率的乘积即为用电金额。
[0042]等价的二氧化碳排出量的计算方式如下:根据火力发电厂的相关数据，产生I度电需要消耗0.32?0.36千克左右的标准媒，而I吨标准媒燃烧能产生2.66?2.72吨左右的二氧化碳，这里取中间数来计算电能量与二氧化碳之间的系数K ；
[0043]K = (0.34kgX 2.69)/IkWh = 0.916 kg/kWh
[0044]也就是说，每消耗I千瓦时的电能就会产生0.9146千克的二氧化碳，在本实施例中，根据此系数K计算能耗信息中的二氧化碳排出量。
[0045]本实用新型的软件设计如下:
[0046]本实用新型采用RC振荡作为时钟频率和MCU工作频率；在本实用新型上设置一按键，这里定为总按键K1，通过总按键Kl选择需要显示的能耗信息，显示顺序如下:
[0047]I)当前功率(单位/KW):表示插座正在使用的用电器功率，分别按顺序显示第一路用电器功率、第二路用电器功率、第三路用电器功率、第四路用电器功率、总功率；
[0048]2)当前用电量(单位/KWh):表示插座正在使用的用电器单次累计用电量，分别按顺序显示第一路用电器用电量、第二路用电器用电量、第三路用电器用电量、第四路用电器用电量、总电量;
[0049]3)当前使用时间(单位/小时):表示插座正在使用的用电器单次累计使用时间，分别按顺序显示第一路用电器使用时间、第二路用电器使用时间、第三路用电器使用时间、第四路用电器使用时间、累计时间；
[0050]4)当前用电金额(单位/元):表示插座正在使用的用电器单次累计用电金额，分别按顺序显示第一路用电器金额、第二路用电器金额、第三路用电器金额、第四路用电器金额、总用电金额；
[0051]5)当前二氧化碳排出量(单位/kg):表示插座正在使用的用电器单次累计二氧化碳排出量，分别按顺序显示第一路用电器排出量、第二路用电器排出量、第三路用电器排出量、第四路用电器排出量、总排出量。
[0052]按键操作设置:共设置五个按键，包括总按键Kl (轮显/设置)、第一按键K2(I/—)、第二按键K3 (2/丨)、第三按键K4 (3/丨)、第四按键K5 (4/—)。按键系统分为正常状态和设置状态。当处于正常状态时，总按键Kl用于按上文的顺序切换显示信息，每按一次切换一次；第一按键K2用于控制第一路用电器的工作；第二按键K3用于控制第二路用电器的工作；第三按键K4用于控制第三路用电器的工作；第四按键K5用于控制第四路用电器的工作。长按总按键Kl 一秒则进入设置状态，用于对费率进行设置，第一按键K2、第二按键K3、第三按键K4、第四按键K5分别表示左、上、下、右等箭头键，进行费率设置，三秒无操作设置完成，退回正常状态。
[0053]在本实施例中，显示屏4采用IXD屏，显示数字有5位数字，小数点确定:功率显示3位小数、电量显示2位小数、时间显示I位小数、金额显示2位小数、费率显示3位小数、二氧化碳排出量显示2位小数；当数据大于I时，前端字符为O时不显示；显示屏4的连接电路如图1Oa所示,显示控制电路如图1Ob所示。
[0054]本实用新型的系统工作流程如下:
[0055]系统的设置参数和费率信息数据存储在数据存储器3中，当系统上电后从数据存储器3中读取相关数据。
[0056]当用电器插入插座后，单击相应的按键，数据处理模块2响应并驱动相应继电器吸合，并对用电器供电，同时电量、时间、金额、二氧化碳排放量等开始累计数据。功率数据在通电5分钟后监测，通过显示屏4 ;每5分钟检测I次，并更新数据。电量通过采样计量模块I进行采样，输出功率脉冲；每9600个脉冲为I度电，每0.01度电更新数据。时间每I分钟更新，金额每次电量更新时更新数据，二氧化碳排出量每次电量更新时更新数据。另夕卜，每路用电器的数据均可以累计总数据进行更新。
[0057]本实用新型可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。
【权利要求】
1.一种用电器能耗信息监测系统，用于对接入插座的用电器的能耗信息进行监测，所述插座上设置有一个或一个以上的孔位，每个孔位对应一路用电器，其特征在于，该用电器能耗信息监测系统包括采样计量模块、数据处理模块和数据存储器，所述采样计量模块和所述数据存储器分别与所述数据处理模块连接；所述采样计量模块接入所述插座的零线和火线，所述数据处理模块分别对每一路用电器的通断进行控制，使得所述采样计量模块分别对每一路用电器的电流和电压以及总电路的电流和电压进行采样；所述采样计量模块将采样结果发送给所述数据处理模块，所述数据处理模块对接收到的所述采样结果进行处理，计算出能耗信息并将所述能耗信息存储在数据存储器中。
2.根据权利要求1所述的用电器能耗信息监测系统，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏与所述数据处理模块连接；所述数据处理模块将计算出的所述能耗信息显示在显示屏上。
3.根据权利要求1或2所述的用电器能耗信息监测系统，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路分别为所述采样计量模块、数据处理模块和数据存储器供电；将220V市电接入所述电源电路，所述电源电路通过阻容降压的方式提供5V电源。
4.根据权利要求1所述的用电器能耗信息监测系统，其特征在于，所述采样计量模块采用BL0930芯片。
5.根据权利要求1所述的用电器能耗信息监测系统，其特征在于，所述数据处理模块采用BL22P14芯片。
6.根据权利要求5所述的用电器能耗信息监测系统，其特征在于，所述数据处理模块分别对每一路用电器的通断进行控制是指:通过设置第一按键(K2)、第二按键(K3)、第三按键(K4)和第四按键(K5)分别调整数据处理模块的第一引脚(K2)、第二引脚(K3)、第三引脚(K4)和第四引脚(K5)的电平，通过对数据处理模块的第一引脚(K1)、第二引脚(K2)、第三引脚(K3)和第四引脚(K4)的电平的调整分别控制第一继电器(邛1)、第二继电器(邛2)、第三继电器(JD3)和第四继电器(JD4)的通断，通过控制第一继电器(JD1)、第二继电器(JD2)、第三继电器(JD3)和第四继电器(JD4)的通断来分别控制每一路用电器的通断。
7.根据权利要求1所述的用电器能耗信息监测系统，其特征在于，所述数据存储器采用BL24C02芯片。
8.根据权利要求1所述的用电器能耗信息监测系统，其特征在于，所述采样计量模块采用分流器接入方式对电流进行采样，所述采样计量模块采用电阻分压方式对电压进行采样。
9.根据权利要求1所述的用电器能耗信息监测系统，其特征在于，所述用电器能耗信息监测系统集成设置在所述插座上。
【文档编号】H01R13/70GK203445354SQ201320337528
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2013年6月13日
【发明者】丁美贞, 胡新武 申请人:上海瑞涛信息技术有限公司