專利名稱：一種用于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的家庭用電優(yōu)化裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域以及家庭用電領(lǐng)域，特別是涉及一種數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的家庭用電優(yōu)化技術(shù)。
背景技術(shù)：
數(shù)字家庭在國外已有20多年的發(fā)展，在2000年左右被正式提出并逐步導(dǎo)入國內(nèi)應(yīng)用。數(shù)字家庭比較普遍的定義，就是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖO(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊、信息家電和設(shè)備自動化，營造集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。給人們帶來全新的生活方式.
隨著數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，家庭里的各種家電設(shè)備構(gòu)成了一個整體，并且相互之間存在制約，關(guān)聯(lián)。通過網(wǎng)絡(luò)，家庭里的家電即可以互相通訊，又可以和外面的服務(wù)商通訊，從而獲得最新的服務(wù)信息和外界的情況！但是設(shè)備多，功耗大，就可能造成國家能源的極大浪費。如果供電不穩(wěn)定，又可能極大的損害家庭里各種設(shè)備，縮短它們的使用壽命，從而造成用戶的經(jīng)濟(jì)損失。比如夏天用電量大，輸送到家庭的電壓都不是很穩(wěn)定的，要么電壓偏低，要么突然停電！這不但會影響某些靈敏設(shè)備的安全性，甚至可能影響到整個數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。因此，如何優(yōu)化數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的整體用電量，如何保護(hù)數(shù)字家庭設(shè)備免受電能異常變化帶來的損害，將會成為一個越來越值得研究的問題。直到今天，國內(nèi)關(guān)于數(shù)字家庭設(shè)備用電優(yōu)化的研究不多，尚未提出一種能夠進(jìn)行統(tǒng)一集中管理的數(shù)字家庭設(shè)備用電優(yōu)化機(jī)制和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備用電優(yōu)化裝置；目的之二在于提出一種用于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備用電優(yōu)化方法。
為了實現(xiàn)發(fā)明目的之一，采用的技術(shù)方案如下一種用于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備用電優(yōu)化裝置，包括設(shè)置于網(wǎng)關(guān)中的信息管理模塊和設(shè)置于數(shù)字家電中的設(shè)備端模塊以及設(shè)置于入戶供電處的入戶供電檢測模塊；所述信息管理模塊包括用電檢測與分析模塊，控制模塊，數(shù)據(jù)備份模塊，數(shù)據(jù)壓縮與加密模塊，數(shù)據(jù)庫模塊；所述設(shè)備端模塊包括數(shù)據(jù)接收與處理模塊、信息回饋模塊，設(shè)備狀態(tài)控制模塊；所述入戶供電檢測模塊不包括任何子模塊。作用在于時時檢測家庭入戶供電情況。
各模塊的功能描述如下1、用電檢測與分析模塊把接收到的家庭各電器的用電情況進(jìn)行分析。時時跟蹤家庭設(shè)備用電情況。
2、控制模塊根據(jù)用電檢測與分析模塊所提供的數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)前的用電情況。讀取本地數(shù)據(jù)備份模塊中的用電方案或者從供電局服務(wù)器下載所需要的用電方案數(shù)據(jù)。發(fā)送到設(shè)備端模塊去。
3、數(shù)據(jù)備份模塊按照數(shù)據(jù)備份策略進(jìn)行數(shù)據(jù)的備份。數(shù)據(jù)的備份可以按照時間備份也可以手動進(jìn)行備份。數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)壓縮與加密模塊的處理后存放在本地數(shù)據(jù)庫模塊中或通過Interrnet把數(shù)據(jù)上傳到供電機(jī)構(gòu)服務(wù)器為用戶提供的存儲空間。
4、數(shù)據(jù)壓縮與加密模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)陌踩?。由于黑客的存在，可能會惡意修改家庭的用電方案，造成能源浪費和對家電的損害。所以這個模塊是非常重要的。
5、數(shù)據(jù)庫模塊存放數(shù)據(jù)的模塊，具有存放數(shù)據(jù)備份策略和數(shù)據(jù)存儲策略的功能6、數(shù)據(jù)接收與處理模塊接收家庭網(wǎng)關(guān)的信息管理模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)并進(jìn)行解壓和解密處理之后，發(fā)送給設(shè)備狀態(tài)控制模塊。
7、信息回饋模塊接收檢測數(shù)據(jù)包，檢查設(shè)備當(dāng)前的用電狀態(tài)，為設(shè)備檢測與判斷模塊發(fā)送回饋信息。
8、設(shè)備狀態(tài)控制模塊接收由數(shù)據(jù)接收與處理模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)，對設(shè)備的用電狀態(tài)進(jìn)行控制。比如空調(diào)的風(fēng)度、溫度；路燈的開與關(guān)等等。
9、入戶供電檢測模塊時時電力進(jìn)入家庭的供電情況，包括電壓，電流的狀態(tài)，穩(wěn)定度等等。
信息管理模塊、設(shè)備端模塊和入戶供電檢測模塊協(xié)同工作，對家庭設(shè)備的用電狀態(tài)時時追蹤，使用戶可以簡易的了解整個家庭的用電情況和供電信息，以及采用何種用電方案，從而保護(hù)家電的使用壽命和節(jié)約家庭耗電。
信息管理模塊集成在網(wǎng)關(guān)中，對家庭所有用電設(shè)備集中管理，從而實現(xiàn)對數(shù)字家庭設(shè)備用電優(yōu)化的統(tǒng)一管理。信息管理模塊之所以要包括的數(shù)據(jù)壓縮與加密模塊，是為了保證了數(shù)據(jù)的安全性，防止黑客對數(shù)字家庭設(shè)備的惡意破壞，同時又節(jié)省了存儲備份數(shù)據(jù)的空間。
本發(fā)明的信息管理模塊還與Internert連接。通過Internert與供電機(jī)構(gòu)互聯(lián)互通，從而自動獲取供電機(jī)構(gòu)的最新供電信息，自動下載供電機(jī)構(gòu)提供的不同時期的家庭用電優(yōu)化方案，同時還可以將本地的備份數(shù)據(jù)上傳到供電機(jī)構(gòu)服務(wù)器提供的存儲空間。
本發(fā)明的設(shè)備狀態(tài)控制模塊還設(shè)置得有人工操作裝置，用戶可以通過人工操作裝置，對家電的用電情況進(jìn)行具體的操作。
為了實現(xiàn)發(fā)明目的之二，采取的技術(shù)方案為一種用于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的家庭用電優(yōu)化方法，包括用電檢測和采取用電方案兩個過程。
所述用電檢測過程具體如下通過用電檢測與分析模塊按實際的需要把與數(shù)字家庭設(shè)備相關(guān)的用電數(shù)據(jù)和入戶供電檢測模塊偵測到的供電狀態(tài)數(shù)據(jù)，收集起來整合處理。任何異常用電信息或供電機(jī)構(gòu)發(fā)布的供電數(shù)據(jù)都將激活信息管理模塊中的控制模塊采取用電方案。用電檢測與分析模塊時時對整個家庭的用電，供電進(jìn)行偵測和數(shù)據(jù)的收集處理。
所述采取用電方案過程具體如下當(dāng)信息管理模塊中的控制模塊被激活后，它就開始讀取數(shù)據(jù)庫模塊的設(shè)備用電方案數(shù)據(jù)或通過Internert從供電機(jī)構(gòu)服務(wù)器下載家庭所需要的用電優(yōu)化數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)發(fā)送到設(shè)備端，設(shè)備端的數(shù)據(jù)接收與處理模塊接收數(shù)據(jù)后，啟動設(shè)備狀態(tài)控制模塊，使設(shè)備根據(jù)當(dāng)前的用電方案改變自己的用電狀態(tài)。
本發(fā)明所提供的用于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的家庭設(shè)備用電優(yōu)化方法，所述采取用電方案過程還包括通過信息管理模塊向家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送檢測數(shù)據(jù)包，并接收設(shè)備端的信息反饋模塊所返回的數(shù)據(jù)包，再根據(jù)返回的數(shù)據(jù)包分析設(shè)備的用電情況，信息處理模塊再次綜合分析這些數(shù)據(jù)從而判斷整個家庭是否達(dá)到最佳用電狀態(tài)。
所述采取用電方案過程還包括備份的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)壓縮與加密模塊進(jìn)行壓縮和加密處理，設(shè)備端模塊的數(shù)據(jù)接收與處理模塊在接收方案數(shù)據(jù)后進(jìn)行相應(yīng)的解壓和解密處理。
本發(fā)明所述采取用電方案過程也可以通過人工操作進(jìn)行。從而，在采取用電方案過程中，設(shè)備端模塊中的設(shè)備狀態(tài)控制模塊可以按照接收的方案數(shù)據(jù)或用戶手工進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)控制。
本發(fā)明的優(yōu)點在于通過信息管理模塊、設(shè)備端模塊和入戶供電檢測模塊協(xié)同工作，自動完成家庭設(shè)備用電的自動調(diào)整，自動關(guān)閉或開啟一些用電設(shè)備，使用戶不會因為夏天用電緊張造成的電壓不穩(wěn)使家電受到損傷，用戶可以遠(yuǎn)程控制家庭的用電情況。


圖1為本發(fā)明的家庭用電優(yōu)化裝置示意圖；圖2為用電檢測過程和采取用電方案過程的數(shù)據(jù)流動圖；圖3為用電檢測的流程圖；圖4為采取用電方案的流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
本發(fā)明的家庭用電優(yōu)化裝置示意圖如附圖1所示，包括信息管理模塊和入戶供電檢測模塊和設(shè)備端模塊；所述信息管理模塊包括用電檢測與分析模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)備份模塊、數(shù)據(jù)壓縮與加密模塊、數(shù)據(jù)庫模塊；所述設(shè)備端模塊包括數(shù)據(jù)接收與處理模塊、信息回饋模塊、設(shè)備狀態(tài)控制模塊。入戶檢測模塊為一個單獨的模塊。信息管理模塊嵌入在網(wǎng)關(guān)中，對設(shè)備用電狀態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理，從而實現(xiàn)對數(shù)字家庭設(shè)備用電情況的統(tǒng)一管理，而設(shè)備端模塊則設(shè)置在具體的每一個數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。
本發(fā)明的數(shù)字家庭用電優(yōu)化系統(tǒng)的工作數(shù)據(jù)流動過程如附圖2所示。信息處理模塊通過家庭有線網(wǎng)絡(luò)與家電設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)互通，進(jìn)行用電狀態(tài)數(shù)據(jù)和采取用電方案數(shù)據(jù)的交互，包括用電檢測和采取用電方案；同時信息處理模塊與供電機(jī)構(gòu)服務(wù)器進(jìn)行交互，接收供電信息和上傳家庭用電情況；同時信息管理模塊與入戶供電檢測模塊相連，收集每個時刻的供電狀態(tài)。從供電機(jī)構(gòu)下載的用電方案數(shù)據(jù)或用戶自己設(shè)定的用電方案數(shù)據(jù)存儲在信息管理模塊的數(shù)據(jù)庫模塊中。采取用電方案時候，直接從本地數(shù)據(jù)庫模塊中讀取數(shù)據(jù)，如果沒有則從供電機(jī)構(gòu)服務(wù)器下載相應(yīng)的用電方案數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的家庭用電優(yōu)化方法包括用電檢測和采取用電方案兩個過程用電檢測的過程如流程圖3所示。
供電機(jī)構(gòu)服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)向家庭網(wǎng)關(guān)中信息管理模塊的用電檢測與分析模塊發(fā)送，當(dāng)前用電機(jī)構(gòu)能提供的電力信息。用電檢測與分析模塊發(fā)送檢測數(shù)據(jù)包到入戶供電檢測模塊，要求跟蹤電力的供應(yīng)情況。同時用電檢測與分析模塊發(fā)送檢測數(shù)據(jù)包到設(shè)備端模塊，要求獲得當(dāng)前各個家電設(shè)備的用電狀態(tài)。設(shè)備端模塊會把它當(dāng)前的用電狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到用電檢測于分析模塊。由于采取用電方案需要經(jīng)過一個反復(fù)的過程才能達(dá)到。所以設(shè)備端模塊在采取用電方案過程中還會時時反饋其用電狀態(tài)數(shù)據(jù)。從而實現(xiàn)用電檢測與分析模塊按實際的需要把與數(shù)字家庭設(shè)備相關(guān)的用電數(shù)據(jù)和入戶的供電狀態(tài)數(shù)據(jù)整合處理。
采取用電方案的過程如流程圖4所示。當(dāng)網(wǎng)關(guān)中數(shù)據(jù)信息管理模塊中的用電檢測與分析模塊接收到供電機(jī)構(gòu)的緊急供電通知或者接收到入戶供電檢測模塊的異常供電數(shù)據(jù)時，如小區(qū)用電突然增加，導(dǎo)致電壓降低或供電局由于供電能力有限制，需要各小區(qū)減少用電量的時候。用電檢測與分析模塊向各設(shè)備發(fā)送一個用電狀態(tài)數(shù)據(jù)包，要求各家庭用電設(shè)備反饋其用電狀態(tài)。家庭用電設(shè)備端接收到這個數(shù)據(jù)包后，信息反饋模塊根據(jù)當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行情況返回一個數(shù)據(jù)包。用電檢測與分析模塊根據(jù)各家庭用電設(shè)備返回的數(shù)據(jù)包并結(jié)合供電機(jī)構(gòu)當(dāng)前的供電情況分析應(yīng)該采取的用電方案。使家庭用電達(dá)到最佳狀態(tài)同時又有利于整個小區(qū)的用電穩(wěn)定。用電方案如必須把陽臺燈的亮度降到50％、空調(diào)的溫度升高到26度，風(fēng)度降底，關(guān)閉熱水器等等。
設(shè)備端的數(shù)據(jù)接收與處理模塊接收到這樣的用電方案數(shù)據(jù)包后，就通過設(shè)備狀態(tài)控制模塊，該變相應(yīng)家電的用電狀態(tài).從而使家庭用電節(jié)省，小區(qū)用電穩(wěn)定，整個社會節(jié)約用電的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的家庭用電優(yōu)化裝置，其特征在于包括設(shè)置于網(wǎng)關(guān)中的信息管理模塊和設(shè)置于家電中的設(shè)備端模塊和入戶供電檢測模塊；所述信息管理模塊包括用電檢測與分析模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)備份模塊、數(shù)據(jù)壓縮與加密模塊、數(shù)據(jù)庫模塊；所述設(shè)備端模塊包括數(shù)據(jù)接收與處理模塊、信息回饋模塊、設(shè)備狀態(tài)控制模塊；所述入戶供電檢測模塊為單獨的一個模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字家庭用電優(yōu)化裝置，其特征在于所述信息管理模塊還通過網(wǎng)絡(luò)與供電機(jī)構(gòu)服務(wù)器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字家庭用電優(yōu)化裝置，其特征在于所述設(shè)備狀態(tài)改變模塊還設(shè)置有人工操作裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)字家庭用電優(yōu)化裝置的用于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的家庭用電優(yōu)化方法，其特征在于包括用電檢測和采取用電方案兩個步驟。所述用電檢測過程具體如下通過用電檢測與分析模塊按實際的需要把與數(shù)字家庭設(shè)備相關(guān)的用電數(shù)據(jù)和入戶的供電狀態(tài)數(shù)據(jù)整合處理；處理到的異常用電信息或供電機(jī)構(gòu)發(fā)布的供電數(shù)據(jù)將激活模塊控制模塊采取用電方案；所述采取用電方案過程具體如下控制模塊讀取數(shù)據(jù)庫模塊的設(shè)備用電方案數(shù)據(jù)或通過網(wǎng)絡(luò)從供電機(jī)構(gòu)服務(wù)器下載家庭所需要的用電優(yōu)化數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)發(fā)送到設(shè)備端，設(shè)備端的數(shù)據(jù)接收與處理模塊接收數(shù)據(jù)后，啟動設(shè)備狀態(tài)控制模塊，使設(shè)備根據(jù)當(dāng)前的用電方案改變自己的用電情況。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的家庭用電優(yōu)化方法，其特征在于所述采取用電方案過程還包括通過信息管理模塊向家電設(shè)備發(fā)送檢測數(shù)據(jù)包，并接收設(shè)備端模塊的信息回饋模塊所返回的數(shù)據(jù)包，根據(jù)返回的數(shù)據(jù)包分析整個家庭的用電是否最省，從而采取相應(yīng)的用電方案。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的家庭用電優(yōu)化方法，其特征在于所述采取用電方案過程還包括備份的用電數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)壓縮與加密模塊進(jìn)行壓縮和加密處理，所述設(shè)備端模塊的數(shù)據(jù)接收與處理模塊在接收方案數(shù)據(jù)后進(jìn)行相應(yīng)的解壓和解密處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的家庭用電優(yōu)化方法，其特征在于所述采取用電方案過程也可以通過設(shè)備端的人工操作設(shè)備搞變家電的用電狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于數(shù)字家庭的家電用電優(yōu)化裝置及方法，該裝置包括設(shè)置于網(wǎng)關(guān)中的信息處理模塊，設(shè)置于家電中的設(shè)備端模塊，以及入戶供電檢測模塊；所述信息管理模塊包括用電檢測與分析模塊，控制模塊，數(shù)據(jù)備份模塊，數(shù)據(jù)壓縮與加密模塊；設(shè)備端模塊包括數(shù)據(jù)接受與處理模塊，信息回饋模塊，設(shè)備狀態(tài)控制模塊；入戶供電檢測為單獨的模塊；方法包括用電檢測和采取用電方案兩個過程。各部件協(xié)同工作，使家庭用電最省，最安全，小區(qū)用電適應(yīng)供電的變化。
文檔編號H04L12/28GK1928757SQ20061012247
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者楊勇, 羅笑南 申請人:中山大學(xué)