專(zhuān)利名稱(chēng)：智能用電管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是涉及一種用于公用場(chǎng)所用電智能管理，特別是涉及一種用于學(xué)校對(duì)教室進(jìn)行用電管理的智能用電管理裝置。
背景技術(shù)：
中國(guó)專(zhuān)利00244910號(hào)公開(kāi)了名稱(chēng)為“學(xué)校公用電器多功能自動(dòng)控制器”的專(zhuān)利申請(qǐng)，該專(zhuān)利申請(qǐng)用時(shí)控、光控、溫控三種方式分別或組合控制的學(xué)校公用電器多功能自動(dòng)控制器，其不足之處是1.該控制器采用學(xué)校的作息時(shí)間和光線(xiàn)明暗程度的腔制方法，在晚自習(xí)的時(shí)間里，盡管教室空無(wú)一人(如某班集體去實(shí)驗(yàn)室或多媒體教室上課)，教室的燈肯定還是一片通明。
2.在上課的時(shí)間里，該控制器根據(jù)溫度的高低控制教室的電風(fēng)扇，在夏天時(shí)，若有某班學(xué)生到室外上體育課，無(wú)人教室里的電風(fēng)扇同樣會(huì)照轉(zhuǎn)不誤。
3.如晚自習(xí)前的時(shí)間或中午時(shí)間，有的同學(xué)勤奮好學(xué)，想在教室學(xué)習(xí)，由于是在非上課的時(shí)間里，盡管天色昏暗，教室的燈還是不亮。
4.該控制器無(wú)過(guò)載保護(hù)功能，學(xué)生在教室可以違規(guī)使用大功率電器，造成線(xiàn)路過(guò)載，容易引起火災(zāi)、觸電等事故，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)在教室安全用電的目的。
5.該控制器的單片機(jī)只起時(shí)控器的作用，光控和溫控的信號(hào)沒(méi)有輸入單片機(jī)利用軟件進(jìn)行處理，因此整個(gè)裝置的抗干擾能力很差，如在晚自習(xí)的時(shí)間里，光控元件的附近有電焊機(jī)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，肯定會(huì)導(dǎo)致教室的燈時(shí)滅時(shí)亮，或者在出現(xiàn)閃電時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致教室的燈瞬間熄滅，直到閃電過(guò)后；另一種的情況是，在白天的上課時(shí)間里，當(dāng)一片樹(shù)葉剛好從光控元件的附近落下或者有一朵云短時(shí)間遮住光控元件，也會(huì)導(dǎo)致教室的燈自動(dòng)瞬間亮起。
6.該控制器只適合按一定時(shí)間規(guī)律進(jìn)行活動(dòng)的場(chǎng)所，適用范圍較窄。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種針對(duì)00244910專(zhuān)利存在問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)的智能用電管理裝置。
本實(shí)用新型的解決方案是這樣的單片機(jī)的I/O口相接的傳感電路單元、單片機(jī)處理單元及單片機(jī)輸出控制單元，所述的傳感器單元具有由過(guò)流檢測(cè)電路傳感器、人體傳感器或者光照傳感器中任一種傳感器，傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口，這種方案是只采用一種傳感器進(jìn)行控制。
如果采用兩種傳感器進(jìn)行控制，即所述的傳感器單元具有由過(guò)流檢測(cè)電路傳感器、人體傳感器或者光照傳感器中任兩種傳感器，每種傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口，控制范圍比只采用一種傳感器的寬。
如果采用三種類(lèi)型傳感器進(jìn)行控制，即所述的傳感器單元具有由過(guò)流檢測(cè)電路傳感器、人體傳感器和光照傳感器，每種傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口，控制范圍更寬。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下1.利用人體傳感器進(jìn)行檢測(cè)，只要教室無(wú)人，教室的一切電器均自動(dòng)斷開(kāi)。
2.教室有人時(shí)，電風(fēng)扇和電源插座只要使用都可以工作；在光線(xiàn)足夠時(shí)，教室的燈自動(dòng)熄滅(電風(fēng)扇和電源插座不受影響)，如果光線(xiàn)不足，教室燈能自動(dòng)亮起。若采用兩個(gè)人體傳感器能實(shí)現(xiàn)如果教室前部分有人，則前部分的燈亮(前部分的電風(fēng)扇只要使用能工作)，后部分沒(méi)有人，則后部分的燈不亮(后部分的電風(fēng)扇不能工作)，反之亦然，裝置能根據(jù)人所處的位置進(jìn)行控制燈的照明數(shù)量(包括電風(fēng)扇的數(shù)量)，充分利用電能。
3.采用了插座線(xiàn)路過(guò)載保護(hù)功能，在出現(xiàn)過(guò)載情況時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)該插座電源，并聲光報(bào)警，在過(guò)載情況消失5分鐘后，插座電源能自動(dòng)恢復(fù)供電，這有效地控制了學(xué)生違規(guī)使用其它大功率電器，保證了教室的用電安全。
4.裝置采用了硬件(如光耦合器)進(jìn)行強(qiáng)弱電隔離，有效避免電壓波動(dòng)帶來(lái)的干擾；另外，所有傳感信號(hào)都集中到單片機(jī)利用軟件的方法進(jìn)行處理，裝置能分辨來(lái)自電焊機(jī)、閃電、云朵、樹(shù)葉、電壓波動(dòng)或者人員短時(shí)進(jìn)出教室等帶來(lái)的干擾。
5.裝置充分考慮人和自然的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，在需要電時(shí)能及時(shí)提供，不需要電時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)，如晚自習(xí)結(jié)束后，人離開(kāi)教室時(shí)，教室燈延時(shí)三分鐘后才熄滅，這三分鐘的時(shí)間能給學(xué)生鎖好教室并順利離開(kāi)教室提供了照明，真正是教室智能用電管理裝置。
6.適用范圍廣，不僅適合學(xué)校使用，同樣適合機(jī)關(guān)辦公室、倉(cāng)庫(kù)、賓館、車(chē)站等場(chǎng)所的用電管理，具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。


附圖是本實(shí)用新型的實(shí)施例。
附圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
附圖2是程序設(shè)計(jì)流程圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所述的傳感器單元具有由過(guò)流檢測(cè)電路傳感器、人體傳感器或者光照傳感器中任一種傳感器，傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口。
在上述技術(shù)方案中，可得到如下幾種組合1、傳感器單元具有由過(guò)流檢測(cè)電路傳感器、人體傳感器或者光照傳感器中任兩種傳感器，每個(gè)傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口。即可組成所述的傳感器單元具有人體傳感器和光照傳感器，每個(gè)傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口；所述的傳感器單元具有人體傳感器和過(guò)流檢測(cè)電路傳感器，每個(gè)傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口；所述的傳感器單元具有過(guò)流檢測(cè)電路傳感器和光照傳感器，每個(gè)傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口。
2、所述的傳感器單元具有由過(guò)流檢測(cè)電路傳感器、人體傳感器或者光照傳感器，每個(gè)傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口。
本實(shí)施例是采用一個(gè)過(guò)流檢測(cè)電路傳感器、兩個(gè)人體傳感器、一個(gè)光照傳感器組成傳感電路單元，每一個(gè)傳感器分別接到一個(gè)比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的P3口。
傳感器單元中，過(guò)流檢測(cè)電路傳感器是由電流互感器T1、二極管VD1、電容C10、電位器RP1組成；人體傳感器輸出信號(hào)通過(guò)光耦合器U6、U7提供信號(hào)給比較器；光照傳感器用光敏電阻D1檢測(cè)。
單片機(jī)輸出控制單元中，由光耦合器U1、U2、U3、U4、U5及雙向可控硅Q1、Q2、Q3、Q4、Q5等元件組成。
單片機(jī)處理單元是采用AT89C51芯片。顯示電路及報(bào)警電路由發(fā)光二極管L1、L2、L3、L4、L5組成微電腦在工作時(shí)的各種工作狀態(tài)顯示電路，蜂鳴器SPK1及發(fā)光二極管L6組成聲光報(bào)警電路。
人體傳感器CH1、CH2是采用型號(hào)為CRM-YD10的熱釋電紅外傳感器。兩個(gè)人體傳感器一個(gè)設(shè)置在教室的前部，另一個(gè)設(shè)置在教室的后部。
(1)只要教室無(wú)人，單片機(jī)輸出端口P10、P11、P12、P13、P14為高電平，雙向可控硅Q1、Q2、Q3、Q4、Q5無(wú)電壓輸出，教室的一切電路線(xiàn)路均自動(dòng)斷開(kāi)。
(2)只要教室有人(即傳感器CH1或CH2有信號(hào)輸出)時(shí)，單片機(jī)輸出端口P10為低電平，電源插座J1有電壓輸出；如果教室前部分有人(即傳感器CH1有信號(hào)輸出)，單片機(jī)輸出端口P12為低電平，則前部分的電風(fēng)扇電源端子X(jué)1有輸出，后部分沒(méi)有人，單片機(jī)輸出端口P11為高電平，則后部分的電風(fēng)扇電源端子X(jué)2無(wú)輸出，反之亦然。
(3)如果教室前部分有人，且光線(xiàn)不足(即光敏電阻的阻值增大到一定值)時(shí)，單片機(jī)輸出端口P14為低電平，則前部分的燈LAMP1(可以并聯(lián)多盞燈)亮，后部分沒(méi)有人，則后部分的燈LAMP1不亮，反之亦然；光線(xiàn)足夠時(shí)，教室的燈自動(dòng)熄滅(電風(fēng)扇和電源插座不受影響)。
(4)當(dāng)插座線(xiàn)路出現(xiàn)過(guò)載情況時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)該插座J1電源，并聲光報(bào)警；在過(guò)載情況消失5分鐘后，插座電源能自動(dòng)恢復(fù)供電。
下面以過(guò)流檢測(cè)電路為例說(shuō)明本實(shí)用新型的工作過(guò)程當(dāng)教室有人時(shí)，人體傳感器CH1或CH2有信號(hào)輸出，比較器U8B或H8C由高電平變成低電平，即單片機(jī)的輸入端P31或P32由高電平變成低電平，經(jīng)單片機(jī)89C51確認(rèn)為人體信號(hào)后，單片機(jī)的輸出端P10由高電平變成低電平，U5的二極管發(fā)光，使U5的雙向可控硅導(dǎo)通，Q5的門(mén)極有觸發(fā)信號(hào)，Q5導(dǎo)通，插座J1有電壓輸出；由于電流互感器的初級(jí)線(xiàn)圈與用電器的插座串聯(lián)，在電流互感器的次級(jí)線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓，此電壓經(jīng)二極管VD1整流，電容C10濾波，在電位器RP1上形成壓降，將其取樣電壓加在比較器的反相端，基準(zhǔn)電壓加在同相端，當(dāng)用電器功率超過(guò)設(shè)定功率時(shí)，比較器LM324的1腳輸出低電平，單片機(jī)P30端口接收到此電平信號(hào)后，發(fā)出指令使芯片的P25、P26端口輸出報(bào)警信號(hào)給發(fā)光管L6及蜂鳴器SPK1，同時(shí)芯片的P10端口輸出高電平，光耦合器U5的雙向可控硅截止，Q5的門(mén)極無(wú)觸發(fā)信號(hào)，可控硅Q5截止，斷開(kāi)插座電源，用電器停止工作5分鐘之后，若過(guò)載情況消失，插座電源能自動(dòng)恢復(fù)供電。
為避免如人員的頻繁進(jìn)出、光線(xiàn)的瞬間變化、電源電壓的波動(dòng)等情況引起系統(tǒng)的誤動(dòng)作，利用軟件的編寫(xiě)方法可使系統(tǒng)能避開(kāi)外界帶來(lái)的干擾，這就是采用單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理帶來(lái)的好處。
附圖2所示的程序設(shè)計(jì)流程圖是以一個(gè)教室為單位進(jìn)行控制的。
權(quán)利要求1.一種智能用電管理裝置，包括有與單片機(jī)的I/O口相接的傳感電路單元、單片機(jī)處理單元及單片機(jī)輸出控制單元，其特征在于所述的傳感器單元具有由過(guò)流檢測(cè)電路傳感器、人體傳感器或者光照傳感器中任一種傳感器，傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)I/O口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能用電管理裝置，其特征在于所述的傳感器單元具有由過(guò)流檢測(cè)電路傳感器、人體傳感器或者光照傳感器中任兩種傳感器，每個(gè)傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能用電管理裝置，其特征在于所述的傳感器單元具有由過(guò)流檢測(cè)電路傳感器、人體傳感器或者光照傳感器，每個(gè)傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能用電管理裝置，其特征在于所述的傳感器單元具有人體傳感器和光照傳感器，每個(gè)傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能用電管理裝置，其特征在于所述的傳感器單元具有人體傳感器和過(guò)流檢測(cè)電路傳感器，每個(gè)傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能用電管理裝置，其特征在于所述的傳感器單元具有過(guò)流檢測(cè)電路傳感器和光照傳感器，每個(gè)傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口。
7.根據(jù)權(quán)利要求所述的智能用電管理裝置，其特征在于所述的傳感器單元具有兩個(gè)人體傳感器，每個(gè)傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口。
專(zhuān)利摘要一種用于公用場(chǎng)所用電智能管理，特別是用于學(xué)校對(duì)教室進(jìn)行的智能用電管理的裝置。其特點(diǎn)是單片機(jī)的I/O口相接的傳感電路單元、單片機(jī)處理單元及單片機(jī)輸出控制單元，所述的傳感器單元具有由過(guò)流檢測(cè)電路傳感器、人體傳感器或者光照傳感器中任一種或多種組合的傳感器，傳感器單元接到比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的I/O口。其優(yōu)點(diǎn)是只要教室無(wú)人，教室的一切電器均停止工作。教室有人時(shí)，電風(fēng)扇和電源插座只要使用都可以工作，光線(xiàn)足夠，教室的燈自動(dòng)熄滅；光線(xiàn)不足，教室燈能自動(dòng)亮起，而且能實(shí)現(xiàn)如果教室前部分有人，前部分的燈亮，后部分沒(méi)有人，后部分的燈不亮，反之亦然；插座線(xiàn)路出現(xiàn)過(guò)載情況時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)該插座電源，并聲光報(bào)警。
文檔編號(hào)H05B37/02GK2674767SQ20042000131
公開(kāi)日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月2日
發(fā)明者李世強(qiáng) 申請(qǐng)人:柳州市交通學(xué)校