專利名稱：可預置家庭用電負載監控報警裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及家用電氣設備領域，特別涉及一種用于家庭用電負載監控報警的可手動預置報警參數的裝置。
背景技術：
現在一般的城市家庭在裝修時都會安裝一個空氣開關，用以保護電閘的保險絲在用電過高時不被熔斷，避免造成更換保險絲的情況。而這雖然保護了電閘的保險絲不被熔斷，但空氣開關的突然跳閘，還是會引起家庭的突然斷電或部分用電器斷電而帶來一些狀況的情況。如果能夠通過一種裝置實現家庭用電負載的監控，在負載達到危險值時提供一些警示，對于業主來說，會起到事先預防的作用，避免因為負載過大而導致的一系列問題，從而可以實現家庭的安全用電，以及保護財產安全。因此，有必要研制出一種能夠實現家庭用電負載監控的裝置。
發明內容有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種可預置家庭用電負載監控報警裝置，用戶可根據自身家庭用電器的用電情況進行報警范圍的預置，通過顯示報警單元燈指示負載的實際視在功率可能處于的狀態，不僅能在用電過大的情況下會自發報警，而且能提醒用戶注意家庭負載的合理使用，避免在正常情況下突然停電的狀況。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的本實用新型的可預置家庭用電負載監控報警裝置包括單片機、信號采集單元、顯示報警單元以及用戶調節單元；所述信號采集單元用于實時采集家庭負載功率的信號量，并經放大后輸出至單片機；所述單片機將信號采集單元采集的信號量與內部預置值進行比較，根據信號量與內部預置值的比較情況，分別輸出不同的觸發信號至顯示報警單元，以觸發不同的顯示指示燈和/或聲音警報；所述用戶調節單元與單片機相聯接且用于調節單片機的內部預置值。進一步，所述信號采集單元包括電流傳感器和信號放大電路，所述電流傳感器采集家庭負載線路上的電流信號后，將其轉化為與家庭負載功率成正比的交流小信號，然后整流為對應的直流信號，所述信號放大電路直流信號放大后輸出至單片機；進一步，所述信號采集單元還包括峰值檢測電路；進一步，所述單片機輸出的觸發信號為三種，分別通過不同的輸出端口輸出，且三種觸發信號分別對應信號量遠小于預置值的安全情況、信號量接近預置值的警示情況以及信號量遠大于預置值的報警情況；進一步，所述顯示報警單元包括控制芯片、與控制芯片相聯接的不同顏色的指示燈以及蜂鳴器；進一步，所述用戶調節單元包括多路撥動開關，所述多路撥動開關的每一路均聯接至單片的一路輸入端口，通過不同路數的多路開關的導通，實現預置值的改變；進一步，所述單片機為HT46RU232 ；進一步，所述多路撥動開關為8路，分別聯接至HT46RU232的ΡΑ(ΓΡΑ7端口。本實用新型的有益效果是1)本實用新型能夠根據負載使用情況及時提醒用戶合理使用家庭負載，其最大的優點是用戶可以根據用戶家庭用電負載情況，利用多路撥動開關，自行預置安全報警范圍， 從而達到安全使用的目的；2)本實用新型利用指示燈和蜂鳴器，防止了突然斷電的情況，避免了突然斷電帶來的一些損失和麻煩，減少因用電不當而造成火災等突發狀況的風險，并且，本產品的可預置功能適用于任何家庭。而三盞不同顏色(紅、黃、綠)的指示燈能讓用戶很清晰的判斷家庭負載的用電情況，進而正確和合理使用用電負載；3)本作品可模塊化、小型化，自主化，動態化，適用范圍廣，使用本作品可將模擬信號轉換為視覺色彩信號，顯示直接，給人以更直觀的感受，避免了因記不清預置數據而造成判斷不準確的情況，而且，本作品所使用的元件價格低廉，能極大的降低成本，具有性價比高，指示性強，實時監控，易識別，理解性強，操作簡單，實用性高和直觀簡潔的優點，具有廣闊的市場前景。本實用新型的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實用新型的實踐中得到教導。本實用新型的目標和其他優點可以通過下面的說明書和權利要求書來實現和獲得。
為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中圖1為本實用新型的連接框圖；圖2為信號采集單元的電路連接圖；圖3為本實用新型的電路聯接簡圖。
具體實施方式
以下將參照附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護范圍。如圖1所示，本實用新型的可預置家庭用電負載監控報警裝置，包括單片機1、信號采集單元2、顯示報警單元3以及用戶調節單元4 ；信號采集單元2用于實時采集家庭負載功率的信號量，并經放大后輸出至單片機；本實施例中，信號采集單元包括電流傳感器21和信號放大電路22，所述電流傳感器采集家庭負載線路上的電流信號后，將其轉化為與家庭負載功率成正比的交流小信號，然后整流為對應的直流信號，所述信號放大電路直流信號放大后輸出至單片機。[0030]單片機1將信號采集單元2采集的信號量與內部預置值進行比較，根據信號量與內部預置值的比較情況，分別輸出不同的觸發信號至顯示報警單元3，以觸發不同的顯示指示燈和/或聲音警報；本實施例中，單片機采用HT46RU232。用戶調節單元4與單片機相聯接且用于調節單片機的內部預置值。如圖2所示，本實施例中，信號采集單元2的信號放大電路22主要是通過功放 0P07來完成，而二極管D3、電阻R16和電容C5組成了峰值檢測電路，實現對家庭用電總負載的檢測。如圖3所示，本實施例中，用戶調節單元包括多路撥動開關K，多路撥動開關為8 路，分別聯接至單片機的PACTPA7端口，通過不同路數的多路開關的導通，實現預置值的改變，當8個開關全斷開時，預置值為0 ；當開關全閉合時，則預置值為最大值。圖中的顯示報警單元包括控制芯片Μ、與控制芯片M相聯接的不同顏色的指示燈 Η ΓΗ 3以及蜂鳴器LB。單片機輸出的觸發信號為三種，分別通過不同的輸出端口輸出，且三種觸發信號分別對應信號量遠小于預置值的安全情況、信號量接近預置值的警示情況以及信號量遠大于預置值的報警情況，圖中的HDfHD3即為紅、黃、綠三色指示燈，當紅燈亮(即信號量遠大于預置值)，高電平觸發555芯片使蜂鳴器LB發出警報聲。本產品的特色在于用戶可根據自己的家庭用電負載的使用情況，可通過對8路撥動開關的閉合調節，自行預置安全范圍，從而對報警范圍進行預置。而且調節起來也較為方便當8個撥動開關全斷開時，預置值為0 ；當8個開關全關閉時，則預置值設置為最大值。整個系統性能穩定，且性價比較高，有較強的適用性。此外，與固定值的空氣開關相比， 可預置范圍更加有彈性空間，用戶可根據自己的需求來設置，避免了突然斷電帶來的一些損失和麻煩，其預置報警范圍還可減少因用電不當而造成火災等突發狀況的風險，并且，適合于任何用電情況不同的家庭使用，能夠很好的實時監控家庭用電情況。應用實例用戶預置一個家庭用電最大值260W，然后以真實的220V電壓安裝本裝置，并根據功率從小到大接入負載，隨著接入負載功率大小的不同，所點亮的發光二極管就不同，通過發光二極管的顏色，判斷其所在范圍，從而達到監控和報警。1.當打開一盞100瓦的白熾燈時；測試結果指示燈HD3亮，表示處于安全范圍；2.當打開另一盞100瓦的白熾燈時，此時功率為200W ；測試結果指示燈HD2亮，表示處于警示范圍；3.當再打開一盞100瓦的白熾燈時，此時功率為300W ；測試結果指示燈HD3亮，且蜂鳴器開始報警，表示處于危險的報警范圍；本實施例中，單片機采用HT46RU232，是8位高性能精簡指令集單片機，專門為需要A/D轉換產品而設計，例如傳感器信號輸入。具有低功耗、I/O使用靈活、可編程分頻器、 計數器、振蕩類型選擇、多通道A/D轉換、脈寬調制功能、I2C接口、UART總線，暫停和喚醒功能，這款單片機可以廣泛應用于傳感器的A/D轉換、馬達控制、工業控制、消費類產品，子系統控制器等。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.可預置家庭用電負載監控報警裝置，其特征在于所述裝置包括單片機、信號采集單元、顯示報警單元以及用戶調節單元；所述信號采集單元用于實時采集家庭負載功率的信號量，并經放大后輸出至單片機；所述單片機將信號采集單元采集的信號量與內部預置值進行比較，根據信號量與內部預置值的比較情況，分別輸出不同的觸發信號至顯示報警單元，以觸發不同的顯示指示燈和/或聲音警報；所述用戶調節單元與單片機相聯接且用于調節單片機的內部預置值。
2.根據權利要求1所述的可預置家庭用電負載監控報警裝置，其特征在于所述信號采集單元包括電流傳感器和信號放大電路，所述電流傳感器采集家庭負載線路上的電流信號后，將其轉化為與家庭負載功率成正比的交流小信號，然后整流為對應的直流信號，所述信號放大電路直流信號放大后輸出至單片機。
3.根據權利要求1或2所述的可預置家庭用電負載監控報警裝置，其特征在于所述信號采集單元還包括峰值檢測電路。
4.根據權利要求3所述的可預置家庭用電負載監控報警裝置，其特征在于所述單片機輸出的觸發信號為三種，分別通過不同的輸出端口輸出，且三種觸發信號分別對應信號量遠小于預置值的安全情況、信號量接近預置值的警示情況以及信號量遠大于預置值的報警情況。
5.根據權利要求1所述的可預置家庭用電負載監控報警裝置，其特征在于所述顯示報警單元包括控制芯片、與控制芯片相聯接的不同顏色的指示燈以及蜂鳴器。
6.根據權利要求1所述的可預置家庭用電負載監控報警裝置，其特征在于所述用戶調節單元包括多路撥動開關，所述多路撥動開關的每一路均聯接至單片的一路輸入端口， 通過不同路數的多路開關的導通，實現預置值的改變。
7.根據權利要求6所述的可預置家庭用電負載監控報警裝置，其特征在于所述單片機為 1^461^232。
8.根據權利要求7所述的可預置家庭用電負載監控報警裝置，其特征在于所述多路撥動開關為8路，分別聯接至HT46RU232的ΡΑ(ΓΡΑ7端口。
專利摘要本實用新型公開了一種可預置家庭用電負載監控報警裝置，所述裝置包括單片機、信號采集單元、顯示報警單元以及用戶調節單元；所述信號采集單元用于實時采集家庭負載功率的信號量，并經放大后輸出至單片機；單片機將信號采集單元采集的信號量與內部預置值進行比較，根據信號量與內部預置值的比較情況，分別輸出不同的觸發信號至顯示報警單元，以觸發不同的顯示指示燈和/或聲音警報；用戶調節單元與單片機相聯接且用于調節單片機的內部預置值，用戶可根據自身家庭用電器的用電情況進行報警范圍的預置，通過指示燈分別指示負載的實際視在功率可能處于的狀態，不僅能在用電過大的情況下會自發報警，而且能提醒用戶注意家庭負載的合理使用，避免在正常情況下突然停電的狀況，適用于家庭使用。
文檔編號G01R19/25GK202133714SQ20112024462
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月12日 優先權日2011年7月12日
發明者宋培森, 肖歡, 藍必文, 賈立平, 鄧禮松, 黃玉梅 申請人:重慶師范大學