适合阶梯电价和分时电价的家用节电系统技术方案

一种适合阶梯电价和分时电价的家用节电系统，其特征是：其包括控制装置、输入输出设备、控制开关组和家用电表；控制装置包括微控制器和监控模块；微控制器可以读取其上的用电度数；监控模块置包括主控模块、一类家用电器驱动模块、二类家用电器驱动模块、三类家用电器驱动模块；主控模块用于对整个系统的集中控制，其首先用于对系统进行初始化，接受用户输入的家用电器开关信息，并根据其属性分别存放到一、二或三类家用电器开关信息序列缓存区中；并根据家用电器开关信息序列缓存区情况分别调用一、二、三类家用电器驱动模块进行处理。其能解决在降低电网周期总负荷时还可以减少高峰用电的瞬时功率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种适合阶梯电价和分时电价的家用节电系统，其特征是：其包括控制装置、输入输出设备、控制开关组和家用电表；控制装置包括微控制器和监控模块；微控制器可以读取其上的用电度数；监控模块置包括主控模块、一类家用电器驱动模块、二类家用电器驱动模块、三类家用电器驱动模块；主控模块用于对整个系统的集中控制，其首先用于对系统进行初始化，接受用户输入的家用电器开关信息，并根据其属性分别存放到一、二或三类家用电器开关信息序列缓存区中；并根据家用电器开关信息序列缓存区情况分别调用一、二、三类家用电器驱动模块进行处理。其能解决在降低电网周期总负荷时还可以减少高峰用电的瞬时功率。【专利说明】适合阶梯电价和分时电价的家用节电系统
本专利技术涉及电力需求终端领域，特别是一种适合阶梯电价和分时电价的家用节电系统。
技术介绍
长期以来，我国对居民电价采取低价政策，从而造成用电量越多的用户，享受的补贴越多。为了促进资源节约和环境友好型社会建设，引导居民合理用电、节约用电，国家发改委提出对居民生活用电实行阶梯电价。阶梯电价鼓励大家周期(例如一月或一年内)用电总量减少，但是从用电波峰波谷来看，会导致尖峰(高峰)很高，低谷更低，导致发电机组的利用率下降、损耗会增加，由此国家又实行了分时电价，即用电高峰时电价高，用电低谷时电价低，以鼓励人们在用电低谷时使用更多的电器。阶梯电价限制人们周期内过多使用电能，分时电价使人们避免高峰时过多同时用电，政府通过这两项规定，力求同时解决在控制整个电网在一定时期(例如一个月或一年内)总负荷与减少瞬时负荷可能过高的矛盾。而目前配电网的现状:居民小区安装的电能表只是测量用户用电信息，并不能收集用户的预测用电信息，也不能根据阶段电价和分时电价的功能来指导用户用电，人们往往难以掌握一个月怎样使用各类电器才会少使用高档电价，也不会过多地在高价用电时间使用较大的用电器。即目前难以同时解决在降低电网周期总负荷时还可以减少高峰用电的瞬时功率与用户节约用电开资的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种适合阶梯电价和分时电价的家用节电系统；其能解决在降低电网周期总负荷时还可以减少高峰用电的瞬时功率，并可节约用户用电开资，即其可以很好地实现国家推出的阶梯电价和分时电价的目的，同时还能节约用户用电开资，且并不影响用户用电方便。 本专利技术的技术方案是:一种适合阶梯电价和分时电价的家用节电系统，其包括控制装置、输入输出设备、控制开关组和家用电表；控制装置包括微控制器和监控模块；输入输出设备与微控制器相连接，其用于输入控制信息和输出提不信息；控制开关组包括一个以上的可控开关，每个可控开关设有输出回路和控制端，可控开关的输出回路并接在家用电器的启动开关上，实现对家用电器的开关进行控制，可控开关的控制端分别与微控制器相连接；家用电表为数字电表，其电源端连接在用户用电线路中，其数据端口与微控制器相连接，微控制器可以读取其上的用电度数；监控模块置于微控制器内，其包括主控模块、一类家用电器驱动模块、二类家用电器驱动模块和三类家用电器驱动模块； 主控模块用于对整个系统的集中控制，其首先用于对系统进行初始化，初始化包括如下操作:在存储区分出用于存放家用电器分类信息存储区，并将该存储区中再划分为一类家用电器开关信息序列缓存区、二类家用电器开关信息序列缓存区、三类家用电器开关信息序列缓存区，再将各家用电器分为三类，即分别按照各家用电器响应的紧迫性分成一类家用电器、二类家用电器或三类家用电器，并对各家用电器进行编号，将包括家用电器编号和家用电器分类号的家用电器信息根据其分类号分别存储到一类家用电器开关信息序列缓存区、二类家用电器开关信息序列缓存区、三类家用电器开关信息序列缓存区中，其还在存储区中分出用于存放家用电表数据信息的存储区，即分出家用电表数据信息存储区，还在存储区中分出用于存放国家电网中的阶梯电价及分时电价信息的存储区，即开辟出阶梯电价及分时电价信息存储区，并将国家电网的阶梯电价和分时电价储存在其中；初始化完毕后，接受用户输入的家用电器开关信息，家用电器开关信息包括家用电器编号、开关属性和执行预约时间属性三个属性，并根据其属性分别存放到一类家用电器开关信息序列缓存区、二类家用电器开关信息序列缓存区或三类家用电器开关信息序列缓存区中；然后依次查询一类家用电器开关信息序列缓存区、二类家用电器开关信息序列缓存区、三类家用电器开关信息序列缓存区中是否有家用电器开关信息，如果存在相应信息就分别调用一类家用电器驱动模块、二类家用电器驱动模块、三类家用电器驱动模块进行处理，处理完毕后再返回，进入用户输入接口；一类家用电器驱动模块，其用于调度一类家用电器的运行，其首先判断一类家用电器开关信息序列缓存区是否为空，如果不存在则返回；如果存在，则从中读取一个家用电器开关信息，然后根据这个家用电器开关信息的内容，再进行开关时效判断处理:判断家用电器开关信息开关时间是否大于或者等于当前系统时间，如果是，则根据该家用电器开关信息具体内容，启动或者关闭相应家用电器，同时在一类家用电器开关信息序列缓存区删除这个家用电器开关信息，然后进入下一次判断一类家用电器开关信息序列缓存区是否为空，如果时间不相等，则跳过当前家用电器开关信息，再进入循环判断一类家用电器开关信息序列缓存区是否为空；二类家用电器驱动模块，其用于调度二类家用电器开关信息序列缓存区中的二类家用电器的运行，其结构是在一类家用电器驱动模块结构的基础上增加了具有判断和处理本周期已用电量大于或等于阶梯电价中某一高档电量阀值的部件，其在一类家用电器驱动模块功能的基础上增加了给用户选择在高档电量时是否能继续使用相应的二类家用电器，即二类家用电器驱动模块包括开关时效的判断处理功能部件和本周期已用电量大于或等于阶梯电价中某一高档电量阀值的判断处理功能部件两个功能部件；三类家用电器驱动模块，其用于调度三类家用电器开关信息序列缓存区中的三类家用电器的运行，其结构是在二类家用电器驱动模块结构的基础上增加了具有判断和处理“系统时间是否在分时电价的低价时段”的部件，其在二类家用电器驱动模块功能的基础上增加了给用户选择在低价时段是否能继续使用相应的三类家用电器，即三类家用电器驱动模块包括开关时效的判断处理功能部件、本周期已用电量大于或等于阶梯电价中某一高档电量阀值的判断处理功能部件和系统时间是否在分时电价的低价时段的判断处理功能部件三个功能部件。 本专利技术进一步的技术方案是:所述的微控制器为STM32F103C8T6单片机。 本专利技术更进一步的技术方案是:其还包括报警器，报警器为发光二极管和/或喇口八，其与微控制器STM32F103C8T6的I/O端口的PC(T7引脚相连接。 本专利技术再进一步的技术方案是:所述的输入输出设备包括具有输入输出功能的触摸屏，触摸屏与微控制器STM32F103C8T6的I/O端口的PB(Tl5引脚相连接。 本专利技术还进一步的技术方案是:所述的可控开关为继电器，各继电器的控制端分别与微控制器STM32F103C8T6的I/O端口的PA(Tl5引脚相连接。 本专利技术还进一步的技术方案是:所述的各继电器的控制端分别与微控制器STM32F103C8T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合阶梯电价和分时电价的家用节电系统，其特征是：其包括控制装置、输入输出设备、控制开关组和家用电表；控制装置包括微控制器和监控模块； 输入输出设备与微控制器相连接，其用于输入控制信息和输出提示信息；控制开关组包括一个以上的可控开关，每个可控开关设有输出回路和控制端，可控开关的输出回路并接在家用电器的启动开关上，实现对家用电器的开关进行控制，可控开关的控制端分别与微控制器相连接；家用电表为数字电表，其电源端连接在用户用电线路中，其数据端口与微控制器相连接，微控制器可以读取其上的用电度数；监控模块置于微控制器内，其包括主控模块、一类家用电器驱动模块、二类家用电器驱动模块和三类家用电器驱动模块；主控模块用于对整个系统的集中控制，其首先用于对系统进行初始化，初始化包括如下操作：在存储区分出用于存放家用电器分类信息存储区，并将该存储区中再划分为一类家用电器开关信息序列缓存区、二类家用电器开关信息序列缓存区、三类家用电器开关信息序列缓存区，再将各家用电器分为三类，即分别按照各家用电器响应的紧迫性分成一类家用电器、二类家用电器或三类家用电器，并对各家用电器进行编号，将包括家用电器编号和家用电器分类号的家用电器信息根据其分类号分别存储到一类家用电器开关信息序列缓存区、二类家用电器开关信息序列缓存区、三类家用电器开关信息序列缓存区中，其还在存储区中分出用于存放家用电表数据信息的存储区，即分出家用电表数据信息存储区，还在存储区中分出用于存放国家电网中的阶梯电价及分时电价信息的存储区，即开辟出阶梯电价及分时电价信息存储区，并将国家电网的阶梯电价和分时电价储存在其中；初始化完毕后，接受用户输入的家用电器开关信息，家用电器开关信息包括家用电器编号、开关属性和执行预约时间属性三个属性，并根据其属性分别存放到一类家用电器开关信息序列缓存区、二类家用电器开关信息序列缓存区或三类家用电器开关信息序列缓存区中；然后依次查询一类家用电器开关信息序列缓存区、二类家用电器开关信息序列缓存区、三类家用电器开关信息序列缓存区中是否有家用电器开关信息，如果存在相应信息就分别调用一类家用电器驱动模块、二类家用电器驱动模块、三类家用电器驱动模块进行处理，处理完毕后再返回，进入用户输入接口；一类家用电器驱动模块，其用于调度一类家用电器的运行，其首先判断一类家用电器开关信息序列缓存区是否为空，如果不存在则返回；如果存在，则从中读取一个家用电器开关信息，然后根据这个家用电器开关信息的内容，再进行开关时效判断处理：判断家用电器开关信息开关时间是否大于或者等于当前系统时间，如果是，则根据该家用电器开关信息具体内容，启动或者关闭相应家用电器，同时在一类家用电器开关信息序列缓存区删除这个家用电器开关信息，然后进入下一次判断一类家用电器开关信息序列缓存区是否为空，如果时间不相等，则跳过当前家用电器开关信息，再进入循环判断一类家用电器开关信息序列缓存区是否为空；二类家用电器驱动模块，其用于调度二类家用电器开关信息序列缓存区中的二类家用电器的运行，其结构是在一类家用电器驱动模块结构的基础上增加了具有判断和处理本周期已用电量大于或等于阶梯电价中某一高档电量阀值的部件，其在一类家用电器驱动模块功能的基础上增加了给用户选择在高档电量时是否能继续使用相应的二类家用电器，即二类家用电器驱动模块包括开关时效的判断处理功能部件和本周期已用电量大于或等于阶梯电价中某一高档电量阀值的判断处理功能部件两个功能部件； 三类家用电器驱动模块，其用于调度三类家用电器开关信息序列缓存区中的三类家用电器的运行，其结构是在二类家用电器驱动模块结构的基础上增加了具有判断和处理“系统时间是否在分时电价的低价时段”的部件，其在二类家用电器驱动模块功能的基础上增加了给用户选择在低价时段是否能继续使用相应的三类家用电器，即三类家用电器驱动模块包括开关时效的判断处理功能部件、本周期已用电量大于或等于阶梯电价中某一高档电量阀值的判断处理功能部件和系统时间是否在分时电价的低价时段的判断处理功能部件三个功能部件。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾铁军，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43