專利名稱：智能用電管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是涉及一種用于公用場所用電智能管理，特別是涉及一種用于學(xué)校對教室進(jìn)行用電管理的智能用電管理裝置。
背景技術(shù)：
中國專利00244910號公開了名稱為“學(xué)校公用電器多功能自動控制器”的專利申請，該專利申請用時控、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控制器，其不足之處是1.該控制器采用學(xué)校的作息時間和光線明暗程度的腔制方法，在晚自習(xí)的時間里，盡管教室空無一人(如某班集體去實驗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，若有某班學(xué)生到室外上體育課，無人教室里的電風(fēng)扇同樣會照轉(zhuǎn)不誤。
3.如晚自習(xí)前的時間或中午時間，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間里，盡管天色昏暗，教室的燈還是不亮。
4.該控制器無過載保護(hù)功能，學(xué)生在教室可以違規(guī)使用大功率電器，造成線路過載，容易引起火災(zāi)、觸電等事故，沒有實現(xiàn)在教室安全用電的目的。
5.該控制器的單片機(jī)只起時控器的作用，光控和溫控的信號沒有輸入單片機(jī)利用軟件進(jìn)行處理，因此整個裝置的抗干擾能力很差，如在晚自習(xí)的時間里，光控元件的附近有電焊機(jī)進(jìn)行作業(yè)時，肯定會導(dǎo)致教室的燈時滅時亮，或者在出現(xiàn)閃電時，也會導(dǎo)致教室的燈瞬間熄滅，直到閃電過后；另一種的情況是，在白天的上課時間里，當(dāng)一片樹葉剛好從光控元件的附近落下或者有一朵云短時間遮住光控元件，也會導(dǎo)致教室的燈自動瞬間亮起。
6.該控制器只適合按一定時間規(guī)律進(jìn)行活動的場所，適用范圍較窄。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是提供一種針對00244910專利存在問題進(jìn)行改進(jìn)的智能用電管理裝置。
本實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流檢測電路傳感器、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流檢測電路傳感器、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。
如果采用三種類型傳感器進(jìn)行控制，即所述的傳感器單元具有由過流檢測電路傳感器、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。
本實用新型的優(yōu)點如下1.利用人體傳感器進(jìn)行檢測，只要教室無人，教室的一切電器均自動斷開。
2.教室有人時，電風(fēng)扇和電源插座只要使用都可以工作；在光線足夠時，教室的燈自動熄滅(電風(fēng)扇和電源插座不受影響)，如果光線不足，教室燈能自動亮起。若采用兩個人體傳感器能實現(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.采用了插座線路過載保護(hù)功能，在出現(xiàn)過載情況時，自動斷開該插座電源，并聲光報警，在過載情況消失5分鐘后，插座電源能自動恢復(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，有效避免電壓波動帶來的干擾；另外，所有傳感信號都集中到單片機(jī)利用軟件的方法進(jìn)行處理，裝置能分辨來自電焊機(jī)、閃電、云朵、樹葉、電壓波動或者人員短時進(jìn)出教室等帶來的干擾。
5.裝置充分考慮人和自然的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，在需要電時能及時提供，不需要電時自動斷開，如晚自習(xí)結(jié)束后，人離開教室時，教室燈延時三分鐘后才熄滅，這三分鐘的時間能給學(xué)生鎖好教室并順利離開教室提供了照明，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、倉庫、賓館、車站等場所的用電管理，具有廣泛的應(yīng)用市場。


附圖是本實用新型的實施例。
附圖1是本實用新型的電路原理圖。
附圖2是程序設(shè)計流程圖。
具體實施方式
本實用新型所述的傳感器單元具有由過流檢測電路傳感器、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流檢測電路傳感器、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流檢測電路傳感器，每個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流檢測電路傳感器和光照傳感器，每個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流檢測電路傳感器、人體傳感器或者光照傳感器，每個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。
本實施例是采用一個過流檢測電路傳感器、兩個人體傳感器、一個光照傳感器組成傳感電路單元，每一個傳感器分別接到一個比較器，比較器的輸出接到單片機(jī)的P3口。
傳感器單元中，過流檢測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通過光耦合器U6、U7提供信號給比較器；光照傳感器用光敏電阻D1檢測。
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。顯示電路及報警電路由發(fā)光二極管L1、L2、L3、L4、L5組成微電腦在工作時的各種工作狀態(tài)顯示電路，蜂鳴器SPK1及發(fā)光二極管L6組成聲光報警電路。
人體傳感器CH1、CH2是采用型號為CRM-YD10的熱釋電紅外傳感器。兩個人體傳感器一個設(shè)置在教室的前部，另一個設(shè)置在教室的后部。
(1)只要教室無人，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無電壓輸出，教室的一切電路線路均自動斷開。
(2)只要教室有人(即傳感器CH1或CH2有信號輸出)時，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X1有輸出，后部分沒有人，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X2無輸出，反之亦然。
(3)如果教室前部分有人，且光線不足(即光敏電阻的阻值增大到一定值)時，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，后部分沒有人，則后部分的燈LAMP1不亮，反之亦然；光線足夠時，教室的燈自動熄滅(電風(fēng)扇和電源插座不受影響)。
(4)當(dāng)插座線路出現(xiàn)過載情況時，自動斷開該插座J1電源，并聲光報警；在過載情況消失5分鐘后，插座電源能自動恢復(fù)供電。
下面以過流檢測電路為例說明本實用新型的工作過程當(dāng)教室有人時，人體傳感器CH1或CH2有信號輸出，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的門極有觸發(fā)信號，Q5導(dǎo)通，插座J1有電壓輸出；由于電流互感器的初級線圈與用電器的插座串聯(lián)，在電流互感器的次級線圈產(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)用電器功率超過設(shè)定功率時，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后，發(fā)出指令使芯片的P25、P26端口輸出報警信號給發(fā)光管L6及蜂鳴器SPK1，同時芯片的P10端口輸出高電平，光耦合器U5的雙向可控硅截止，Q5的門極無觸發(fā)信號，可控硅Q5截止，斷開插座電源，用電器停止工作5分鐘之后，若過載情況消失，插座電源能自動恢復(fù)供電。
為避免如人員的頻繁進(jìn)出、光線的瞬間變化、電源電壓的波動等情況引起系統(tǒng)的誤動作，利用軟件的編寫方法可使系統(tǒng)能避開外界帶來的干擾，這就是采用單片機(jī)進(jìn)行信號處理帶來的好處。
附圖2所示的程序設(shè)計流程圖是以一個教室為單位進(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流檢測電路傳感器、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流檢測電路傳感器、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流檢測電路傳感器、人體傳感器或者光照傳感器，每個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流檢測電路傳感器，每個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流檢測電路傳感器和光照傳感器，每個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人體傳感器，每個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。
專利摘要一種用于公用場所用電智能管理，特別是用于學(xué)校對教室進(jìn)行的智能用電管理的裝置。其特點是單片機(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流檢測電路傳感器、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)點是只要教室無人，教室的一切電器均停止工作。教室有人時，電風(fēng)扇和電源插座只要使用都可以工作，光線足夠，教室的燈自動熄滅；光線不足，教室燈能自動亮起，而且能實現(xiàn)如果教室前部分有人，前部分的燈亮，后部分沒有人，后部分的燈不亮，反之亦然；插座線路出現(xiàn)過載情況時，自動斷開該插座電源，并聲光報警。
文檔編號H05B37/02GK2674767SQ20042000131
公開日2005年1月26日 申請日期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) 申請人:柳州市交通學(xué)校