TW201346515A - 智慧節能控制方法及系統 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種智慧節能控制系統，包含至少一智慧插座裝置、一使用介面裝置及一學習控制裝置。使用介面裝置提供使用者對智慧插座裝置下達一指令，而學習控制裝置係用以接收、分析並學習智慧插座裝置之用電資訊，建立一規則表單以控制智慧插座裝置，而達到減少待機電源耗損之目的。

Description

智慧節能控制方法及系統

本發明是有關於一種智慧節能控制方法及系統，且特別是有關於一種控制待機電源之智慧節能控制方法及系統。

現今天然資源缺乏，全球非再生能源含量逐年消耗殆盡，但能源需求仍持續成長，如何有效節能，一直為眾所矚目之焦點。

目前已有許多家電加入節能控制功能，例如於電器中加裝變頻器、高效率馬達及/或補償電容器以進行節能。以變頻冷氣機為例，其係藉由在冷氣機中加入變頻器，利用改善壓縮機運作方法以維持適當之溫度，避免習用非變頻冷氣機以開啟與關閉壓縮機之調控溫度方式，所造成之能源浪費。然而，此等節能措施，僅適用於較新款且昂貴之電器，對於使用者家中既有之舊家電應用性並不高，且購買此等家電會造成使用者額外負擔。

亦有業者研發智慧節能控制系統，其係以電腦為主控制端，結合電腦程式與各式設備如感測器以監測、紀錄、轉接、通知、執行運作等方式，對用電系統進行調整與管理，以降低能源損耗。例如，應用於空調系統之智慧節能控制系統，可藉由感應器偵側應用空調系統之空間特性，再由電腦程式對空調系統進行管理與排程設定，例如會議室空間與辦公室空間被使用之時間、人數、環境溫度並不相同，由感應器偵測前述空間特性後，電腦程式會調整空調系統於前述空間運作之時間、溫度及/或風量，或者提供一用電上限，當超過此用電上限，電腦程式便會關閉空調系統，以達到節能之目的。

然而，目前之智慧節能控制系統為取得空間特性，需裝設許多感測器，例如：人體感測器、溫度感測器、燈光感測器、距離感測器或濕度感測器等，利用此等感測器所提供之資訊，作為電腦程式對用電系統進行管理與排程設定之依據，為取得準確之數據，往往需裝設大量之感應器，購買感應器之成本與感應器運作所消耗功率，對使用者而言，實為一大負擔。

此外，上述之節能策略係藉由改良電器之硬體，或藉由電腦程式管理電器之使用，以減少使用電器所耗損之能源，並未考慮到電器因待機所消耗之能源，根據國際能源總署調查，先進國家的家庭因為沒有拔插頭所浪費的待機電源，約佔總耗電量的3%~11%，成為近年家庭用電成長快速項目之一。

因此，本發明之一目的在於提供一種智慧節能控制方法，使用者僅需將電器插上智慧插座裝置，即可透過智慧插座裝置取得此電器之用電資訊，且藉由控制此智慧插座裝置而控制此電器之用電情形。

本發明之另一目的在於提供一種智慧節能控制系統，其利用智慧插座裝置控制電器之待機電源，以達到節能之功效。

本發明之一態樣是提供一種智慧節能控制方法。首先蒐集一用電資訊，可藉由智慧插座裝置收集插接其上之電器之用電資訊，其次，提供一控制訊號，此控制訊號可依使用者所下達之指令或者依照規則表單而提供，最後，再依控制訊號關閉或開啟智慧插座裝置之電源。依據本發明一實施例，其中規則表單係藉由學習演算法所建立。

本發明之另一態樣是在提供一種控制待機電源之智慧節能控制系統，其包含至少一智慧插座裝置、一使用介面裝置及一學習控制裝置。其中，智慧插座裝置與一電器插接，並提供此電器之用電資訊。使用介面裝置則控制連接智慧插座裝置，用以提供使用者對智慧插座裝置下達指令。學習控制裝置連接於智慧插座裝置與使用介面裝置之間，包含一通訊模組、一記憶模組、一學習模組及一手自動控制模組，其中通訊模組係用以接收智慧插座裝置之用電資訊及發送控制訊號至智慧插座裝置，記憶模組係用以蒐集上述之用電資訊並建立一資料庫，學習模組則依據資料庫所提供之用電資訊，學習使用者用電習慣，以建立一規則表單。手自動控制模組，可切換一手動狀態或一自動狀態，當手自動控制模組切換為手動狀態時，係依上述使用者所下達之指令，對智慧插座裝置提供控制訊號，而當手自動控制模組切換為自動狀態，則依上述之規則表單及當下所接收到之用電資訊，對智慧插座裝置提供控制訊號。

依據本發明一實施例，其中學習控制裝置可包含一內部時鐘，其於一固定時間間隔觸發通訊模組、學習模組與手自動控制模組。通訊模組可採用無線傳輸或有線傳輸。學習模組可採用學習演算法。

記憶模組除記憶上述之資料庫，亦可記憶使用者所下達之指令、規則表單及手自動控制模組所發出之控制訊號。其中，使用者所下達之指令可包含設定或解除智慧插座裝置之用電上限、關閉智慧插座裝置電源及取消智慧插座裝置節能控制，而規則表單可為智慧插座裝置之用電預測。

手自動控制模組更可包含一警示單元，其用以發出警告訊號以警告使用者。

用電資訊可包含一平均電壓、一平均電流及一總功率。而控制訊號則可包含關閉智慧插座裝置之電源及開啟智慧插座裝置之電源。

依據本發明另一實施例，智慧節能控制系統更可包含一儲能裝置，此儲能裝置包含一電池及一充放電控制器。學習控制裝置則包含一儲能控制模組，用以接收儲能裝置之訊號並對其加以控制。

透過本發明之智慧節能控制系統，使用者僅需將電器插上智慧插座裝置，即可透過智慧插座裝置取得此電器之用電資訊，進而控制此電器，其可應用於家中既有之家電，使用者不需增加支出以購入具有節能控制功能之家電。

此外，有別於習用裝設感測器以取得使用者用電資訊之方法，本發明係採用讀取智慧插座裝置所傳送之用電資訊，再以一學習模組進行分析與學習，以使用者之習慣為基礎，建立一規則表單，依此規則表單，例如當白天使用者不在家而不需要使用某一家電時，關閉前述家電之智慧插座裝置電源，待使用者回家之前再開啟智慧插座裝置電源，如此，可在不影響使用者便利性的情況下，有效減少待機電源之損耗。此外，本智慧節能控制系統捨棄裝設大量的感應器之方法，其取得用電資訊之方法更為精準，亦可節省購買感應器之成本支出。

請參照第1圖，其係依照本發明一實施方式的智慧節能控制系統100的方塊圖。

智慧節能控制系統100，包含至少一智慧插座裝置110、一學習控制裝置120及一使用介面裝置130。學習控制裝置120與使用介面裝置130連接，包含一通訊模組121、一記憶模組122、一學習模組123及一手自動控制模組124。

智慧插座裝置110與一電器插接，並提供此電器之用電資訊，例如平均電壓、平均電流、總功率等資訊。

使用介面裝置130則用以提供使用者透過學習控制裝置120對智慧插座裝置110下達指令，例如，設定或解除智慧插座裝置110之用電上限、關閉智慧插座裝置110之電源、取消智慧插座裝置110之節能控制。

此外，使用者亦可透過使用介面裝置130切換手自動控制模組124為手動狀態或自動狀態、查看記憶模組122中所儲存之用電資訊或關閉智慧節能控制系統100。

通訊模組121係用以接收智慧插座裝置110之用電資訊及發送控制訊號至智慧插座裝置110，可採用無線傳輸或有線傳輸，在一實施方式中，係採用Zigbee無線傳輸。

記憶模組122則記憶並蒐集通訊模組121所接收之用電資訊，並依此建立一資料庫，作為學習模組123建立規則表單之依據。除此之外，記憶模組122尚可用來記憶使用者透過使用介面裝置130所下達之指令、學習模組123所建立之規則表單、手自動控制模組124所發出之控制訊號等等。

學習模組123依據記憶模組122之資料庫建立一規則表單，並將此規則表單傳送至記憶模組122儲存。此規則表單可為智慧插座裝置110之用電預測，學習模組123可採用學習演算法，例如：類神經網路演算法、基因演算法、模糊演算法，但不限於此。

在一實施方式中，學習模組123採用類神經網路演算法，其會隨著用電資訊之更新而不斷修正學習分析之結果，使學習模組123所建立之規則表單更貼近使用者之用電習慣。

大多數之使用者，其假日與平日之用電習慣並不相同，學習模組123可將用電資訊分為假日與平日而分開學習。此外，由於使用者的用電習慣多半具有連續性，學習模組123亦可依日期遠近調整加權值，越近日期之用電資訊加權值越大，使學習模組123所建立之規則表單可隨使用者之習慣變化而機動調整。

手自動控制模組124，可切換一手動狀態或一自動狀態，使用者可透過使用介面裝置130進行切換。

當手自動控制模組124為手動狀態時，其依使用者所下達之指令，透過通訊模組121對智慧插座裝置110提供控制訊號，此控制訊號可為關閉智慧插座裝置110之電源或開啟智慧插座裝置110之電源。

當手自動控制模組124為自動狀態時，則由記憶模組122取得規則表單及當下智慧插座裝置110所提供之用電資訊，透過通訊模組121對智慧插座裝置110提供控制訊號，此控制訊號可為關閉智慧插座裝置110之電源或開啟智慧插座裝置110之電源。

例如，學習模組123由資料庫學習到使用者平日上午八點至下午五點不需用電，則其所建立之規則表單為平日上午八點至下午五點關閉智慧插座裝置110之電源，其餘時段則開啟智慧插座裝置110電源。

手自動控制模組124所發出之控制訊號亦可傳送至記憶模組122儲存。

在一實施方式中，手自動控制模組124更包含一警示單元124a，其係用以發出警告訊號。例如，當智慧插座裝置110所提供之用電資訊顯示異常之數值，透過警示單元124a可傳送一警告訊號至使用介面裝置130，以提醒使用者智慧插座裝置110可能異常，需要進行維修或更換。又例如，使用者可透過使用介面裝置130設定智慧插座裝置110之用電上限，當超過用電上限時，亦可透過警示單元124a可傳送一警告訊號至使用介面裝置130，以提醒使用者是否關閉智慧插座裝置110，以達到節能之目的。

學習控制裝置120可包含一內部時鐘125，其於一固定時間間隔觸發通訊模組121、學習模組123及手自動控制模組124。在一實施方式中，內部時鐘125係每隔十分鐘觸發一次通訊模組121及手自動控制模組124，並於每日凌晨零時零分觸發學習模組123，使之建立一規則表單，作為當日智慧插座裝置110之用電預測。

實際運作時，智慧節能控制系統100可先運作一段時間，使記憶模組122之資料庫蒐集足夠之用電資訊，用電資訊的資料筆數越多，學習模組123之學習與分析會越精準，在一實施方式中，記憶模組122之資料庫中儲存有三十天之用電資訊。

請參照第2圖，其係依照本發明一實施方式的智慧節能控制系統100之基本流程圖，請同時參照第1圖。

在本實施方式中，記憶模組122所建立之資料庫為最近三十日之用電資訊，內部時鐘125每隔十分鐘觸發一次通訊模組121，因此本實施方式中，一個時段為十分鐘。

步驟210為內部時鐘125發出一觸發訊號，接著進行步驟220。

步驟220為由智慧插座裝置110取得用電資訊。對照第1圖，通訊模組121接收到內部時鐘125之觸發訊號後，會取得智慧插座裝置110十分鐘內之用電資訊，包含平均電壓、平均電流、總功率等用電資訊，然後將此用電資訊傳送至記憶模組122，記憶模組122會儲存此用電資訊。

若步驟210進行之時間為凌晨零時零分，除了步驟220，會同步進行步驟230，步驟230為學習模組123建立一規則表單。對照第1圖，學習模組123接收到內部時鐘125之觸發訊號後，會根據記憶模組122中之資料庫，建立一規則表單，其內容為智慧插座裝置110當日各個時段之用電預測，並將此規則表單儲存至記憶模組122。

接著，進行步驟240，其係判斷手自動控制模組124是否為自動狀態，若為自動狀態則進行步驟250，依據規則表單對智慧插座裝置110發出控制訊號。對照第1圖，手自動控制模組124會提取記憶模組122中規則表單於某一時段之用電預測與當下之用電資訊，透過通訊模組121對智慧插座裝置110發出一控制訊號，之後等待內部時鐘125發出下一次觸發訊號。

若為手動狀態則進行步驟260，其依據使用者指令對智慧插座裝置110發出控制訊號，在第1圖中，手自動控制模組124會提取記憶模組122中所記憶之使用者指令與當下之用電資訊，透過通訊模組121對智慧插座裝置110發出一控制訊號，之後等待內部時鐘125發出下一次觸發訊號。

請參照第3圖，其係依照本發明另一實施方式的智慧節能控制系統100的方塊圖。

第3圖與第1圖之差異在於，本實施方式之智慧節能控制系統100多了儲能裝置140，而學習控制裝置120則包含一儲能控制模組126。儲能裝置140可包含一電池(圖未示)及一充放電控制器(圖未示)，當用電之尖峰時段或停電時，此儲能裝置140可提供智慧插座裝置110電源供應。儲能控制模組126可接受內部時鐘125之觸發訊號，於固定時間間隔接收儲能裝置140之訊號並對其加以控制，使用者亦可由使用介面裝置130，透過儲能控制模組126讀取儲能裝置140之訊號，例如其所儲存之用電量，或者下達指令對其加以控制。

由上述本發明實施方式可知，本發明之智慧節能控制系統，利用學習模組依使用者之習慣為基礎，建立一規則表單，並搭配可切換為手動狀態與自動狀態之手自動控制模式，可針對使用者家中所有智慧型插座進行節能控制，關閉非使用中之電器之待機電源，以達到節能與便利最佳化的效果。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．智慧節能控制系統

110．．．智慧插座裝置

120．．．學習控制裝置

121．．．通訊模組

122．．．記憶模組

123．．．學習模組

124．．．手自動控制模組

124a．．．警示單元

125．．．內部時鐘

126．．．儲能控制模組

130．．．使用介面裝置

140．．．儲能裝置

210．．．步驟

220．．．步驟

230．．．步驟

240．．．步驟

250．．．步驟

260．．．步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖係依照本發明一實施方式的智慧節能控制系統的方塊圖。

第2圖係依照本發明一實施方式的智慧節能控制系統之基本流程圖。

第3圖係依照本發明另一實施方式的智慧節能控制系統的方塊圖。

100．．．智慧節能控制系統

110．．．智慧插座裝置

120．．．學習控制裝置

121．．．通訊模組

122．．．記憶模組

123．．．學習模組

124．．．手自動控制模組

124a．．．警示單元

125．．．內部時鐘

130．．．使用介面裝置

Claims (14)

1. 一種智慧節能控制方法，包含以下步驟：蒐集一用電資訊，使用一智慧插座裝置蒐集一電器之該用電資訊；提供一控制訊號，係依一使用者之一指令或依一規則表單提供該控制訊號；以及關閉或開啟該智慧插座裝置之電源。
2. 如請求項1所述之智慧節能控制方法，其中該規則表單係藉由學習演算法所建立。
3. 一種應用如請求項1所述控制方法之智慧節能控制系統，其係用以控制待機電源，包含：至少一智慧插座裝置，其與一電器插接，並提供該電器一用電資訊；一使用介面裝置，其控制連接該智慧插座裝置供一使用者下達一指令；以及一學習控制裝置，其連接於該智慧插座裝置與該使用介面裝置之間，包含：一通訊模組，用以接收該智慧插座裝置之該用電資訊及發送一控制訊號至該智慧插座裝置；一記憶模組，蒐集該用電資訊以建立一資料庫；一學習模組，依據該資料庫建立一規則表單；及一手自動控制模組，為一手動狀態或一自動狀態之切換，該手動狀態係依該指令提供該控制訊號，該自動狀態係依該規則表單及該用電資訊提供該控制訊號。
4. 如請求項3所述之智慧節能控制系統，其中該學習控制裝置更包含一內部時鐘，其於一固定時間間隔觸發該通訊模組、該學習模組及該手自動控制模組。
5. 如請求項3所述之智慧節能控制系統，其中該通訊模組係採用無線或有線傳輸。
6. 如請求項3所述之智慧節能控制系統，其中該學習模組係採用學習演算法。
7. 如請求項3所述之智慧節能控制系統，其中該記憶模組更包含記憶該指令、該規則表單及該控制訊號。
8. 如請求項3所述之智慧節能控制系統，其中該手自動控制模組更包含一警示單元，用以發出一警告訊號。
9. 如請求項3所述之智慧節能控制系統，其中該用電資訊包含一平均電壓、一平均電流及一總功率。
10. 如請求項3所述之智慧節能控制系統，其中該指令包含設定或解除該智慧插座裝置之一用電上限、關閉該智慧插座裝置電源及取消該智慧插座裝置節能控制。
11. 如請求項3所述之智慧節能控制系統，其中該規則表單為該智慧插座裝置之一用電預測。
12. 如請求項3所述之智慧節能控制系統，其中該控制訊號包含關閉該智慧插座裝置之電源及開啟該智慧插座裝置之電源。
13. 如請求項3所述之智慧節能控制系統，更包含一儲能裝置，其包含一電池及一充放電控制器。
14. 如請求項13所述之智慧節能控制系統，其中該學習控制裝置更包含一儲能控制模組。