一种在显示终端实时显示整机功耗的方法及其装置的制作方法
专利名称：一种在显示终端实时显示整机功耗的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及带有显示终端的电器产品，特别是涉及一种在显示终端实时显示整机 功耗的方法及其装置。
背景技术：
随着国民经济的快速发展和科学技术的不断进步，越来越多的家用电器产品走入 了人们的生活中，比如有电视机、电冰箱、洗衣机、空调、电饭煲等等，这些家用电器，一方面 丰富了人们的生活并给人们的生活带来了极大的方便，比如电视机就可供人们进行观看， 使人们能够及时了解到国内外的时事政治等新闻，而且，人们通过电视机可以欣赏各种文 艺节目；再比如洗衣机可进行衣物的洗涤，免除了人们手工洗涤衣物的烦恼；这些家用电 器，另一方面也使得家庭的用电量呈直线上升，在一定程度上也是造成城市电力紧张的一 个因素之一。因此，如何节省用电，节约能源，是摆在人们面前的一个重要问题。而目前的各 类家用电器，均没有电源功耗的显示功能，使用者无法知道其使用电器的功耗情况，因此， 也就无法采取有效的措施，来达到实施节电的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种在显示终端实时显示整机功耗 的方法及其装置，使得带有显示终端的电器产品能够在使用过程中实时地显示当前的功 耗，让用户能够对电器产品的功耗进行实时监测，以便于用户及时地采取措施以达到节电 的目的。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种在显示终端实时显示整机功耗 的方法，包括如下步骤a.用电流采样电路和电压采样电路分别实时采集交流电网与电器产品的电源板 电路之间输送通路的电流值和电压值；b.用模数转换电路分别将电流采样电路和电压采样电路所获取的电流值和电压 值进行模数转换；c.用计算电路对模数转换电路输给的电流数据和电压数据进行乘积运算得到瞬 时功率数据；d.用信号处理电路将瞬时功率数据转化为按照预先所设定频率输出的方波信 号；e.由控制器的信号采集模块对信号处理电路输出的方波信号进行数据采集处 理；f.由控制器的数据处理显示模块对信号采集模块的数据进行算法处理，计算出当 前的功耗值；g.由控制器的数据处理显示模块将数据送给显示终端进行显示。所述的信号采集模块的数据采集处理过程包括如下步骤
el.控制器I/O、定时器以及捕获中断口的初始化；e2.开中断；e3.捕获方波脉冲信号的脉冲数；e4.判断定时器的定时时间是否到；判断为是，继续下一步骤；判断为否，转至步 骤e3 ；e5.关中断；e6.计算方波信号的频率，并将频率数据送给控制器的数据处理显示模块；而后 返回步骤f2。所述的数据处理显示模块的算法处理过程包括如下步骤fl.初始化RAM区数据存储空间；f2.接收信号采集系统的数据；f3.将数据存储到RAM数据区；f4.判断RAM数据存储区的数据个数是否达到要求；判断为是，继续下一步骤；判 断为否，转至步骤f3;f5.对数据进行加权平均计算；f6.将加权平均计算后的数值与预先设定的功耗因数相乘后得到功耗值。一种在显示终端实时显示整机功耗的装置，包括一电源板电路；一控制器，该控制器含有用来实现数据采集处理的信号采集模块和用来对采集的 数据进行计算及显示处理的数据处理显示模块；一显示终端；一电流采样电路，用来采集电流信号；一电压采样电路，用来采集电压信号；一第一模数转换电路，用来实现模数转换；一第二模数转换电路，用来实现模数转换；一直流分量取消电路，用来消除直流分量；一计算电路，用来对电流数据和电压数据进行乘积运算；一信号处理电路，包含有低通滤波电路和数字频率转换电路，前者用以滤除高频 分量，后者用于将瞬时功率信号转化为以预先设定的频率输出的方波信号；电流采样电路和电压采样电路的输入分别与交流电网输入相连接；电流采样电路 的输出与电源板电路相连接；电源板电路分别与控制器和显示终端相连接；电流采样电路 的输出与第一模数转换电路的输入相连接；第一模数转换电路的输出与直流分量取消电路 的输入相连接；直流分量取消电路的输出与计算电路的输入相连接；电压采样电路的输出 与第二模数转换电路的输入相连接；第二模数转换电路的输出与计算电路的输入相连接； 计算电路的输出与信号处理电路的输入相连接；信号处理电路的输出与控制器的输入相连 接；控制器的输出与显示终端的输入相连接。所述的信号处理电路中，低通滤波电路的输出接至数字频率转换电路的输入，低 通滤波电路的输入与计算电路的输出相连接，数字频率转换电路的输出与控制器的输入相 连接。
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所述的控制器中，信号采集模块的输出与数据处理显示模块的输入相连接，信号 采集模块的输入与信号处理电路的输出相连接，数据处理显示模块的输出与显示终端的输 入相连接。本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的方法及其装置，是采用由电流采样 电路、电压采样电路、第一模数转换电路、第二模数转换电路、直流分量取消电路、计算电 路、信号处理电路所构成的电源功耗检测电路对电器产品的电源的电压电流进行检测，并 由该电源功耗检测电路将电器产品的电源功耗转换为方波信号输出，接着控制器采集电源 功耗检测电路输出的方波脉冲信号，计算一定时间内的脉冲数，控制器通过算法处理计算 出功耗数值，并将功耗数值显示在电器产品的显示终端上，这样，用户就可以通过显示终端 了解当前功耗，使用户对所使用的电器产品的功耗能够实现实时监测。本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的方法，控制器的信号采集模块和数 据处理显示模块是由系统软件来实现，信号采集模块主要用于专门处理电源功耗检测电路 的方波脉冲信号，而控制器的数据处理显示模块主要用于数据的算法计算和显示。为了使 得系统的功耗显示比较精确，系统必须对采集的数据进行算法处理和优化，因此控制器的 数据处理算法也是该系统不可或缺的重要组成部分。数据处理算法的主要内容是首先在 控制器的RAM(随机处理寄存器)开辟出存储信号采集数据的空间，系统将几个连续时刻采 集到的数据存储到MM区，当数据达到数据计算要求即RAM数据存储空间已满，通过对RAM 区的数据进行加权平均计算，并与电能检测系统的功耗因数相乘即可得出当前系统的功耗 值。本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的装置，功耗检测电路串联于交流电 网输入和电器产品的电源板电路之间，对流入电源板电路的电压、电流波形进行检测，并将 检测到的电压、电流信号进行相乘等数学运算后以方波信号的形式将功耗数据输出到控制 器。电流采样电路用来对输入电流进行检测，可以采用耐电腐蚀的金属阻串接于交流通路 中；电流流过电阻以电压的形式被电流采样电路所采集；金属阻可以选用大功率小阻值的 型号，以减小电阻的损耗及提高可靠性。电压采样电路用来对输入电压进行检测；是采用 电阻并接于交流通路中的方式，以电阻分压的方法检测出一个小于0. 5V电压信号。第一模 数转换电路、第二模数转换电路用来分别将检测到的电流信号及电压信号由模拟信号转化 为数字信号。直流分量取消电路用来消除直流分量；由于模数转换(ADC)后会产生一个直 流分量，这个直流分量就是ADC的失调电压；如果将ADC后的电压信号和电流信号直接相 乘，由于失调电压的存在，将会产生一个固定误差；所以为得到高精度则必须将这个失调电 压取消；直流分量取消电路是通过数字计算将电流检测通道的直流分量提取出来，然后“反 相”后再与电流检测通道信号相加来达到直流信号取消的目的。计算电路是将电压电流输 入信号相乘得到瞬时功率信号。信号处理电路的低通滤波电路用来滤除高频分量；信号处 理电路的数字频率转换电路用来将瞬时功率信号转化为以一定频率输出的方波信号。本发明的有益效果是，由于采用了电源功耗检测电路对电器产品的电源的电压电 流进行检测，并由该电源功耗检测电路将电器产品的电源功耗转换为方波信号输出，接着 控制器采集电源功耗检测电路输出的方波脉冲信号，计算一定时间内的脉冲数，控制器通 过算法处理计算出功耗数值，并将功耗数值显示在电器产品的显示终端上，使得带有显示 终端的电器产品能够在使用过程中实时地显示当前的功耗，让用户能够对电器产品的功耗
6进行实时监测，以便于用户及时地采取措施以达到节电的目的。该装置具有广泛的实用性， 可用于带有LCD显示终端的电视，显示器，冰箱，洗衣机等多种电器产品，用户选择产品的 同时，也选择了此项服务，无需进行任何再投入和再施工，更具有实用性。以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种在显示终端 实时显示整机功耗的方法及其装置不局限于实施例。
图1是本发明的硬件结构框图；图2是本发明的控制器的原理框图；图3是本发明方法的数据采集处理过程的流程图；图4是本发明方法的算法处理过程的流程图。
具体实施例方式参见图1、图2所示，本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的装置，包括一电源板电路1;一控制器2，该控制器含有用来实现数据采集处理的信号采集模块21和用来对采 集的数据进行计算及显示处理的数据处理显示模块22 ；一显示终端4 ；一电流采样电路31，用来采集电流信号；一电压采样电路32，用来采集电压信号；一第一模数转换电路33，用来实现模数转换；一第二模数转换电路34，用来实现模数转换；一直流分量取消电路35，用来消除直流分量；一计算电路36，用来对电流数据和电压数据进行乘积运算；一信号处理电路，包含有低通滤波电路37和数字频率转换电路38，前者即低通滤 波电路37用以滤除高频分量，后者即数字频率转换电路38用于将瞬时功率信号转化为以 预先设定的频率输出的方波信号；电流采样电路31和电压采样电路32的输入分别与交流电网输入30相连接；电流 采样电路31的输出与电源板电路1相连接；电源板电路1分别与控制器2和显示终端4相 连接；电流采样电路31的输出与第一模数转换电路33的输入相连接；第一模数转换电路 33的输出与直流分量取消电路35的输入相连接；直流分量取消电路35的输出与计算电路 36的输入相连接；电压采样电路32的输出与第二模数转换电路34的输入相连接；第二模 数转换电路34的输出与计算电路36的输入相连接；计算电路36的输出与信号处理电路的 输入相连接；信号处理电路的输出与控制器2的输入相连接；控制器2的输出与显示终端4 的输入相连接。其中在信号处理电路中，低通滤波电路37的输出接至数字频率转换电路38的输入，低 通滤波电路37的输入与计算电路36的输出相连接，数字频率转换电路38的输出与控制器 2的输入相连接；
在控制器2中，信号采集模块21的输出与数据处理显示模块22的输入相连接，信 号采集模块21的输入与信号处理电路的输出(即数字频率转换电路38的输出)相连接， 数据处理显示模块22的输出与显示终端4的输入相连接。本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的装置，由电流采样电路31、电压采 样电路32、第一模数转换电路33、第二模数转换电路34、直流分量取消电路35、计算电路 36、信号处理电路所构成的功耗检测电路串联于交流电网输入30和电器产品的电源板电 路1之间，对流入电源板电路1的电压、电流波形进行检测，并将检测到的电压、电流信号进 行相乘等数学运算后以方波信号的形式将功耗数据输出到控制器2。电流采样电路31用 来对输入电流进行检测，可以采用耐电腐蚀的金属阻串接于交流通路中；电流流过电阻以 电压的形式被电流采样电路所采集；金属阻可以选用大功率小阻值的型号，以减小电阻的 损耗及提高可靠性。电压采样电路32用来对输入电压进行检测；是采用电阻并接于交流 通路中的方式，以电阻分压的方法检测出一个小于0. 5V电压信号。第一模数转换电路33、 第二模数转换电路34用来分别将检测到的电流信号及电压信号由模拟信号转化为数字信 号。直流分量取消电路35用来消除直流分量；由于模数转换(ADC)后会产生一个直流分 量，这个直流分量就是ADC的失调电压；如果将ADC后的电压信号和电流信号直接相乘，由 于失调电压的存在，将会产生一个固定误差；所以为得到高精度则必须将这个失调电压取 消；直流分量取消电路35是通过数字计算将电流检测通道的直流分量提取出来，然后“反 相”后再与电流检测通道信号相加来达到直流信号取消的目的。计算电路36是将电压电流 输入信号相乘得到瞬时功率信号。信号处理电路的低通滤波电路37用来滤除高频分量；信 号处理电路的数字频率转换电路38用来将瞬时功率信号转化为以一定频率输出的方波信 号。参见图3、图4所示，本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的方法，包括如 下步骤步骤a.用电流采样电路31和电压采样电路32分别实时采集交流电网30与电器 产品的电源板电路1之间输送通路的电流值和电压值；步骤b.用模数转换电路(即第一模数转换电路33、第二模数转换电路34)分别将 电流采样电路31和电压采样电路32所获取的电流值和电压值进行模数转换；步骤c.用计算电路36对模数转换电路(即第一模数转换电路33、第二模数转换 电路34)输给的电流数据和电压数据进行乘积运算得到瞬时功率数据；其中，由第一模数 转换电路33所转换的电流数据还需通过直流分量取消电路35对直流分量的消除后，才输 给计算电路36;步骤d.用信号处理电路将瞬时功率数据转化为按照预先所设定频率输出的方波 信号；这其中包括了用信号处理电路的低通滤波电路37来滤除高频分量，用信号处理电路 的数字频率转换电路38来将瞬时功率信号转化为以一定频率输出的方波信号；步骤e.由控制器的信号采集模块21对信号处理电路输出的方波信号进行数据采 集处理；步骤f.由控制器的数据处理显示模块22对信号采集模块21的数据进行算法处 理，计算出当前的功耗值；步骤g.由控制器的数据处理显示模块22将数据送给显示终端4进行显示。
其中，信号采集模块21的数据采集处理过程包括如下步骤步骤el.控制器I/O、定时器以及捕获中断口的初始化；如图3中的框201所示；步骤e2.开中断；如图3中的框202所示；步骤e3.捕获方波脉冲信号的脉冲数；如图3中的框203所示；步骤e4.判断定时器的定时时间是否到；如图3中的框204所示；判断为是，继续 下一步骤；判断为否，转至步骤e3 ；步骤e5.关中断；如图3中的框205所示；步骤e6.计算方波信号的频率，并将频率数据送给控制器的数据处理显示模块； 而后返回步骤f2 ；如图3中的框206所示。其中，数据处理显示模块22的算法处理过程包括如下步骤步骤Π.初始化RAM区数据存储空间；如图4中的框301所示；步骤f2.接收信号采集系统的数据；如图4中的框302所示；步骤f3.将数据存储到RAM数据区；如图4中的框303所示；步骤f4.判断RAM数据存储区的数据个数是否达到要求；如图4中的框304所示； 判断为是，继续下一步骤；判断为否，转至步骤f3 ；步骤f5.对数据进行加权平均计算；如图4中的框305所示；步骤f6.将加权平均计算后的数值与预先设定的功耗因数相乘后得到功耗值；如 图4中的框306所示。本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的方法，控制器的信号采集模块21 和数据处理显示模块22是由系统软件来实现，信号采集模块21主要用于专门处理电源功 耗检测电路的方波脉冲信号，而控制器的数据处理显示模块22主要用于数据的算法计算 和显示。为了使得系统的功耗显示比较精确，系统必须对采集的数据进行算法处理和优化， 因此控制器的数据处理算法也是该系统不可或缺的重要组成部分。数据处理算法的主要内 容是首先在控制器的RAM(随机处理寄存器)开辟出存储信号采集数据的空间，系统将几个 连续时刻采集到的数据存储到RAM区，当数据达到数据计算要求即RAM数据存储空间已满， 通过对RAM区的数据进行加权平均计算，并与电能检测系统的功耗因数相乘即可得出当前 系统的功耗值。本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的方法及其装置，是采用由电流采样 电路31、电压采样电路32、第一模数转换电路33、第二模数转换电路34、直流分量取消电路 35、计算电路36、信号处理电路所构成的电源功耗检测电路对电器产品的电源的电压电流 进行检测，并由该电源功耗检测电路将电器产品的电源功耗转换为方波信号输出，接着控 制器2采集电源功耗检测电路输出的方波脉冲信号，计算一定时间内的脉冲数，控制器2通 过算法处理计算出功耗数值，并将功耗数值显示在电器产品的显示终端4上，这样，用户就 可以通过显示终端了解当前功耗，使用户对所使用的电器产品的功耗能够实现实时监测。上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的方 法及其装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作 的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
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权利要求
一种在显示终端实时显示整机功耗的方法，其特征在于包括如下步骤a.用电流采样电路和电压采样电路分别实时采集交流电网与电器产品的电源板电路之间输送通路的电流值和电压值；b.用模数转换电路分别将电流采样电路和电压采样电路所获取的电流值和电压值进行模数转换；c.用计算电路对模数转换电路输给的电流数据和电压数据进行乘积运算得到瞬时功率数据；d.用信号处理电路将瞬时功率数据转化为按照预先所设定频率输出的方波信号；e.由控制器的信号采集模块对信号处理电路输出的方波信号进行数据采集处理；f.由控制器的数据处理显示模块对信号采集模块的数据进行算法处理，计算出当前的功耗值；g.由控制器的数据处理显示模块将数据送给显示终端进行显示。
2.根据权利要求1所述的在显示终端实时显示整机功耗的方法，其特征在于所述的 信号采集模块的数据采集处理过程包括如下步骤el.控制器I/O、定时器以及捕获中断口的初始化； e2.开中断；e3.捕获方波脉冲信号的脉冲数；e4.判断定时器的定时时间是否到；判断为是，继续下一步骤；判断为否，转至步骤e3 ；e5.关中断；e6.计算方波信号的频率，并将频率数据送给控制器的数据处理显示模块；而后返回 步骤f2。
3.根据权利要求1所述的在显示终端实时显示整机功耗的方法，其特征在于所述的 数据处理显示模块的算法处理过程包括如下步骤Π.初始化RAM区数据存储空间； f2.接收信号采集系统的数据； f3.将数据存储到RAM数据区；f4.判断RAM数据存储区的数据个数是否达到要求；判断为是，继续下一步骤；判断为 否，转至步骤f3;f5.对数据进行加权平均计算；f6.将加权平均计算后的数值与预先设定的功耗因数相乘后得到功耗值。
4.一种在显示终端实时显示整机功耗的装置，其特征在于包括 一电源板电路；一控制器，该控制器含有用来实现数据采集处理的信号采集模块和用来对采集的数据 进行计算及显示处理的数据处理显示模块；一显示终端；一电流采样电路，用来采集电流信号； 一电压采样电路，用来采集电压信号； 一第一模数转换电路，用来实现模数转换；一第二模数转换电路，用来实现模数转换； 一直流分量取消电路，用来消除直流分量； 一计算电路，用来对电流数据和电压数据进行乘积运算；一信号处理电路，包含有低通滤波电路和数字频率转换电路，前者用以滤除高频分量， 后者用于将瞬时功率信号转化为以预先设定的频率输出的方波信号；电流采样电路和电压采样电路的输入分别与交流电网输入相连接；电流采样电路的输 出与电源板电路相连接；电源板电路分别与控制器和显示终端相连接；电流采样电路的输 出与第一模数转换电路的输入相连接；第一模数转换电路的输出与直流分量取消电路的输 入相连接；直流分量取消电路的输出与计算电路的输入相连接；电压采样电路的输出与第 二模数转换电路的输入相连接；第二模数转换电路的输出与计算电路的输入相连接；计算 电路的输出与信号处理电路的输入相连接；信号处理电路的输出与控制器的输入相连接； 控制器的输出与显示终端的输入相连接。
5.根据权利要求4所述的在显示终端实时显示整机功耗的装置，其特征在于所述的 信号处理电路中，低通滤波电路的输出接至数字频率转换电路的输入，低通滤波电路的输 入与计算电路的输出相连接，数字频率转换电路的输出与控制器的输入相连接。
6.根据权利要求4所述的在显示终端实时显示整机功耗的装置，其特征在于所述的 控制器中，信号采集模块的输出与数据处理显示模块的输入相连接，信号采集模块的输入 与信号处理电路的输出相连接，数据处理显示模块的输出与显示终端的输入相连接。
全文摘要
本发明公开了一种在显示终端实时显示整机功耗的方法及其装置，是采用由电流采样电路、电压采样电路、第一模数转换电路、第二模数转换电路、直流分量取消电路、计算电路、信号处理电路所构成的电源功耗检测电路对电器产品的电源的电压电流进行检测，并将电器产品的电源功耗转换为方波信号输出，接着由控制器采集电源功耗检测电路输出的方波脉冲信号，计算一定时间内的脉冲数，控制器通过算法处理计算出功耗数值，并将功耗数值显示在电器产品的显示终端上。这样，用户就可以通过显示终端了解当前功耗，对所使用的电器产品的功耗实时监测，以便于用户及时地采取措施以达到节电的目的。该装置可用于带有LCD显示终端的电视，显示器，冰箱，洗衣机等多种电器产品。
文档编号G01R13/02GK101957393SQ200910304430
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者吴良琦, 曾庆将, 王盛, 蔡三龙, 陈迎锋, 黄卫强 申请人:厦门华侨电子股份有限公司
技术领域：
本发明涉及带有显示终端的电器产品，特别是涉及一种在显示终端实时显示整机 功耗的方法及其装置。
背景技术：
随着国民经济的快速发展和科学技术的不断进步，越来越多的家用电器产品走入 了人们的生活中，比如有电视机、电冰箱、洗衣机、空调、电饭煲等等，这些家用电器，一方面 丰富了人们的生活并给人们的生活带来了极大的方便，比如电视机就可供人们进行观看， 使人们能够及时了解到国内外的时事政治等新闻，而且，人们通过电视机可以欣赏各种文 艺节目；再比如洗衣机可进行衣物的洗涤，免除了人们手工洗涤衣物的烦恼；这些家用电 器，另一方面也使得家庭的用电量呈直线上升，在一定程度上也是造成城市电力紧张的一 个因素之一。因此，如何节省用电，节约能源，是摆在人们面前的一个重要问题。而目前的各 类家用电器，均没有电源功耗的显示功能，使用者无法知道其使用电器的功耗情况，因此， 也就无法采取有效的措施，来达到实施节电的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种在显示终端实时显示整机功耗 的方法及其装置，使得带有显示终端的电器产品能够在使用过程中实时地显示当前的功 耗，让用户能够对电器产品的功耗进行实时监测，以便于用户及时地采取措施以达到节电 的目的。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种在显示终端实时显示整机功耗 的方法，包括如下步骤a.用电流采样电路和电压采样电路分别实时采集交流电网与电器产品的电源板 电路之间输送通路的电流值和电压值；b.用模数转换电路分别将电流采样电路和电压采样电路所获取的电流值和电压 值进行模数转换；c.用计算电路对模数转换电路输给的电流数据和电压数据进行乘积运算得到瞬 时功率数据；d.用信号处理电路将瞬时功率数据转化为按照预先所设定频率输出的方波信 号；e.由控制器的信号采集模块对信号处理电路输出的方波信号进行数据采集处 理；f.由控制器的数据处理显示模块对信号采集模块的数据进行算法处理，计算出当 前的功耗值；g.由控制器的数据处理显示模块将数据送给显示终端进行显示。所述的信号采集模块的数据采集处理过程包括如下步骤
el.控制器I/O、定时器以及捕获中断口的初始化；e2.开中断；e3.捕获方波脉冲信号的脉冲数；e4.判断定时器的定时时间是否到；判断为是，继续下一步骤；判断为否，转至步 骤e3 ；e5.关中断；e6.计算方波信号的频率，并将频率数据送给控制器的数据处理显示模块；而后 返回步骤f2。所述的数据处理显示模块的算法处理过程包括如下步骤fl.初始化RAM区数据存储空间；f2.接收信号采集系统的数据；f3.将数据存储到RAM数据区；f4.判断RAM数据存储区的数据个数是否达到要求；判断为是，继续下一步骤；判 断为否，转至步骤f3;f5.对数据进行加权平均计算；f6.将加权平均计算后的数值与预先设定的功耗因数相乘后得到功耗值。一种在显示终端实时显示整机功耗的装置，包括一电源板电路；一控制器，该控制器含有用来实现数据采集处理的信号采集模块和用来对采集的 数据进行计算及显示处理的数据处理显示模块；一显示终端；一电流采样电路，用来采集电流信号；一电压采样电路，用来采集电压信号；一第一模数转换电路，用来实现模数转换；一第二模数转换电路，用来实现模数转换；一直流分量取消电路，用来消除直流分量；一计算电路，用来对电流数据和电压数据进行乘积运算；一信号处理电路，包含有低通滤波电路和数字频率转换电路，前者用以滤除高频 分量，后者用于将瞬时功率信号转化为以预先设定的频率输出的方波信号；电流采样电路和电压采样电路的输入分别与交流电网输入相连接；电流采样电路 的输出与电源板电路相连接；电源板电路分别与控制器和显示终端相连接；电流采样电路 的输出与第一模数转换电路的输入相连接；第一模数转换电路的输出与直流分量取消电路 的输入相连接；直流分量取消电路的输出与计算电路的输入相连接；电压采样电路的输出 与第二模数转换电路的输入相连接；第二模数转换电路的输出与计算电路的输入相连接； 计算电路的输出与信号处理电路的输入相连接；信号处理电路的输出与控制器的输入相连 接；控制器的输出与显示终端的输入相连接。所述的信号处理电路中，低通滤波电路的输出接至数字频率转换电路的输入，低 通滤波电路的输入与计算电路的输出相连接，数字频率转换电路的输出与控制器的输入相 连接。
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所述的控制器中，信号采集模块的输出与数据处理显示模块的输入相连接，信号 采集模块的输入与信号处理电路的输出相连接，数据处理显示模块的输出与显示终端的输 入相连接。本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的方法及其装置，是采用由电流采样 电路、电压采样电路、第一模数转换电路、第二模数转换电路、直流分量取消电路、计算电 路、信号处理电路所构成的电源功耗检测电路对电器产品的电源的电压电流进行检测，并 由该电源功耗检测电路将电器产品的电源功耗转换为方波信号输出，接着控制器采集电源 功耗检测电路输出的方波脉冲信号，计算一定时间内的脉冲数，控制器通过算法处理计算 出功耗数值，并将功耗数值显示在电器产品的显示终端上，这样，用户就可以通过显示终端 了解当前功耗，使用户对所使用的电器产品的功耗能够实现实时监测。本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的方法，控制器的信号采集模块和数 据处理显示模块是由系统软件来实现，信号采集模块主要用于专门处理电源功耗检测电路 的方波脉冲信号，而控制器的数据处理显示模块主要用于数据的算法计算和显示。为了使 得系统的功耗显示比较精确，系统必须对采集的数据进行算法处理和优化，因此控制器的 数据处理算法也是该系统不可或缺的重要组成部分。数据处理算法的主要内容是首先在 控制器的RAM(随机处理寄存器)开辟出存储信号采集数据的空间，系统将几个连续时刻采 集到的数据存储到MM区，当数据达到数据计算要求即RAM数据存储空间已满，通过对RAM 区的数据进行加权平均计算，并与电能检测系统的功耗因数相乘即可得出当前系统的功耗 值。本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的装置，功耗检测电路串联于交流电 网输入和电器产品的电源板电路之间，对流入电源板电路的电压、电流波形进行检测，并将 检测到的电压、电流信号进行相乘等数学运算后以方波信号的形式将功耗数据输出到控制 器。电流采样电路用来对输入电流进行检测，可以采用耐电腐蚀的金属阻串接于交流通路 中；电流流过电阻以电压的形式被电流采样电路所采集；金属阻可以选用大功率小阻值的 型号，以减小电阻的损耗及提高可靠性。电压采样电路用来对输入电压进行检测；是采用 电阻并接于交流通路中的方式，以电阻分压的方法检测出一个小于0. 5V电压信号。第一模 数转换电路、第二模数转换电路用来分别将检测到的电流信号及电压信号由模拟信号转化 为数字信号。直流分量取消电路用来消除直流分量；由于模数转换(ADC)后会产生一个直 流分量，这个直流分量就是ADC的失调电压；如果将ADC后的电压信号和电流信号直接相 乘，由于失调电压的存在，将会产生一个固定误差；所以为得到高精度则必须将这个失调电 压取消；直流分量取消电路是通过数字计算将电流检测通道的直流分量提取出来，然后“反 相”后再与电流检测通道信号相加来达到直流信号取消的目的。计算电路是将电压电流输 入信号相乘得到瞬时功率信号。信号处理电路的低通滤波电路用来滤除高频分量；信号处 理电路的数字频率转换电路用来将瞬时功率信号转化为以一定频率输出的方波信号。本发明的有益效果是，由于采用了电源功耗检测电路对电器产品的电源的电压电 流进行检测，并由该电源功耗检测电路将电器产品的电源功耗转换为方波信号输出，接着 控制器采集电源功耗检测电路输出的方波脉冲信号，计算一定时间内的脉冲数，控制器通 过算法处理计算出功耗数值，并将功耗数值显示在电器产品的显示终端上，使得带有显示 终端的电器产品能够在使用过程中实时地显示当前的功耗，让用户能够对电器产品的功耗
6进行实时监测，以便于用户及时地采取措施以达到节电的目的。该装置具有广泛的实用性， 可用于带有LCD显示终端的电视，显示器，冰箱，洗衣机等多种电器产品，用户选择产品的 同时，也选择了此项服务，无需进行任何再投入和再施工，更具有实用性。以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种在显示终端 实时显示整机功耗的方法及其装置不局限于实施例。
图1是本发明的硬件结构框图；图2是本发明的控制器的原理框图；图3是本发明方法的数据采集处理过程的流程图；图4是本发明方法的算法处理过程的流程图。
具体实施例方式参见图1、图2所示，本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的装置，包括一电源板电路1;一控制器2，该控制器含有用来实现数据采集处理的信号采集模块21和用来对采 集的数据进行计算及显示处理的数据处理显示模块22 ；一显示终端4 ；一电流采样电路31，用来采集电流信号；一电压采样电路32，用来采集电压信号；一第一模数转换电路33，用来实现模数转换；一第二模数转换电路34，用来实现模数转换；一直流分量取消电路35，用来消除直流分量；一计算电路36，用来对电流数据和电压数据进行乘积运算；一信号处理电路，包含有低通滤波电路37和数字频率转换电路38，前者即低通滤 波电路37用以滤除高频分量，后者即数字频率转换电路38用于将瞬时功率信号转化为以 预先设定的频率输出的方波信号；电流采样电路31和电压采样电路32的输入分别与交流电网输入30相连接；电流 采样电路31的输出与电源板电路1相连接；电源板电路1分别与控制器2和显示终端4相 连接；电流采样电路31的输出与第一模数转换电路33的输入相连接；第一模数转换电路 33的输出与直流分量取消电路35的输入相连接；直流分量取消电路35的输出与计算电路 36的输入相连接；电压采样电路32的输出与第二模数转换电路34的输入相连接；第二模 数转换电路34的输出与计算电路36的输入相连接；计算电路36的输出与信号处理电路的 输入相连接；信号处理电路的输出与控制器2的输入相连接；控制器2的输出与显示终端4 的输入相连接。其中在信号处理电路中，低通滤波电路37的输出接至数字频率转换电路38的输入，低 通滤波电路37的输入与计算电路36的输出相连接，数字频率转换电路38的输出与控制器 2的输入相连接；
在控制器2中，信号采集模块21的输出与数据处理显示模块22的输入相连接，信 号采集模块21的输入与信号处理电路的输出(即数字频率转换电路38的输出)相连接， 数据处理显示模块22的输出与显示终端4的输入相连接。本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的装置，由电流采样电路31、电压采 样电路32、第一模数转换电路33、第二模数转换电路34、直流分量取消电路35、计算电路 36、信号处理电路所构成的功耗检测电路串联于交流电网输入30和电器产品的电源板电 路1之间，对流入电源板电路1的电压、电流波形进行检测，并将检测到的电压、电流信号进 行相乘等数学运算后以方波信号的形式将功耗数据输出到控制器2。电流采样电路31用 来对输入电流进行检测，可以采用耐电腐蚀的金属阻串接于交流通路中；电流流过电阻以 电压的形式被电流采样电路所采集；金属阻可以选用大功率小阻值的型号，以减小电阻的 损耗及提高可靠性。电压采样电路32用来对输入电压进行检测；是采用电阻并接于交流 通路中的方式，以电阻分压的方法检测出一个小于0. 5V电压信号。第一模数转换电路33、 第二模数转换电路34用来分别将检测到的电流信号及电压信号由模拟信号转化为数字信 号。直流分量取消电路35用来消除直流分量；由于模数转换(ADC)后会产生一个直流分 量，这个直流分量就是ADC的失调电压；如果将ADC后的电压信号和电流信号直接相乘，由 于失调电压的存在，将会产生一个固定误差；所以为得到高精度则必须将这个失调电压取 消；直流分量取消电路35是通过数字计算将电流检测通道的直流分量提取出来，然后“反 相”后再与电流检测通道信号相加来达到直流信号取消的目的。计算电路36是将电压电流 输入信号相乘得到瞬时功率信号。信号处理电路的低通滤波电路37用来滤除高频分量；信 号处理电路的数字频率转换电路38用来将瞬时功率信号转化为以一定频率输出的方波信 号。参见图3、图4所示，本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的方法，包括如 下步骤步骤a.用电流采样电路31和电压采样电路32分别实时采集交流电网30与电器 产品的电源板电路1之间输送通路的电流值和电压值；步骤b.用模数转换电路(即第一模数转换电路33、第二模数转换电路34)分别将 电流采样电路31和电压采样电路32所获取的电流值和电压值进行模数转换；步骤c.用计算电路36对模数转换电路(即第一模数转换电路33、第二模数转换 电路34)输给的电流数据和电压数据进行乘积运算得到瞬时功率数据；其中，由第一模数 转换电路33所转换的电流数据还需通过直流分量取消电路35对直流分量的消除后，才输 给计算电路36;步骤d.用信号处理电路将瞬时功率数据转化为按照预先所设定频率输出的方波 信号；这其中包括了用信号处理电路的低通滤波电路37来滤除高频分量，用信号处理电路 的数字频率转换电路38来将瞬时功率信号转化为以一定频率输出的方波信号；步骤e.由控制器的信号采集模块21对信号处理电路输出的方波信号进行数据采 集处理；步骤f.由控制器的数据处理显示模块22对信号采集模块21的数据进行算法处 理，计算出当前的功耗值；步骤g.由控制器的数据处理显示模块22将数据送给显示终端4进行显示。
其中，信号采集模块21的数据采集处理过程包括如下步骤步骤el.控制器I/O、定时器以及捕获中断口的初始化；如图3中的框201所示；步骤e2.开中断；如图3中的框202所示；步骤e3.捕获方波脉冲信号的脉冲数；如图3中的框203所示；步骤e4.判断定时器的定时时间是否到；如图3中的框204所示；判断为是，继续 下一步骤；判断为否，转至步骤e3 ；步骤e5.关中断；如图3中的框205所示；步骤e6.计算方波信号的频率，并将频率数据送给控制器的数据处理显示模块； 而后返回步骤f2 ；如图3中的框206所示。其中，数据处理显示模块22的算法处理过程包括如下步骤步骤Π.初始化RAM区数据存储空间；如图4中的框301所示；步骤f2.接收信号采集系统的数据；如图4中的框302所示；步骤f3.将数据存储到RAM数据区；如图4中的框303所示；步骤f4.判断RAM数据存储区的数据个数是否达到要求；如图4中的框304所示； 判断为是，继续下一步骤；判断为否，转至步骤f3 ；步骤f5.对数据进行加权平均计算；如图4中的框305所示；步骤f6.将加权平均计算后的数值与预先设定的功耗因数相乘后得到功耗值；如 图4中的框306所示。本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的方法，控制器的信号采集模块21 和数据处理显示模块22是由系统软件来实现，信号采集模块21主要用于专门处理电源功 耗检测电路的方波脉冲信号，而控制器的数据处理显示模块22主要用于数据的算法计算 和显示。为了使得系统的功耗显示比较精确，系统必须对采集的数据进行算法处理和优化， 因此控制器的数据处理算法也是该系统不可或缺的重要组成部分。数据处理算法的主要内 容是首先在控制器的RAM(随机处理寄存器)开辟出存储信号采集数据的空间，系统将几个 连续时刻采集到的数据存储到RAM区，当数据达到数据计算要求即RAM数据存储空间已满， 通过对RAM区的数据进行加权平均计算，并与电能检测系统的功耗因数相乘即可得出当前 系统的功耗值。本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的方法及其装置，是采用由电流采样 电路31、电压采样电路32、第一模数转换电路33、第二模数转换电路34、直流分量取消电路 35、计算电路36、信号处理电路所构成的电源功耗检测电路对电器产品的电源的电压电流 进行检测，并由该电源功耗检测电路将电器产品的电源功耗转换为方波信号输出，接着控 制器2采集电源功耗检测电路输出的方波脉冲信号，计算一定时间内的脉冲数，控制器2通 过算法处理计算出功耗数值，并将功耗数值显示在电器产品的显示终端4上，这样，用户就 可以通过显示终端了解当前功耗，使用户对所使用的电器产品的功耗能够实现实时监测。上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种在显示终端实时显示整机功耗的方 法及其装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作 的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
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权利要求
一种在显示终端实时显示整机功耗的方法，其特征在于包括如下步骤a.用电流采样电路和电压采样电路分别实时采集交流电网与电器产品的电源板电路之间输送通路的电流值和电压值；b.用模数转换电路分别将电流采样电路和电压采样电路所获取的电流值和电压值进行模数转换；c.用计算电路对模数转换电路输给的电流数据和电压数据进行乘积运算得到瞬时功率数据；d.用信号处理电路将瞬时功率数据转化为按照预先所设定频率输出的方波信号；e.由控制器的信号采集模块对信号处理电路输出的方波信号进行数据采集处理；f.由控制器的数据处理显示模块对信号采集模块的数据进行算法处理，计算出当前的功耗值；g.由控制器的数据处理显示模块将数据送给显示终端进行显示。
2.根据权利要求1所述的在显示终端实时显示整机功耗的方法，其特征在于所述的 信号采集模块的数据采集处理过程包括如下步骤el.控制器I/O、定时器以及捕获中断口的初始化； e2.开中断；e3.捕获方波脉冲信号的脉冲数；e4.判断定时器的定时时间是否到；判断为是，继续下一步骤；判断为否，转至步骤e3 ；e5.关中断；e6.计算方波信号的频率，并将频率数据送给控制器的数据处理显示模块；而后返回 步骤f2。
3.根据权利要求1所述的在显示终端实时显示整机功耗的方法，其特征在于所述的 数据处理显示模块的算法处理过程包括如下步骤Π.初始化RAM区数据存储空间； f2.接收信号采集系统的数据； f3.将数据存储到RAM数据区；f4.判断RAM数据存储区的数据个数是否达到要求；判断为是，继续下一步骤；判断为 否，转至步骤f3;f5.对数据进行加权平均计算；f6.将加权平均计算后的数值与预先设定的功耗因数相乘后得到功耗值。
4.一种在显示终端实时显示整机功耗的装置，其特征在于包括 一电源板电路；一控制器，该控制器含有用来实现数据采集处理的信号采集模块和用来对采集的数据 进行计算及显示处理的数据处理显示模块；一显示终端；一电流采样电路，用来采集电流信号； 一电压采样电路，用来采集电压信号； 一第一模数转换电路，用来实现模数转换；一第二模数转换电路，用来实现模数转换； 一直流分量取消电路，用来消除直流分量； 一计算电路，用来对电流数据和电压数据进行乘积运算；一信号处理电路，包含有低通滤波电路和数字频率转换电路，前者用以滤除高频分量， 后者用于将瞬时功率信号转化为以预先设定的频率输出的方波信号；电流采样电路和电压采样电路的输入分别与交流电网输入相连接；电流采样电路的输 出与电源板电路相连接；电源板电路分别与控制器和显示终端相连接；电流采样电路的输 出与第一模数转换电路的输入相连接；第一模数转换电路的输出与直流分量取消电路的输 入相连接；直流分量取消电路的输出与计算电路的输入相连接；电压采样电路的输出与第 二模数转换电路的输入相连接；第二模数转换电路的输出与计算电路的输入相连接；计算 电路的输出与信号处理电路的输入相连接；信号处理电路的输出与控制器的输入相连接； 控制器的输出与显示终端的输入相连接。
5.根据权利要求4所述的在显示终端实时显示整机功耗的装置，其特征在于所述的 信号处理电路中，低通滤波电路的输出接至数字频率转换电路的输入，低通滤波电路的输 入与计算电路的输出相连接，数字频率转换电路的输出与控制器的输入相连接。
6.根据权利要求4所述的在显示终端实时显示整机功耗的装置，其特征在于所述的 控制器中，信号采集模块的输出与数据处理显示模块的输入相连接，信号采集模块的输入 与信号处理电路的输出相连接，数据处理显示模块的输出与显示终端的输入相连接。
全文摘要
本发明公开了一种在显示终端实时显示整机功耗的方法及其装置，是采用由电流采样电路、电压采样电路、第一模数转换电路、第二模数转换电路、直流分量取消电路、计算电路、信号处理电路所构成的电源功耗检测电路对电器产品的电源的电压电流进行检测，并将电器产品的电源功耗转换为方波信号输出，接着由控制器采集电源功耗检测电路输出的方波脉冲信号，计算一定时间内的脉冲数，控制器通过算法处理计算出功耗数值，并将功耗数值显示在电器产品的显示终端上。这样，用户就可以通过显示终端了解当前功耗，对所使用的电器产品的功耗实时监测，以便于用户及时地采取措施以达到节电的目的。该装置可用于带有LCD显示终端的电视，显示器，冰箱，洗衣机等多种电器产品。
文档编号G01R13/02GK101957393SQ200910304430
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者吴良琦, 曾庆将, 王盛, 蔡三龙, 陈迎锋, 黄卫强 申请人:厦门华侨电子股份有限公司
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