功率监测和远程监测装置及其监测方法.pdf

本发明公开一种供电监视器包含有一个连接交流供电电源与负载的开关电路。一个控制电路，根据控制电路执行的状态机状态，将开关电路从非导电状态转换为导电状态，以及相反的过程。该控制电路根据状态机的状态进而报告过程参数中的异常情况，例如，电压和电流水平、温度等，用户通过用户界面选择状态机的转变标准，例如，促使状态转变的标准。转变标准可针对不同的功率水平，限定功率标称的范围和功率异常的范围。此外，该转变标准还能确定所报告异常情况的类型，而不改变开关电路的传导性。

权利要求书一种装置，其特征在于，其包含：
至少一功率监视器，其包含：
一套接收输入功率的输入端和一套提供输出功率的输出端；
电路连接于输入端与输出端之间的一个开关电路，该开关电路根据提供的信号转为导电状态和非导电状态；
一个控制电路，其根据过程变量偏离标称水平的程度在若干种状态之间转变，并根据指派给各个状态的信号水平向开关电路提供信号；
一个接入设备，其通讯连接至功率监视器提供作用标准数据，从而根据偏离度限定该过程参数水平上的状态转换界限；以及，
功率监视器中的通讯模块和接入设备中的通讯模块，其间形成通讯信道，用于传输作用标准数据。
如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的控制电路产生代表控制器处于一种状态时的异常事件数据，所述异常事件数据通过通讯信道传入接入设备。
如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的接入设备包含：
一个用于显示异常事件数据和接收来自用户的作用标准数据的用户界面。
如权利要求3所述的装置，其特征在于，该装置还包含：
一个存储功率监视器识别数据的数据库；
一个用户界面内的注册控制，其通过存储包含识别数据的记录，在数据库中注册功率监视器。
如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的用户界面包含一个选择控制，从数据库中取回记录，所述的识别数据被用于激活功率监视器和接入设备之间的通讯信道。
如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的作用标准确定输入功率中偏离标称功率水平的偏差水平。
如权利要求6所述的装置，其特征在于，偏离所述标称功率水平的偏差水平取决于输入电压的大小。
如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的用户界面包含一个对状态转变界限赋值功率水平值的用户控制，该状态转变界限交叉促使发挥作用而不是向开关电路提供信号，该状态转变界限的交叉包含在作用标准数据中，该作用根据状态转变界限的交叉指示接入设备。
如权利要求8所述的装置，其特征在于，由状态转变界限交叉促使的所述行动不包含以开关被迫使进入非导电状态的方式改变该信号。
如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的作用是向接入设备报告偏离正常功率水平的偏差。
如权利要求5所述的装置，其特征在于，该装置还包含：
若干个功率监视器，其中在用户界面上的选择控制促使根据所选择的一个功率监视器检索相应的记录，所述的识别数据用于激活所选择的功率监视器和接入设备之间的通讯信道。
如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述数据库中对每个功率监视器的记录包含一套相应功率监视器的作用标准数据。
如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述的用户界面包含一个配置控制，该配置控制分别建立功率监视器的作用标准数据。
如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述的数据库包含一个记录，该记录与记录每个相应的功率监测器过程变量偏离标称水平的程度的数据相关。
如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述的用户界面包含有一个报告控制，该报告控制显示每个功率监视器的记录数据。
如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述的用户界面同时显示一个以上所选功率监视器的记录数据。
如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的过程变量是电压，过程变量还包含有附加的过程参数，该过程参数包含所有功率监视器的环境温度、负载电流提取和能量消耗，每个附加的过程参数使控制电路在基于偏离标称水平的程度的状态之间转变。
一种装置，其特征在于，该装置包含：
若干个功率监视器，其每个包含：
一套接收输入功率的输入端和一套提供输出功率的输出端；
电路连接于输入端与输出端之间的一个开关电路，其根据提供的信号转为导电状态和非导电状态；
一个根据状态机执行状态向开关电路提供信号的处理器，所述状态机根据输入功率的功率异常在若干种状态之间进行转换；
一个接入设备，其通讯连接至功率监视器提供作用标准数据，从而建立限定功率异常的界限；
接入设备和每个功率监视器中的通讯模块，其用于构建接入设备与至少一个功率监视器之间的通讯信道。
如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述的处理器在状态间进行转变，其包含至少一种促使信号产生的状态，和至少另一种报告功率异常而不会迫使开关状态转变为非导电状态的状态。
如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述的接入设备包含：
一个用户界面，其用于接收来自用户的作用标准数据，该用户界面包含一个用户控制，该用户控制从多个功率监视器中选择一个功率监视器，从而向选择的功率监视器提供作用标准数据。
如权利要求20所述的装置，其特征在于，该装置还包含：
一个数据库；
一个用户界面上的用户控制，其用于创建用户账号，在该账号下将各个功率监视器的识别数据存储在数据库中。
如权利要求21所述的装置，其特征在于，该装置还包含：
一个通过通讯网络与功率监视器通讯连接的服务器，该服务器控制通过用户账号存取存储在数据库中的识别数据。
如权利要求19所述的装置，其特征在于，该装置还包含：
一个数据库，其中对该数据库的访问由接入设备控制。
如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述的通讯信道是由符合网际互连协议/传输控制协议的通讯联络工具构成。
一种方法，其特征在于，该方法包含：
功率监视器通过通讯信道接收作用标准数据；
根据作用标准数据配置状态机；
判断功率监视器过程变量中是否出现异常；
根据异常情况促使状态机的状态转换；
根据状态机的状态，有选择地向负载提供输入功率。
如权利要求25所述的方法，其特征在于，该方法还包含：
通过对功率监视器的用户控制，从一个用户获取作用标准数据；
通过通讯信道向功率监视器传输可接受的作用标准数据。
如权利要求26所述的方法，其特征在于，该方法还包含：
通过储存在数据库中的记录，将若干个功率监视器与用户关联；
在接入设备和相应的功率监视器之间建立多种通讯信道；
接入设备接收来自各个功率监视器的报告数据，所述的报告数据包含代表每个功率监视器过程变量中的异常情况的数据。
如权利要求25所述的方法，其特征在于，该方法还包含：
建立功率监视器的输入电压，作为过程变量。
如权利要求25所述的方法，其特征在于，该方法还包含：
建立作为过程变量的电压，任何功率监视器的环境温度、负载电流和能量消耗作为附加的过程参数，过程参数中的每一个参数会根据偏离标称水平的偏离度促使控制电路在各种状态之间进行状态转变，其中引起的状态转换包含根据附加过程参数中存在的异常现象促使状态机的状态转换。

说明书功率监测和远程监测装置及其监测方法
技术领域
本发明涉及一种供电保护技术，具体涉及一种功率监测和远程监测装置及其监测方法。
背景技术
许多现有的功率保护装置，如电涌保护装置（SPDs）和混合滤波器，包含一个自动开关电路，能够根据不同的供电布线故障和/或过电压或电压不足条件来断开输出至设备的交流电源，此处指的是功率异常。检测过电压或电压不足情况的电路需要在交流电源流经设备输出和连接装置之前达到额定火线电压。火线电压状况，例如浪涌和过压，可能引起特定电源保护装置的失效，例如金属氧化物压敏电阻和其他抑制元件。此外，在浪涌或持续的过压条件下一些设备的电源装置可能会被损坏。
尽管电源保护装置的优势在于根据功率异常情况断开设备的电源，但是电力中断的结果可能带来不便或问题。为了避免频繁的电力中断，一种解决方法是设定电压水平，该水平在电源超出正常操作范围时就会断开，但还是在设备可以承受的范围内。然而，这种接近方法可能造成较小的以至于长期不被检测到的频繁或长期过压或电压不足状况，最终导致电涌保护装置或连接设备的损坏。因此，仍然需要一种供电电压监控系统，能够在不引起频繁电力中断的情况下提供过压和电压不足保护，同时提供充足对较小幅度超压或电压不足状况的提醒以预示系统或连接设备的问题状况。此外，如持续功率异常应当充分反应给适当的管理人员，需要远程管理和控制监视设备。
本申请是2011年8月4日登记的、美国专利申请号为 No. 13/198，137，名为“供电电压监控器”的部分连续申请 （CIP），享受2011年1月31日登记的美国临时专利申请号为No. 61/438，022，名为“供电电压监控器”的35 U.S.C. §119（e）优先权保护。该美国专利申请内容申请的公开特此将其全部内容并入本文作为参考。该申请同样享受2011年 9月15日登记的美国临时专利申请号为No. 61/535，170的，名为“功率监测和远程监测管理”的35 U.S.C.§119（e）优先权保护。该美国临时专利申请内容申请的公开特此将其全部内容并入本文作为参考。
发明内容
本发明提供一种功率监测和远程监测装置及其监测方法，用于监测交流电源供电布线故障、过电压或电压不足情况，并根据标准数据范围，控制电源开关。
本发明在此公开的基本发明内容涉及功率监测和控制一个或更多的功率监测装置。这样的一个功率监视器包含接收输入功率的输入端和一个向负载提供输出功率的输出端。输入端和输出端之间有一个开关电路根据检测到的功率异常的情况可以激活到导电状态或不导电状态。一个接入设备可以与功率监视器通讯以提供标准数据来限定功率异常的程度范围。也就是说，一个功率异常界限可能导致产生报告并提供给接入设备，而另一个功率异常水平可能不仅产生报告，还使开关电路从导电状态转变为不导电状态。功率监视器和接入设备都包含一个通讯模块，在其之间形成一个通信信道来传输标准数据和报告数据。
本发明提供一种装置，其特点是，其包含：
至少一功率监视器，其包含：
一套接收输入功率的输入端和一套提供输出功率的输出端；
电路连接于输入端与输出端之间的一个开关电路，该开关电路根据提供的信号转为导电状态和非导电状态；
一个控制电路，其根据过程变量偏离标称水平的程度在若干种状态之间转变，并根据指派给各个状态的信号水平向开关电路提供信号；
一个接入设备，其通讯连接至功率监视器提供作用标准数据，从而根据偏离度限定该过程参数水平上的状态转换界限；以及，
功率监视器中的通讯模块和接入设备中的通讯模块，其间形成通讯信道，用于传输作用标准数据。
上述的控制电路产生代表控制器处于一种状态时的异常事件数据，异常事件数据通过通讯信道传入接入设备。
上述的接入设备包含：
一个用于显示异常事件数据和接收来自用户的作用标准数据的用户界面。
该装置还包含：
一个存储功率监视器识别数据的数据库；
一个用户界面内的注册控制，其通过存储包含识别数据的记录，在数据库中注册功率监视器。
上述的用户界面包含一个选择控制，从数据库中取回记录，识别数据被用于激活功率监视器和接入设备之间的通讯信道。
上述的作用标准确定输入功率中偏离标称功率水平的偏差水平。
偏离上述标称功率水平的偏差水平取决于输入电压的大小。
上述的用户界面包含一个对状态转变界限赋值功率水平值的用户控制，该状态转变界限交叉促使发挥作用而不是向开关电路提供信号，该状态转变界限的交叉包含在作用标准数据中，该作用根据状态转变界限的交叉指示接入设备。
由状态转变界限交叉促使的上述行动不包含以开关被迫使进入非导电状态的方式改变该信号。
上述的作用是向接入设备报告偏离正常功率水平的偏差。
该装置还包含：
若干个功率监视器，其中在用户界面上的选择控制促使根据所选择的一个功率监视器检索相应的记录，上述的识别数据用于激活所选择的功率监视器和接入设备之间的通讯信道。
上述数据库中对每个功率监视器的记录包含一套相应功率监视器的作用标准数据。
上述的用户界面包含一个配置控制，该配置控制分别建立功率监视器的作用标准数据。
上述的数据库包含一个记录，该记录与记录每个相应的功率监测器过程变量偏离标称水平的程度的数据相关。 
上述的用户界面包含有一个报告控制，该报告控制显示每个功率监视器的记录数据。
上述的用户界面同时显示一个以上所选功率监视器的记录数据。
上述的过程变量是电压，过程变量还包含有附加的过程参数，该过程参数包含所有功率监视器的环境温度、负载电流提取和能量消耗，每个附加的过程参数使控制电路在基于偏离标称水平的程度的状态之间转变。
一种装置，其特点是，该装置包含：
若干个功率监视器，其每个包含：
一套接收输入功率的输入端和一套提供输出功率的输出端；
电路连接于输入端与输出端之间的一个开关电路，其根据提供的信号转为导电状态和非导电状态；
一个根据状态机执行状态向开关电路提供信号的处理器，上述状态机根据输入功率的功率异常在若干种状态之间进行转换；
一个接入设备，其通讯连接至功率监视器提供作用标准数据，从而建立限定功率异常的界限；
接入设备和每个功率监视器中的通讯模块，其用于构建接入设备与至少一个功率监视器之间的通讯信道。
上述的处理器在状态间进行转变，其包含至少一种促使信号产生的状态，和至少另一种报告功率异常而不会迫使开关状态转变为非导电状态的状态。
上述的接入设备包含：
一个用户界面，其用于接收来自用户的作用标准数据，该用户界面包含一个用户控制，该用户控制从多个功率监视器中选择一个功率监视器，从而向选择的功率监视器提供作用标准数据。
该装置还包含：
一个数据库；
一个用户界面上的用户控制，其用于创建用户账号，在该账号下将各个功率监视器的识别数据存储在数据库中。
该装置还包含：
一个通过通讯网络与功率监视器通讯连接的服务器，该服务器控制通过用户账号存取存储在数据库中的识别数据。
该装置还包含：
一个数据库，其中对该数据库的访问由接入设备控制。
上述的通讯信道是由符合网际互连协议/传输控制协议的通讯联络工具构成。
一种方法，其特点是，该方法包含：
功率监视器通过通讯信道接收作用标准数据；
根据作用标准数据配置状态机；
判断功率监视器过程变量中是否出现异常；
根据异常情况促使状态机的状态转换；
根据状态机的状态，有选择地向负载提供输入功率。
该方法还包含：
通过对功率监视器的用户控制，从一个用户获取作用标准数据；
通过通讯信道向功率监视器传输可接受的作用标准数据。
该方法还包含：
通过储存在数据库中的记录，将若干个功率监视器与用户关联；
在接入设备和相应的功率监视器之间建立多种通讯信道；
接入设备接收来自各个功率监视器的报告数据，上述的报告数据包含代表每个功率监视器过程变量中的异常情况的数据。
该方法还包含：
建立功率监视器的输入电压，作为过程变量。 
该方法还包含：
建立作为过程变量的电压，任何功率监视器的环境温度、负载电流和能量消耗作为附加的过程参数，过程参数中的每一个参数会根据偏离标称水平的偏离度促使控制电路在各种状态之间进行状态转变，其中引起的状态转换包含根据附加过程参数中存在的异常现象促使状态机的状态转换。
本发明上述的和其他的特点和优势将结合对实施例的以下定义、描述和附图，得以进一步明确，其中各附图示中的参考数字用于指定相似组件。虽然这些描述是为了更具体地描述本发明的细节，但仍可以理解的是本领域的技术人员能够在本文描述的基础上想到很多其他的变体。
附图说明
图1为功率监测设备的一个具体实施例的方框图，能够选择性地连接交流电源与负载装置和可以将控制数据提供给监视器的接入设备；
图 2为图1监视设备的开关电路状态根据供电电压水平变化的示意图；
图3为典型的根据特定功率异常事件操作状态发生转变的示意图；
图4A和4B为描述了响应供电电压状况下图1所示监测设备操作的逻辑示例功能流程图；
图5为描述了在响应供电电压状况下图1所示监测设备操作的另一个逻辑示例功能流程图；
图6为一个分布式功率监测实施例的框图；
图7为一个接入一个或多个监视设备的接入系统的框图； 
图8 为一个用于创建用户账户的用户界面组件的示例图；
图9 为一个用于在一个用户账户下注册一个监测设备的用户界面组件示意图；
图10为图解说明了一个呈现出电力控制系统的概要数据的典型的用户界面组件示意图；
图11为 图解说明了一个建立监测设备的作用标准数据的典型的用户界面组件示意图；
图12为图解说明了一个呈现出功率异常数据的典型的用户界面组件示意图；
图13为图解说明了一个呈现出生成报告的典型的用户界面组件示意图；
图14A和图14B为对一个或多个功率监视器进行访问和控制的一个典型的用户控制程序的方法流程图。
具体实施方式
本发明理念通过某种具体实施例描述出来，参考所附附图对它进行了详细的描述，文中的参考数字用于指定相似特征。这里使用的“发明”一词是指在对具体实施例进行描述下潜在的发明概念，不仅仅是具体实施例本身。总的发明概念并不局限于下文所描述的具体实施例，可以这么理解以下描述。 
这里所描述的功率监视器对物理特性进行评估，例如，连接到负载设备的交流电源供电电压和/或电流，温度，耗电量，电源/负载极性一致等，针对一个或多个标准，根据相符的标准执行一个或多个措施。这里提到的物理特性是指过程参数，根据作用标准评估检测值，确定是否采取相应的行动，例如改变向负载的功率输出，产生报告，产生声音或/和视觉可见的警报，等等。如这里所述，当过程变量值满足作用标准时，发生事件， 例如，采取相应行动产生的事件。例如，如果交流电源电压（一个典型的过程变量）的检测值超过"报告" 过压阈值，（一种实例的作用标准），那么以确认问题条件的方式报告该事件（一种典型动作）。这里提到的事件报告是指向一个监视器外部实体提供事件相关信息。这种报告可以通过用户界面实现获取，实时查看事件数据，或借此实现从数据存储器取回获取的事件数据，例如数字存储设备和随后的显示。
如果交流电源电压超过“断路”过压阈值，该阈值可能高于报告过压阈值，那么将对该事件进行报告，通过断开负载设备与交流电源的电气连接，从而不仅保护负载设备，还会保护监测设备本身组件。同样，如果交流电源电压低于“报告”电压、不足阈值，如果交流电源电压低于更低的“断路”电压不足阈值，那么会报告该事件，断开设备与交流电源的电气连接。通过这种方式，在严重的过电压和电压不足状况下负载设备和监控设备立即得到保护，而较小的过电压和电压不足状况会被报告而不引起立即的电力中断。因此，如果观察到持续的符合迫使设备断开标准的电压不足和过电压状况，这些信息报告给系统技术人员，技术人员最终可以在方便的时候采取矫正措施。可以理解的是，本发明并不局限于特定事件；其他事件类型也举例如下。
如图1所示，是功率监测设备，或简易监测器100的一个具体实施例的方框图，能够可选择地连接交流电供电电源和负载设备。功率监测设备100可以包含各种电源保护和调节设备，例如，浪涌保护器（SPDs）和混合滤波器，其发挥多种其他功能，确保向负载设备传输可靠地电源。此外，这里还图解描述了一个单相的交流电设置，本发明同样可用于多相设备，这是一般的技术人员都可以根据本发明公开的内容想到的。
如图1所示，在供电侧102，监测器100的输入火线 L， 零线N，和接地GND端子与交流电供电电源系统的相应端子连接（例如，该端子可作为一个能够插入标准分支电路插座的插头。在负载侧104，输出火线L’，零线 N′和接地GND端子与一个或多个负载设备的相应端子相连接。监测器100的火线和零线分别提供输入与输出的火线和零线端的连接。
开关电路125沿火线通路分布设置，选择性地连接输入与输出火线接线端之间的输入（供电）火线L与输出（负载）火线L’。在导电状态，开关电路 125电气连接输入火线导线L和输出火线导线L’，在非导电状态，开关电路 125断开输入火线导线L与输出火线导线L’的电气连接。开关电路 125可以采用各种开关装置的任意一种。作为一种选择，开关电路 125可采用一种电磁继电器（EMR），其中应用的继电器线圈电压关闭常开的继电器连接，有选择地连接或断开输入与输出火线导线。作为另一种选择，开关电路125可采用一种功率半导体器件，例如一种双向可控硅开关元件。而另一种选择是，开关电路125可以采用一种混合开关电路，包含一个功率半导体和电磁继电器的并联，例如美国专利申请2011/0063759中所描述的那样，该专利所公开的内容整个被用作参考。在这种设置中，可使用最低的通态压降和功率损耗实现零交叉开关。尽管存在上文所述和其他的选择，本发明的具体实施例能够保护易受损的下游设备输出电路组件（例如，金属氧化物压敏电阻（MOVs）和其他抑制元件） 免受过压和电压不足的相关损伤。除了保护易受损的设备组件，本发明的具体实施例还能够保护连接的设备免受过压和电压不足条件损伤。
如图1所示，尽管开关电路125是连接于输入和输出火线导线之间，但是以相同方式控制的开关线路还可以连接于输入和输出零线导线之间，或者这种开关也可以安装于监视器100的火线和零线线路中。
一个电源信号调节电路115可连接到监测器100的输入火线L和零线N导线之间，产生代表输入火线至零线间电压的供电电压信号Vln。供电电压信号Vln，是一个典型的过程变量，以机器，例如微处理器或微控制器，进行评估和处理的方式产生。例如，对于一个要求接收交流电电压信号的处理器来说，电源信号调节电路115可以产生供电电压信号Vln，其作为火线至零线间电压的降低版本，例如，通过一个变压器。对于一个接收直流（DC）电压信号的处理器来说，电源信号调节电路 115可以产生供电电压信号Vln，作为直流电压信号（例如，一种模拟信号），其值符合处理器的工作范围，且与峰值或者供火线至零线间电压平均值成正比，依据本发明实施例的要求。例如，电源信号调节电路115可以是一个简单的分压器，其输出电压可以经差分模数转换器进行转换。因此，调节电路115可以根据多种数字处理操作产生数字化的样本数据。可以理解的是，虽然本文所公开的具体实施例是利用电源火线至零线间电压Vln来检测过压和电压不足状况，但同样也可以使用一种火线至地电压Vlg进行检测。
供电电压120可以连接到供电源侧102和负载侧104之间，产生直流电压，其向检测器100的其他组件提供运行电源。如图1所示的示例中，产生直流（DC）供电电压VDD和VSS，提供给控制电路135和调节电路115，而产生的另一个直流（DC）供电电压VO作为操作电压和/或偏压供给开关电路125。供电电源 120可采用可调节的直流（DC）供电电源，在不同的交流输入电压的情况下，维持其直流电（DC）输出在或接近标称水平。
监测器100的输入端口102和输出端口104可以包含其他电路，分别例如输入电路105和输出电路130，以及滤波电路110。输入电路105可以包含一个分流器，该分流器连接到输入火线、零线和接地导线，与滤波电路110连接。分流器105与滤波电路110配合抑制电压瞬变和（电磁/射频）EMI/RFI干扰。输出电路130可以包含一个连接开关电路125的下游的固定台，在经过滤波的电能传递到连接的设备之前消除所有的残余电压瞬变。或者，控制电路135可以选择地连接和断开固定台与零线导线，与打开开关电路125一起来保护固定台组件。连接入输入电路105的分流器、滤波电路110和并入输出电路130的固定台与美国专利5,136,455公开的内容类似，例如，该专利公开的整体内容作为参考并入本文。可以理解的是，其他电路也可引入输入电路 105和输出电路130，但并不背离本发明的主题和范围。
控制电路135可以包含一个处理单元150（例如，一个微处理器，一个微控制器、一个数字信号处理器等），能够执行程序指令（例如，软件），用于执行多种操作和任务，例如，解释来自通讯模块140的数据和命令，在控制电路135组件之间进行协调控制和发送操作信息，执行计算指令，存储信息，操作开关电路125。
控制电路135可以包含一个存储单元155，例如，一个数字存储器，可分为代码段和数据段。代码段存储有处理器指令，该指令由处理单元150执行，实现监视器100的功能。数据段在这里存储限定过压和电压不足状态的信息，事件计数信息，计时信息和其他数据或信息，这将在下文解释。而控制电路135可以采用一个执行存储的软件的可编程微处理器，可以使用另一种处理环境，例如，一个固定数据处理元件，例如，一个专用集成电路（ASIC），普通技术人员将认识到这一点。其他可能的数据处理环境包含一个或多个现场可编程逻辑器件，或固定数据处理元件、固件和/或 可编程逻辑器件的组合。存储单元155可能包含非逸失性存储器，例如，磁性或光学介质或闪存，设置为永久地存储数据，包含事件数据，如有关下文描述的实例事件及其他信息，例如，异常计数、时间标记、非变化的变量、设备ID等，监测器100的过负荷，例如，当移除电力时。
控制电路135具有一个用户界面（UI）145，用于本地控制和操作。用户界面（UI）145可包含多种指示器，例如，发光二极管（LEDs），用户控制装置，例如，按钮、开关等，和/或显示器。这些接口设备的组合和适当的软件可相互结合，实现一种图形的用户界面（UI）或图形用户界面（GUI）。例如，这种显示器可以是多种显示设备中的任一种（例如，LCD 显示器，LED显示器，等），提供有关功率监测信息的可视化指示，并且可以被安装，例如，沿着监测器100的部分外罩或机壳。结合显示器上的信息操作界面设备，从而选择数据、操作图形控制、输入数据和命令，等。本发明并不局限于本地用户界面（UI）145的特定界面结构，本发明可使用多种用户界面，而不脱离本发明的主旨和范围。
控制电路135具有一个开关驱动器160，提供驱动信号，从而改变开关电路 125的导电状态。处理器 150提供一种信号，处理单元150提供一种信号，典型举例如通过信号通道153，从而基于对一个或多个功率质量判据的评估而开关驱动器160。例如，处理单元150可以接收火线至零线间电压Vln，比如说来自调节电路115的Vln，从而确定电源与负载之间的交流电路中是否有功率异常存在。这里使用的功率异常是指超过规定范围的电压或电流偏差。在本发明的某一实施例中，这一范围是可以确立制定和修改的，甚至由人工操作者进行远程控制，如下文所述。一旦确定是否有功率异常存在，处理单元150可以采取适当的措施，例如，将开关电路 125激活到传导或非传导状态。
监测器100具有一个通讯模块 140，按照通讯信道165的通讯规范的格式发送与接收、调制与解调、编码和解码数据。本发明并不局限于特定的传输协议，其中有多种变体可结合本发明使用，并未脱离本发明的主旨和范围。在本发明的某些实施例中，通讯信道 165可以是一种直接的有线连接，例如，一种串行数据连接，一种在电路交换或分组交换通讯系统中的连接， 和/或光学通路中的一束调制光束。在这种信道中，监测器100可与外部设备通讯。如图1所示，监测器100可通讯连接至一个远程的接入设备 170，它可以是任何一种具有通讯能力与通讯模块140兼容的适当设备，由通讯器176典型说明这种性能。远程接入设备170具有一个处理器 172和存储器174，从而实现一个通讯设备，该通讯设备可以是一台计算机、一个移动计算设备、一个手机，等诸如此类。远程接入设备 170具有一个用户界面 180，由一个适当的显示器182和用户控制184组成。此外，处理器172能够执行储存在存储器174内的指令，从而实施控制应用，远程地操作和控制检测器100。一般的技术人员将会认识到可以结合本发明公开的内容应用所有的设备、通讯技术和控制应用。
监测器100的供电电压样本信号Vln 是与输入火线至零线间供电电压成正比的模拟直流（DC）信号，可与多种存储的标准相比较，例如，阈值: OVrestore （过压重建），OVreport（过压报告），OVshutdown（过压断路），UVrestore（电压不足重建），UVreport（电压不足报告）和UVshutdown（电压不足断路）。这些阈值可在存储单元155中作为变量数据储存，处理单元150可以取回这些数据用于分析，例如，确定供电电压水平是否位于指定的范围内。通过举例说明美国单相供电电源的方式，将默认阈值设置为以下电源电压水平：
OVshutdown (OVsh)         150 Vrms
OVreport (OVrc)          135 Vrms
OVrestore (OVrs)         130 Vrms
UVrestore (UVrs)          105 Vrms
UVreport (UVrc)           100 Vrms
UVshutdown (UVsh)     80 Vrms。
如图2所示，图示说明了基于供电电压水平，监视器100的典型开关电路状态过渡分界，对这种操作的描述可另外参考图3所示的状态机，它图解说明了监测器100的操作状态。也就是说，当供电电压介于图2所示的UVsh， UVrc， UVrs， OVrs， OVrc 和OVsh 的过渡分界之间，则如图3所示的状态机300的状态转换将会发生。在下文中使用运算符<， >，                                                ，和表示供电电压信号Vln与多个阈值的比较关系。然而，可以理解的是，本发明并不局限于任何特定的功率质量标准或评估。例如，无需交叉阈值，只需要满足其他的质量标准。此外，虽然在图2和图3中使用电压作为示例的过程变量，本发明的具体实施同样可以使用电流和其他过程变量定义类似的过程和过程转变。普通的技术人员可认识到评估标准的较宽范围可作为本发明具体实施例的一部分，并未脱离本发明的范围和主旨。可以根据制造商的规格说明书制定一个设备的标称工作电压范围，并设置为监测器100的参数。例如，标称的工作范围可设置在过压和电压不足重建阈值水平之间（OVrs和UVrs），如图2所示。在这一范围内，控制电路135可将开关电路 125置于传导状态。一个标准单相交流负载的典型标称范围可介于105 Vrms至130 Vrms，这些值可储存为OVrs和UVrs，以限定其为标称供电电压120 Vrms的电压范围界限。
如图3所示，描述了一个状态机 300，能够由控制电路135内的电路实现，例如，由处理单元150实现。在每个状态，执行一个或多个动作，包含使开关电路125变为传导或非传导状态，报告迫使状态机300状态改变的功率异常情况。状态机 300根据异常事件的发生改变状态，例如，状态转换边界的交联。当Vln 小于UVrc时，发生电压不足（UV）报告事件，当Vln进一步减小到UVsh，则发生电压不足（UV）断路事件。当Vln增加至超过UVrs时，则发生（电压不足）UV重建事件。如果Vln继续增加到超过OVrc，则发生过压（OV）报告事件，而Vln继续增至超过OVsh，则发生过压（OV）断路事件。当Vln下降到超过OVrs，则发生过压（OV）重建事件。鉴于此，状态机300的状态描述了监测器100的状态。
从起始状态（图3中的状态310），如果供电电压信号Vln是可接受的（例如，介于过压和电压不足重建阈值之间，UVrs和OVrs，该水平作为额定值），监测器100可转换到正常工作状态，然后控制电路135执行“循环”程序，将状态机 300转换为正常操作状态320。在这种情况下，控制电路135在“打开”水平向开关电路125提供一个开关控制信号Vsw，将开关电路125转换为导电状态。这个开关控制状态如图2的下部中间部分所示，其开关状态为闭合的（连接/传导），供电信号Vln介于UVrs和OVrs之间，例如，标称值。
在起始状态，如果供电信号Vln超出重建阈值水平（例如，Vln > OVrs或Vln < UVrs），那么状态机300循环且持续检测供电电压信号 Vln ，直到处于标称值范围内，然后状态机 300转换到正常操作状态320。
在正常操作状态320，控制电路135继续周期性地比较Vln与转变边界水平，以确定供电电压是否处于标称值范围内，或者是否发生了过电压或电压不足的状况。如图3所示，如果供电电压信号Vln增加到OVrc以上，引起过压（OV）报告事件，那么状态机 300会通过转换为报告过电压状况状态330做出响应，借此执行“过压报告”程序。这种过压事件的总数可以存储在控制电路135的存储单元155中。过压报告程序包含增加过压计数和存储这一增加的计数值。此外，过压报告程序确定过压（OV）报告事件发生的时间，并报告这一时间值。报告的时间可以是自上次事件以来所经历的时间，自计时周期或间期开始以来所经历的时间，或是一天时间。或者，控制电路135向用户界面UI 145发送显示控制信号，显示增加的过压计数值。此外，控制电路135通过通讯信道165向外部设备如接入设备170发送消息，该消息包含过压（OV）报告事件信息（例如，计数值和计时信息）。
如图3所示，在报告过压状态330中，控制电路135将开关电路125保持在闭合（传导）状态，即使发生过压（OV）报告事件，负载设备也保持与交流电供电电源的连接。这一传导性的开关状态如图2下部右侧所示。当供电电压高于过压重建水平（OVrs），不采取任何行动，保持开关电路125的闭合（传导性）。如果供电电压信号持续增加，超过了过压报告阈值 OVrc，则执行过压报告程序（例如，增量计数、报告时间、控制显示、提供外部通知）；然而，开关控制信号使开关电路125保持在打开（传导）状态（例如，开关控制信号使开关电路 125持续闭合）。
供电电压可能在较短的一段时间内在过压报告阈值（OVrc）上下波动。因此，为了防止一系列快速的过压报告，供电信号必须下降到低于过压重建阈值（一个过压（OV）重建事件），在根据另外的一个过压（OV）报告事件执行另一个过压报告操作之前使状态机300回到正常操作状态 320。换句话说，一旦监测器100处于报告过压状况状态330，将不再报告过压状况，除非监测器100首先回到正常操作状态320，发生随后的过压（OV）报告事件，或者除非监测器100转换到断开状态340，如下文所示。根据另一种可能的设置，一旦处于报告过压状况状态330，能够周期性的评估供电电压信号 Vln，如果供电电压信号保持在过压报告阈值（OVrc）以上，可执行另一个过压报告程序，获得定期报告。
如图3所示，当发生过压（OV）断路事件时，状态机从报告过压状况状态330转换为断开状态 340，例如，如果供电电压信号 Vln 增加到过压断路阈值以上（Vln > OVsh），那么设备100会转换到断开状态340。在这一状态，除了再次执行过压报告程序，控制电路135也执行"非循环"程序，开关控制信号 Vsw变为关闭状态，使开关电路 125转换为非传导或"断路"状态（打开），从而断开向设备输出容器和受保护的设备供电。例如，以电磁继电器开关为例，控制电路135将通知开关驱动器 160移除继电器线圈电流，使常开的继电器开关打开，从而断开下游组件和连接设备与交流电源的连接。这种操作如图2开关状态示意图的最右侧部分所示，开关电路125从传导/闭合（设备连接）的状态过渡到非传导/打开（设备断开）状态。
根据一种选择来说，供电电压信号超过过压断路阈值（Vln > OVsh）的过压（OV）断路事件可与过压（OV）报告事件分别报告，例如，可维持两种不同的过压计数，一个对应于过压（OV）报告事件，一个对应于过压（OV）断路事件。
如图3所示，一旦监测器100 处于断开状态340（执行非循环程序后），即使供电电压信号持续低于过压断路阈值水平OVsh或者即使供电电压信号 Vln低于过压报告阈值水平OVrc，开关电路125依然会维持在非传导/打开状态。为了转变回正常操作状态320，在控制电路135再次执行循环程序闭合开关电路125前，供电电压信号Vln 必须降低到OVrs以下，至标称值范围内。由于当供电电压信号Vln超过过压断路阈值OVsh时，开关电路125打开，直到供电电压信号 Vln低于过压重建阈值OVrs时关闭，状态机 300通过滞后作用进行操作，防止了由于供电电压波动而引起快速的开关循环。
同样，如果定期监测的供电电压信号Vln降低到电压不足报告阈值UVrc以下（一个电压不足（UV）报告事件），那么状态机300将从正常操作状态320转换到报告电压不足状态350，执行电压不足报告程序。电压不足事件计数被存储在存储单元155中。电压不足报告程序包含递增电压不足计数和存储增加的计数值。此外，电压不足报告程序确定电压不足（UV）报告事件发生的事件。如同过压事件一样，报告的电压不足事件时间可以是自从上次事件以来的一段时间，自计时时期或间隔时间开始的一段时间，或是一天的时间。可选择地是，控制电路135能够向用户界面UI 145发送显示控制信号，以显示递增的电压不足计数值。此外，控制电路135能够通过通讯信道 165向远端接入设备170发送含有电压不足事件信息（例如，计数值和计时信息）的消息。
如图3所示，在报告电压不足状态350，尽管报告了一个电压不足事件，开关电路125保持传导/闭合，负载设备保持与交流电供电电源的连接。这种开关状态可见于图2的左下部分。当供电电压信号 Vln 降至电压不足重建阈值 UVrs以下，不采取任何行动，开关电路 125保持闭合（连接）。如果供电电压信号继续降低到电压不足报告阈值UVrc以下（（电压不足）UV报告事件），则执行电压不足报告程序（例如，增量计数，报告时间，控制显示，电源外部通告）。然而，提供给开关电路125的开关控制信号 Vsw保持在打开（传导）状态。
供电电压信号水平可能在较短的时间内围绕电压不足报告阈值（UVrc）上下波动。为了防止产生一系列快速的电压不足报告，供电电压信号 Vln 必须超过电压不足重建阈值（Vln > UVrs），在另一个电压不足报告事件产生之前使监测器100回到正常操作状态320。换句话说，一旦监测器100处于报告电压不足状况状态350，即不再报告电压不足状况，除非监测器100首先回到正常操作状态 320，然后再次转换到报告电压不足状况状态350，或者除非监测器100转换为断开状态340。根据另一种可能的应用，一旦处于报告电压不足状况状态350，则定期评估供电电压信号Vln，如果供电电压信号仍低于电压不足报告阈值（UVrc），那么将执行另一个电压不足报告程序，产生定期报告。
如图3所示，如果供电电压信号从报告电压不足状况状态350降低到电压不足断路阈值以下（Vln < UVsh），引起UV断路事件，那么监测器100将转换为断开状态340。在这种情况下，除了再次执行电压不足报告程序，控制电路135还将执行非循环程序，将开关控制信号 Vsw 转变为关闭状态，使开关电路 125过渡到非导电状态。这种操作如图2开关状态图的左侧部分所示，其中开关电路 125从传导/闭合（设备连接的）状态过渡到非传导/打开（设备断开的）状态。
对一种选择来说，供电电压信号降低到电压不足断路阈值以下（Vln < UVsh）的电压不足（UV）断开事件可与电压不足（UV）报告事件分别报告，例如，可以维持两个不同的电压不足计数，一个对应于电压不足（UV）断路事件，另一个对应于电压不足（UV）报告事件。
一旦监测器100处于断开状态340（在执行非循环程序后），即使供电电压信号Vln 大于电压不足断路阈值 UVsh或者供电电压信号 Vln大于电压不足报告阈值UVrc，开关电路 125依然保持为非传导/断开状态。为了转换回正常操作状态320，在控制电路135再次将开关电路 125转换为导电状态（闭合）以前，供电电压信号Vln必须增加至标称值，例如，UVrs Vln OVrs。由于当供电电压信号Vln低于电压不足断路阈值UVsh时，开关电路 135切断，但不会复原，直到供电电压信号Vln大于电压不足重建阈值UVrs，状态机300在滞后作用下运行，防止了供电电压水平波动引起的快速打开‑关闭循环。
在某种实施例中，一旦状态机300处于断开状态340，它必须通过干预状态重新进入起始状态，如图3所示。例如，如果试图回到正常状态的尝试不成功，则需要用户的介入，状态机维持断开状态340，直到发生用户介入。一旦该状况被清除，使用者即能够执行与介入状态有关的行动，此刻，状态机 300进入起始状态 310。
在某种实施例中，偏离过程变量的标称值的偏离水平可以确定相应事件的严重程度，相应的行动可反映其严重程度。例如，如果过程变量是监视器100内和周围的周围温度，逐渐增加的设定温度阈值可促使发生越来越重大的行动。例如，测量的周围温度超过一个温度阈值可以促使产生并存储一份报告，更高的温度可能会产生一种声音警报，而再更高的温度则会断开所有负载的供电电压。图2对这一方案也有说明，偏离测量参数标称水平的程度首先促使执行一个严重度较低的动作，例如，产生一个报告，然后是更严重的措施，例如，断开负载与电源的连接。图2所示的方案可扩展为涉及其他参数，例如，温度、能量损耗、供电电压、负载电流等。普通技术人员将根据回顾公开的内容，认识到有其他方案可与本发明所公开的内容结合使用。
如图4A和图4B所示，描述一个功能流程图，概述了一种根据供电电压状况操作监测器100的逻辑事例。在操作405中，从起始状态开始，接收到的电源火线至零线间电压Vln的模数转换是由控制电路135执行的。操作410确定数字供电电压信号 Vln 是否介于电压不足和过压重建阈值之间（UVrs Vln OVrs）。如果这样的话，执行循环程序（操作415），控制电路135将开关电路125转换为打开（传导）状态（例如，正常操作状态）。如果不是这样，（例如，如果供电电压信号Vln 位于重建阈值水平之外（Vln > OVrs或Vln < UVrs），那么逻辑路线回到操作405，控制电路135继续检测供电电压信号Vln，直到它位于可接受的水平内（例如，UVrs Vln OVrs）。一旦Vln在标称值范围内，即执行循环程序，同时监测器100转换到正常操作状态。
执行循环程序后，继续周期性地对接收到的供电电压信号Vln进行A/D转换（操作420）。在操作425中，比较供电电压信号与电压不足断路阈值UVsh。如果供电电压信号小于电压不足断路阈值（Vln < UVsh），那么执行电压不足报告程序（操作430）和非循环程序（操作435），报告上述电压不足状况，使开关电路125转入关闭（非传导）状态，断开输入火线导线L与输出火线导线L’ 的连接。执行非循环程序后，逻辑线路回到初始的操作405，定期比较供电电压信号Vln与重建阈值。
如果在操作425中，供电电压信号不低于电压不足断路阈值（Vln UVsh），那么逻辑路线进入操作440，比较供电电压与电压不足报告阈值UVrc。如果供电电压信号低于电压不足报告阈值（Vln < UVrc），那么执行电压不足报告程序（操作445），如上文所述那样报告电压不足状况，逻辑路线进入操作450（图4B）。如果供电电压信号不低于电压不足报告阈值（Vln UVrc），逻辑路线则直接进入操作450，无需执行电压不足报告程序。
在操作450中， 比较供电电压信号与过压断路阈值OVsh。如果供电电压信号大于过压断路阈值（Vln > OVsh），则执行过压报告程序（操作455）和非循环程序（操作435），如上述那样报告超功率状态，关闭开关电路125（非传导性），断开输入供电火线导线L与输出负载火线导线L’ 的连接。执行非循环程序后，逻辑路线回到初始操作405，定期比较供电电压信号Vln与重建阈值。
在操作450中，如果供电电压信号不大于过压断路阈值（Vln OVsh），逻辑路线进入操作460，比较供电电压与过压报告阈值OVrc。如果供电电压信号大于过压报告阈值（Vln > OVrc），则执行过压报告程序（操作465），如上述报告过压状况，逻辑路线进入操作420，在开关电路保持在闭合（连接）状态时，重复比较循环。在操作460中，如果供电电压信号不大于过压报告阈值（Vln OVrc），逻辑路线直接进入操作420，无需执行过压报告程序。
如图5所示，描述了根据供电电压状况检测器100执行操作的另一个逻辑路线示例功能流程图。在操作505中，从起始状态，对接收到的电源火线至零线电压Vln进行A/D转换。在操作510中确定供电电压信号Vln是否介于电压不足和过压重建阈值之间（UVrs Vln OVrs）。如果是这样，执行循环程序（操作515），控制电路135使开关电路125转入打开（传导）状态，连接输入供电火线导线L与输出负载火线导线L’，（例如，正常操作状态）。若非如此（例如，如果供电电压信号 Vln在重建阈值水平之外（Vln > OVrs或Vln < UVrs），那么逻辑路线回到操作505，在执行循环程序和转换入正常操作状态前，控制电路135继续检测供电电压信号Vln直到位于可接受的水平（例如， UVrs Vln OVrs或标称值）。
执行循环程序后，继续定期对接收到的供电电压信号Vln执行A/D转换（操作520）。在操作525中，比较电压供应与电压不足报告阈值UVrc。如果供电电压信号小于电压不足报告阈值（Vln < UVrc），那么如上述那样执行电压不足报告程序（操作530），报告电压不足状况，逻辑路线进入操作535，比较供电电压信号与电压不足断路阈值UVsh。如果供电电压信号小于电压不足断路阈值（Vln < UVsh），那么将如上述执行非循环程序（操作540），报告电压不足状况，关闭开关电路 125（非导电状态），断开输入供电火线导线与输出负载火线导线。如果控制电路135表明Vln从低于电压不足报告阈值到低于电压不足断路阈值，那么控制电路135也会随着非循环程序执行电压不足报告程序（图5未显示）。执行非循环程序后，逻辑回到初始状态505，周期性地比较供电电压信号Vln与重建阈值。
在操作535中，如果供电电压信号大于电压不足断路阈值（Vln UVsh），那么逻辑线路回路将返回操作520，重复供电电压信号与多种阈值之间的比较循环， 而开关电路保持闭合（传导）状态。
在操作525中，如果供电电压信号不小于电压不足报告阈值（Vln UVrc），那么逻辑路线进入操作545，比较供电电压信号与过压报告阈值OVrc。如果供电电压信号高于过压报告阈值（Vln > OVrc），那么执行过压报告程序（操作550），如上述报告过压状况，逻辑路线进入操作555，比较供电电压信号与过压断路阈值OVsh。如果供电电压信号大于过压断路阈值（Vln > OVsh），那么执行非循环程序（操作540），如上述报告过压状况，从而关闭开关电路125（非导电状态），断开输入供电火线导线与输出负载火线导线。如果控制电路135分别表明Vln值从大于过压报告阈值升高到超过过压断路阈值，那么控制电路135可随非循环程序执行过压报告程序（图5中未显示）。执行非循环程序后，逻辑线路回到初始操作505，定期比较供电电压信号Vln与重建阈值。
在操作555中，如果供电电压信号不高于过压断路阈值（Vln OVsh），那么逻辑线路回路回到操作520，重复供电电压信号与多种阈值之间的比较循环，而开关电路保持闭合（传导）状态。
在操作545中，如果供电电压信号不大于过压报告阈值（Vln OVrc），那么逻辑线路回路回到操作520，重复供电电压信号与多个阈值的比较循环，而开关电路保持闭合（传导）状态。从图4A、4B和图5所示将认识到本发明并不局限于任何一种特定的应用，可以执行多种不同的逻辑线路操作来实现该发明。
将报告和断路水平进行区分允许报告可能破坏连接设备的过压和电压不足状况（例如，创建过电压和电压不足事件历史）而不实际断开电源与连接设备的连接。通过报告该事件、断开和保护连接设备能够应对可能会损坏连接设备的供电电压水平（例如，在断路阈值外）。
如图1所示，通讯模块140允许控制电路135外部设备如远程接入设备170传输信息，如检测器100的状态和事件历史（例如过电压和电压不足计数），以进行存储和分析。除了从监测器100向外部设备传输数据，通讯模块140也允许从外部设备向监测器100传输数据，例如，设备控制参数、作用标准等。例如，在一个具体实施例中，监测器100可连接到一台计算机，执行应用程序，此外，允许终端用户从一系列过压和电压不足阈值水平中进行选择。这些用户选择的阈值被传输到控制电路135。控制电路135用终端用户选择的阈值替换或改写之前使用的或默认的阈值。因为监测器100是为保护各种敏感设备而设计的，这一特征允许终端用户定制适用于连接设备的报告和断路阈值。
根据另一种特征，控制电路135也可编程以执行程序响应中断。在一种设置中，控制电路135可以使用一种装载的计时模块在计时器中断时执行"递增时间"程序，例如，每1秒钟。在这种情况下，控制电路135执行图4A‑4B或图5所示流程图中的操作，每秒中断执行"递增时间"程序，记录自最近报告的功率异常事件所经历的时间（秒、分、小时和天）。如此，应对上述其中一种异常事件，除了递增和存储适当的事件计数，控制电路135还存储自先前事件起所经历的时间（例如，事件之间的时间）。
通过使用通讯模块140连接控制电路135与计算机运行定制的诊断软件，事件数据（事件计数和事件之间所经历的时间）可被分析、显示和储存。通过报告最近事件之间所经历的时间，并连接到计算机，定制的诊断软件能够在先前的报告事件基础上运行计算指令，将报告的事件之间的时间转换为发生的真实时间/日期（时间标记）。
可以领会到上文所描述的控制电路135只代表一种可能的应用，许多其他方法，如使用各种硬件、软件、固件及其组合，可以用于评估并对过压状况和电压不足状况做出反应。
如上文讨论的那样，监控电路135可以针对系统故障、干扰或不稳定监测其他类型的过程参数，例如，控制电路135也能评估是否存在接线故障，例如，一个露地或反极性状况（例如，线性和中性颠倒）。此外，控制电路135能够监测超温和过流状况。当满足相应作用标准时，适当采取对应于这些过程参数的行动，例如，控制电路135能递增相关事件计数，在存储器内存储计数。可选择地是，控制电路135能够在用户界面UI145上显示有关事件的信息（例如，接线故障类型等）。在适当的情况下，控制电路135也能向开关电路125发信号，断开电源与设备输出容器和受保护的设备的连接。作为应答，开关电路125根据是否检测到一种不良的操作状态（例如，过电压状况、电压不足、接线故障、温度过高、过电流状况等），在负载侧形成或断开线性导线与连接设备的连接。
存储单元 155可以包含存储在非易失计算机可读介质（例如，软件）上的能由处理单元150执行的处理器指令（例如，软件）。这里所使用的“计算机可读介质”是指非易失（有形的）介质（例如，存储器或储存设备）。存储单元155是一种有形的处理器可读或计算机可读的存储器，存储或编码由控制电路135的处理器执行的指令，使处理器执行这里描述的功能。
如图6所示，描述的是一种典型的功率监测系统600，该系统包含多个功率监视器，分别以功率监视器630a‑630c描述，统一称作功率监视器 630。功率监视器630可由一种电路实现，使本发明具体化，例如，使用监测器100。每个监测器630可电气连接至负载，分别以负载620a‑620d进行描述，统一称为负载620，以及连接至相应的电源，以电源605和610描述。在图6所述的具体实施例中，每个监测器630针对功率异常监控由电源605、610提供的功率，有选择地连接这些电源至其连接的负载620。由于每个负载620有它自己的功率要求，必须由它所连接的电源来满足，每个监测器630可以分别设置为在其连接的电源605，610的基础上为每个负载620建立适当的控制。在某些应用中，负载620可以是在同一个位置的，从例如商业化电网610和发电机605获取电能。此外，一个特定的设备可由多个电源供电，例如，电网610和发电机605，以及为各自的负载620监控两个电源是设备625正确运行所必须的，为了监测和控制分散的负载620，每个监测器630可以通讯连接到中心的可能不固定的管理点。在这一种设置中，每个监测器630可以以网络640构建连接的方式连接至一个或多个接入设备，分别以接入设备660a‑660b加以说明，统一地表示为接入设备660。可以通过在接入设备660上执行应用实现这种通路，其本身可由适当的通讯设备实施，例如，图1中所示的远程接入设备170。或者，每个监测器630可通讯连接某一中央服务器650，接入设备 660可通过服务器650接入监测器630。
如图7所示， 说明了一个典型的接入系统700，远程接入设备660通过该系统与监测器630通讯和控制监测器630。接入系统700可以在单独的接入设备和/或服务器650上实现。此外，存取系统 700可以分布在各个接入设备660和服务器650上，某些功能在接入设备660上实现，另一些功能在服务器650上实现。本发明并不局限于接入系统 700的某一具体实施例，其只是为了解释说明，并非限制，假设存取系统700通过处理器172执行的指令实现。普通技术人员将认识到有多种备选方案，本发明包含了所有的方案。
接入系统 700可以包含一个控制过程730，用于协调其他功能组件的相互操作。例如，控制过程730可接收来自一个功能模块的格式数据，有关这些数据终点的解码信息，并向功能模块传输数据。此外，控制过程 730能够以便于检索的方式格式化将存储在数据库740中的数据，例如，通过多种数据结构和查询表，传送至请求模块。控制过程730也可追踪数据、进行计时、执行设定进程和其他作用，从而实现功能齐全的接入系统700。普通技术人员将认识到有多种变体来实现控制过程，且并不脱离本发明的主旨和范围。
通信过程720可以通过接入系统700与监测器630的通讯提供服务。这些服务包含但不局限于，调制和解调通路数据，例如，在通讯信道710中传输数据，对该数据进行编码和解码。在某些具体实施例中，通信过程720也可以加密和解密通道数据，从而防止未经授权地接入分布式监测系统600。通信过程720可以执行本发明具体实施的每个应用中的其他通讯相关任务，这也是技术人员能够理解和领会的。
接入系统700可以包含一个注册过程750，监测器630借此注册为监测系统600的一个成员。例如，如下文更详细地描述那样，远程（用户界面）UI 180可以提供用户控制，借此以每个监测器630接入的方式收集单个监测器630的具体信息。这些详细信息可以适当格式化并存储在数据库740中，当在远程用户界面180中操作一项用户控制，需要接入已注册的监测器。作为对这种注册的应答，在数据库740中建立记录，不仅包含监测器识别信息、位置信息与获取，还包含控制数据，例如，电流和之前的阈值水平。
接入系统700中可以应用服务过程760，提供有关当前控制的具体服务，例如，数据输入的图形用户界面（GUI）组件，通过这些控制接收来自用户的数据，显示报告数据等。接入系统700的某些服务和其他功能见下文所述，参考执行这些功能的不同控制和规约。
如图8所示，图解说明了一个典型的账户创建面板810，用户借此创建用户账号。在某些实施例中，用户账号允许安全获取由服务器提供的集中服务，例如，服务器650。在其他实施例中，在接入设备660上创建用户账号，安全接入散布的监测系统 600。如图8所示，账户创建控制板810包含数据输入字段820，借此输入用户信息。注册过程750可创建一个账户记录，例如，在数据库中740，在该账户下记录监测设备630和经授权的接入设备660，并与该账户关联。此外，账户创建控制板810可以包含数据输入字段 830，创建唯一的密码，并与用户账号关联。创建的密码可用于禁止进入该用户账号，据此建立分布式监测系统600，并用作对输入数据储存和在网络640中进行通讯信道传输加密的钥匙。
如图9所示，说明了一个典型的设备注册面板910，借此用户可以在一个账户下注册单独的监测设备630，或者在账号所有者的接入控制下控制特定的监测器630。如图9所示，设备注册面板910包含数据输入字段920，输入识别特定监测器630的设备特异性数据。注册过程750可以将用户注册控制930输入的设备数据与用户账户进行关联。此外，设备注册面板910可能包含一个或多个数据输入字段 930，从而将选择的监测器 630作为一个逻辑整体进行分组，例如，监测系统 600。从而，属于一个网络组的监测器 630可在分布式控制方案中识别和控制。
在本发明的某种实施例中，一个用户账号可以包含一个提供额外控制导航的主页。可以理解的是，虽然该主页由网络服务器提供，但这并不是必须的，主页无需符合超文本传输协议（HTTP）和超文本标记语言（HTML）格式。这对于本文描述的其他控制页面也是如此，尽管在此举例的页面通过互联网的HTML/HTTP实现。
如图10所示，说明了一种典型主页1010，在成功登陆后呈递给用户。如图10所示， 主页 1010可包含指示接入设备170能够获得的通讯模块140数量的状态指示器1030。在本发明的某种实施例中，通讯模块140是与监测器电路分开的独立的设备，连接至某一通讯端口，例如，一个位于监测器630上的串行端口。指示器1030指示已注册的通讯模块140数量，指示器1040可以指示与功率监视器630关联且通讯的通讯模块数量。
在本发明的某种实施例中，作用标准数据和其他数据在特定的预设时间间隔被上传至各个监测器630。在主页1010或其他位置上有一个用户控制器1020，指示这种上传的状态。可以提供有关数据传输到哪个监测器和传输时间的其他信息。这可作为数据库740中设备记录的一部分进行储存。
如图11所示，描述了一个典型的设备控制面板1110，借此为控制监测器630设置多个用户控制。设备控制面板1110上的每种控制可使服务过程 760在特定监测器630上执行相关服务。可以通过设置了已注册的监测器630的检索控制1120执行检索接入监测器630，或者，用户控制1130可二次检索与某一用户账号相关的所有可用监测器中的记录。一旦设置有某一特定的监测器630，监测器630的设备具体细节将被显示在显示面板1140上。此外，可以建立，和/或重新建立接入设备660与监测器630之间的通讯信道，根据设备控制面板1110上的设置，在所选择的监测器630上执行某些相关动作。例如，激活的需求强度更新控制1162立即将作用标准数据通过通讯信道传输至选择的监测器630，与下一个更新循环相反。供电循环控制1164使在所选择的监测器上进行供电循环，例如，解除开关电路125，使电力不能传送至连接的负载，并在预设的时间间隔后重新恢复开关电路125，例如，90秒。设置出口打开控制1166可使监测器630激活开关电路125，无论是否存在供电异常。同样，设置出口关闭控制1168可关闭开关电路 125，无论控制状态机的状态如何。清除设备存储器控制1172可清除含有事件数据的监测器存储器，不会影响其中存储的作用标准数据。
设备控制面板1110还包含用户控制1150，借此输入行动标准数据，并传输给选定的监测器630。然后，监测器630使用作用标准数据，配置状态机300的过渡界限。在图解说明的实施例中，作用标准数据是定义的OV断路，OV报告，OV重建，UV重建，UV报告和UV断路事件的阈值水平，使状态机300在状态之间转变。用户可以在数据输入字段例如数据输入字段1152输入阈值水平的新值，并启动提交控制1154将新阈值传输到选择的监测器630。另外，用户可以通过一种命令控制将阈值重设为默认阈值，例如默认按钮1156。
如图12所示，描述的一个典型的设备信息面板1210具有一个设备选择控制器1220，与图11中讨论的类似。根据监测器的选择，接入设备660从所选择的监测器630取回信息。这种信息可包含，而不仅仅局限于线电压测量1230，其为从监测器的最近轮询测量的线电压，以及面板1240内的其他相关信息。信息面板1240可包含所选择监测器的捕获序列号、固件版本、日期和时间，报告最近的功率质量事件数据，下载最近数据的日期/时间。此外，在面板1250内，每个功率质量事件列于最近事件下方，面板1250显示发生的事件的类型和日期与时间。
如图13所示，说明了一个典型的报告面板1310，通过它可以查看全部监测器630的总的信息。报告面板1310可以针对注册在用户账户下的所有监测器提供设备清单和所有的已经发布的警报。报告可以通过由控制器1320选择格式提供给第三方，通过例如电子邮件的方式发送格式化的报告。在某些实施例中，这种报告的发送可以是自动的。可以根据地点、模型编号和其他设置由警报产生报告。本发明并不局限于报告中含有的数据，这些报告可能包含除了上述异常报告之外的其他数据。
如图14A和图14B所示，描述了一种典型的功率控制过程 1400，通过用户界面在本地或远程控制一个或多个功率监视器630。在操作1405中，用户可以创建一个用户账号，如操作1410所描述的在其下注册一个或多个功率监测器630。在操作1415中，可以通过例如用户界面指派的作用标准数据初始化监测器630。在操作1420中，根据作用标准数据，每个监测器对输入功率进行监测。如果在该监测中发生某一事件，如操作1425所述，过程转入图14B中的操作1465，从而确定监测器的状态。也就是说，功率异常引起监测器状态的转变，例如，异常事件，这种转变后的状态解释了这种转变发生的原因。然后，在操作1470中存储监测器状态，在操作1475中标记时间。在操作1480中本地储存报告数据，另外也可以根据预定的报告方案将报告数据传输到外部实体。此外，如操作1485所述，通过用户界面选择一个特定的监测器，在操作1490中建立接入设备与选择的监测器之间的通讯。在操作1495中，接入设备可以从功率监视器中取回异常报告数据，在操作1497中通过用户界面产生和显示报告。在操作1498中，确定是否需要用户干预纠正导致该事件的状况。如果这样的话，在操作1499中实施用户干预，之后过程1400回到监测操作1420。
如图14A所示，操作1430可确定作用标准数据是否会被改变，如果是的话，在操作1440中，通过用户界面接收新的参数。在操作1445中确定被控制的选定监测器是否远离接入设备，如果是这样，在操作1450中，将新的作用标准数据传输至远程监测器。无论是否在操作1450中进行传输，在操作1455中，新的作用标准数据存储在选择的监测器存储器内，在操作1460中，新的参数在合适的时间生效，在操作1435中，终止用户控制过程1400，除非指明，监测器继续根据当前起作用的作用标准数据运行。 
通过对新型改良的功率监视器及控制的优先实施例的描述，本领域的技术人员能够在本文描述的启发下想到其他修改、改变和变化。因此，可以理解的是所有的改变、修改和变化都属于本发明所附权利要求的范围内。尽管本文用到了特定术语，但它们只是为了一般的描述，并非限制。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。