專利名稱：室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)控系統(tǒng)，特別是一種適用對(duì)室內(nèi)電器進(jìn)行節(jié)電智能控制 的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國(guó)目前還沒(méi)有一種很好的室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控(對(duì)人的不良行為
習(xí)慣)系統(tǒng)。中國(guó)專利CN200620049932.6號(hào)公開(kāi)了一種建筑智能控制和節(jié) 能的采暖和電器設(shè)備的智能控制系統(tǒng)，該機(jī)數(shù)雖然可以完成對(duì)人外出狀況 下的采暖及電器設(shè)備進(jìn)行控制和采暖時(shí)的室內(nèi)溫度進(jìn)行控制，但不能對(duì)人 們?cè)谑褂每照{(diào)(制冷制暖)及電器過(guò)程中的一些不良行為習(xí)慣進(jìn)行監(jiān)控。 而現(xiàn)在更多的能源浪費(fèi)是開(kāi)門開(kāi)空調(diào)(制冷制暖)，空調(diào)(制冷制暖)溫度 開(kāi)的過(guò)低(高)， 一兩個(gè)人開(kāi)著一個(gè)大的中央空調(diào)系統(tǒng)，而現(xiàn)在卻沒(méi)有對(duì)于 這些行為進(jìn)行監(jiān)控的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)θ耸覂?nèi)使用電器的不良行為，如開(kāi)著 門窗使用空調(diào)、暖氣，光照度足夠時(shí)仍開(kāi)著許多照明燈，空調(diào)超標(biāo)準(zhǔn)的制 冷制熱等進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控的室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)。
本發(fā)明的上述目的時(shí)通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，即一種室內(nèi)電器節(jié) 能智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括至少一個(gè)智能節(jié)能主機(jī)(RMU)及其從屬的溫度傳 感器單元(TSU)、門/窗磁傳感器單元(SSU)、被動(dòng)紅外傳感器單元(RSU)、 紅外控制單元和/或電源控制器單元(SCU),所述傳感器單元中包括至少 一個(gè)相應(yīng)的傳感器，它們的信號(hào)輸出端分別通過(guò)有線或無(wú)線的方式與它們 的智能節(jié)能主機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端連接；智能節(jié)能主機(jī)直接或通過(guò)路由轉(zhuǎn)發(fā)單 元采通過(guò)無(wú)線或有線的方式由中心匯接器與控制中心相連；智能節(jié)能主機(jī) 的控制信號(hào)輸出端連接紅外控制單元和/或電源控制器單元，或連接閥門驅(qū)
動(dòng)電路和/或電源控制器單元。智能節(jié)能主機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)置通過(guò)紅外控制單 元、電源控制器單元及閥門驅(qū)動(dòng)電路分別控制空調(diào)、電氣的電源開(kāi)關(guān)及曖 氣的電動(dòng)流量閥。
本發(fā)明最基本的設(shè)置可以是包括一個(gè)智能節(jié)能主機(jī)(RMU)及其從 屬的溫度傳感器單元(TSU)、門/窗磁傳感器單元(SSU)、被動(dòng)紅外傳感 器單元(RSU)、紅外控制單元和/或電源控制器單元(SCU)，所述傳感器 單元中包括至少一個(gè)相應(yīng)的傳感器，它們的信號(hào)輸出端分別通過(guò)有線或無(wú) 線的方式與它們的智能節(jié)能主機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端連接；智能節(jié)能主機(jī)的控制 信號(hào)輸出端連接紅外控制單元和/或電源控制器單元，或連接閥門驅(qū)動(dòng)電路 和/或電源控制器單元。
在上述系統(tǒng)中，所述智能節(jié)能主機(jī)(RMU)從屬的傳感器中還包括光 照傳感器單元(LSU)，所述單元中包括至少一個(gè)光照傳感器，它們的信號(hào) 輸出端分別通過(guò)有線或無(wú)線的方式與它們的智能節(jié)能主機(jī)的輸入接口電路 連接。
當(dāng)系統(tǒng)具防盜功能時(shí)，所述中心匯接器或智能節(jié)能主機(jī)(RMU)的通 訊口與GPRS短信模塊控制信號(hào)輸入端相連。
系統(tǒng)中，每個(gè)溫度傳感器單元(TSU)、門/窗磁傳感器單元(SSU)、 被動(dòng)紅外傳感器單元(RSU)、電源控制器單元(SCU)具有自己的地址碼， 智能節(jié)能主機(jī)(RMU)在無(wú)線接收來(lái)自傳感器單元信息時(shí)，只對(duì)其從屬的 傳感器單元的地址碼進(jìn)行識(shí)別；并且只對(duì)帶能夠識(shí)別的地址碼的電源控制 器單元及閥門驅(qū)動(dòng)電路單元進(jìn)行無(wú)線控制。
系統(tǒng)構(gòu)成及功能
本室發(fā)明室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)，主要是通過(guò)糾正人的不良習(xí)慣: 如人走電器不關(guān)，開(kāi)著門窗開(kāi)空調(diào)，開(kāi)空調(diào)的溫度過(guò)高/低、白天開(kāi)燈、在 室內(nèi)溫度不太高/低的情況下開(kāi)空調(diào)(制冷制暖))來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的。
本室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)空調(diào)，通過(guò)系統(tǒng)預(yù)設(shè)定溫度、是否有 人和門/窗開(kāi)關(guān)情況來(lái)控制空調(diào)(制冷制暖)是否可以開(kāi)空調(diào)，并可以在空 調(diào)(制冷制暖)開(kāi)放期間監(jiān)控室內(nèi)情況，在門/窗長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)放狀況下自動(dòng)關(guān)
閉空調(diào)(制冷制暖)并向控制中心報(bào)告；在人長(zhǎng)時(shí)間不在室內(nèi)狀況下自動(dòng) 關(guān)閉空調(diào)(制冷制暖)并向控制中心報(bào)告；在室內(nèi)溫度太高/低的狀況下自 動(dòng)關(guān)閉空調(diào)(制冷制暖)并向控制中心報(bào)告；從而達(dá)到節(jié)能的目的。
本室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)燈，通過(guò)室內(nèi)光照監(jiān)測(cè)，可以在室內(nèi) 光線充足的情況下禁止開(kāi)燈，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
本室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)電器，可以根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定條件及室內(nèi) 無(wú)人的情況下關(guān)閉室內(nèi)各電器電源，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
本室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)兼防盜功能，可以在控制中心設(shè)定布防 模式，在布防模式下，所有的門窗開(kāi)關(guān)情況及人的進(jìn)入都將通過(guò)GPRS短 信模塊向預(yù)設(shè)置的手機(jī)發(fā)送報(bào)警。
本室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)可以用溫度傳感器單元、門/窗磁傳感器 單元、被動(dòng)紅外傳感器單元、光照傳感器單元、智能節(jié)能主機(jī)、紅外控制 單元、電源控制單元單元組成單個(gè)室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)。
多個(gè)室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)控制中心組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，在 控制中心可以對(duì)每個(gè)房間的門窗、人員、溫度和電器使用狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān) 控，并可以根據(jù)每個(gè)房間里人員的具體工作性質(zhì)和活動(dòng)情況進(jìn)行個(gè)性化的 監(jiān)控條件設(shè)置，從而達(dá)到最佳的節(jié)能效果。 系統(tǒng)工作原理
系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)，為每個(gè)房間的RMU智能節(jié)能主機(jī)(室內(nèi)控制單元，以 下簡(jiǎn)稱RMU)分配一個(gè)ID號(hào)，同時(shí)為每個(gè)該RMU從屬傳感單元SU (泛 指所有的傳感器單元，包括溫度傳感器單元TSU、門/窗磁傳感器單元 SSU、被動(dòng)紅外傳感器單元RSU、光照傳感器單元LSU和電源控制器單元 SCU，以下簡(jiǎn)稱SU)配置好的目標(biāo)地址(即該RMU的ID號(hào))。系統(tǒng)管理 員利用各個(gè)房間的空調(diào)紅外遙控器和RMU的紅外遙控碼學(xué)習(xí)功能，將該 房間空調(diào)的紅外遙控開(kāi)關(guān)空調(diào)碼學(xué)習(xí)記憶到該房間的RMU中。
SU上電后隨時(shí)檢測(cè)自身的傳感器，并記錄當(dāng)前傳感器狀態(tài)， 一旦傳 感器狀態(tài)在一個(gè)指定時(shí)間內(nèi)發(fā)生變化，并觸動(dòng)檢測(cè)閥值，就立刻將檢測(cè)信 息發(fā)送給目標(biāo)RMU。由于SU的目標(biāo)RMU在建網(wǎng)是預(yù)先設(shè)定好的，所以， 即使非目標(biāo)RMU收到此信息也不會(huì)予以理睬，避免了信息的相互干擾。目標(biāo)RMU收到SU的檢測(cè)信息后，除了對(duì)其進(jìn)行處理外，同時(shí)通過(guò)無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)將此信息轉(zhuǎn)發(fā)給MC管理中心(以下簡(jiǎn)稱MC)，使管理員能夠及時(shí)了解 各個(gè)房間的各檢測(cè)器狀態(tài)和空調(diào)(和電器)使用狀態(tài)。
RMU上電后通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)尋找最佳路徑與CAU管理中心匯接 器(以下簡(jiǎn)稱CAU)取得通信聯(lián)系，并進(jìn)入正常工作狀態(tài)。進(jìn)入工作狀態(tài) 的RMU隨時(shí)檢測(cè)包括自身傳感器在內(nèi)的所屬檢測(cè)器發(fā)來(lái)的信息，并進(jìn)行 邏輯判別，只有室內(nèi)電器在滿足其使用的前提條件，RMU才會(huì)向其下屬 SCU發(fā)出供電指令。只要有1個(gè)條件不能滿足，RMU在延時(shí)一個(gè)指定(管 理中心可以指配)的時(shí)間后，向空調(diào)(如果是空調(diào))發(fā)出紅外遙控關(guān)機(jī)指令， 并用無(wú)線通信方式向其所屬的SCU發(fā)出斷電指令。如果是空調(diào)，此后即使 開(kāi)空調(diào)的條件都滿足，RMU也只會(huì)在三分鐘(可在MC設(shè)定)后發(fā)出空調(diào)供 電指令。
RTU路由轉(zhuǎn)發(fā)單元(以下簡(jiǎn)稱RTU)是一個(gè)帶路由的無(wú)線轉(zhuǎn)發(fā)器， 主要用于樓層(棟)間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
CAU是一個(gè)有、無(wú)線匯(轉(zhuǎn))接設(shè)備，負(fù)責(zé)將收到的無(wú)線信息轉(zhuǎn)發(fā)給 MC服務(wù)器電腦，同時(shí)也將MC下發(fā)的信息通過(guò)無(wú)線通信轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)設(shè)備。
SCU受控電源控制器單元(以下簡(jiǎn)稱SCU)是一個(gè)電源監(jiān)控模塊，負(fù) 責(zé)電源的使用情況發(fā)給RMU，并控制電源的開(kāi)關(guān)。 系統(tǒng)工作過(guò)程
該系統(tǒng)以房間監(jiān)控為單位，以控制用電為目標(biāo)，每個(gè)房間都有一個(gè) RMU及其下屬的若干個(gè)傳感器單元SU，監(jiān)測(cè)的對(duì)象包括
1. 房間溫度(是否達(dá)到開(kāi)空調(diào)的溫度)；
2. 門窗開(kāi)關(guān)(是否關(guān)閉)；
3. 有人無(wú)人(是否有人)；
4. 室內(nèi)光線照度情況
5. 電器使用情況 RMU根據(jù)自身和SU檢測(cè)的信息，監(jiān)測(cè)這五個(gè)條件，五個(gè)條件進(jìn)行分
析后對(duì)各個(gè)電器使用進(jìn)行開(kāi)關(guān)機(jī)條件判斷，對(duì)于不符合使用條件的電器， 關(guān)閉電源。只有當(dāng)條件滿足，電器才會(huì)進(jìn)行供電。
RMU對(duì)空調(diào)的控制具有兩種手段將系統(tǒng)中的SCU串接到電器的電 源線中或安裝到電器電源插座中，節(jié)能主機(jī)(RMU)通過(guò)無(wú)線通信指令可 直接開(kāi)關(guān)此SCU,達(dá)到電器的控電目標(biāo)。對(duì)于空調(diào)，RMU本身具有紅外 遙控學(xué)習(xí)功能，能夠記憶開(kāi)關(guān)空調(diào)的紅外遙控碼，當(dāng)需要開(kāi)關(guān)空調(diào)時(shí)，節(jié) 能主機(jī)上的紅外遙控發(fā)射器即可發(fā)出相應(yīng)的控制碼，達(dá)到控制空調(diào)開(kāi)關(guān)的 目的。
室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)在每棟樓或單位設(shè)置一個(gè)MC，可以管理 254個(gè)RMU，即254個(gè)房間，每個(gè)RMU可以管理所屬房間的254個(gè)SU。 所有SU和RMU的檢測(cè)信息以及工作狀態(tài)都能夠通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及時(shí) 傳送到管理中心，使得管理人員能夠即時(shí)掌握各個(gè)房間的用電狀況。中心 管理人員也可以通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向RMU和其從屬的SU發(fā)送配置和控 制命令，直至開(kāi)關(guān)受控電源。
另一方面，系統(tǒng)有良好擴(kuò)展性能，可以很容易將應(yīng)用擴(kuò)展到其他用電 領(lǐng)域以及安防報(bào)警領(lǐng)域，將節(jié)能、安防整合為一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)統(tǒng)一管理。 軟件工作流程 初始化設(shè)定
1、 為每個(gè)房間的RMU分配一個(gè)ID號(hào)，同時(shí)為每個(gè)該RMU從屬SU 配置好的目標(biāo)地址(即該RMU的ID號(hào))。
2、 系統(tǒng)管理員利用各個(gè)房間的空調(diào)紅外遙控器和RMU的紅外遙控碼 學(xué)習(xí)功能，將該房間空調(diào)的紅外遙控開(kāi)關(guān)空調(diào)碼學(xué)習(xí)記憶到該房間的RMU 中。
3、 初始化參數(shù)設(shè)定
開(kāi)燈照度(1UX1)設(shè)定可以根據(jù)工作性質(zhì)進(jìn)行選擇，內(nèi)有各工種的國(guó)家
推薦下限值；
關(guān)燈照度(lux2)設(shè)定可以根據(jù)工作性質(zhì)進(jìn)行選擇，內(nèi)有各工種的國(guó)家 推薦上限值；
開(kāi)冷空調(diào)溫度(T1)設(shè)定系統(tǒng)默認(rèn)為國(guó)家推薦值； 關(guān)冷空調(diào)溫度(T2)設(shè)定系統(tǒng)默認(rèn)為國(guó)家推薦值； 關(guān)暖空調(diào)溫度(T3)設(shè)定系統(tǒng)默認(rèn)為國(guó)家推薦值；
開(kāi)暖空調(diào)溫度(T4)設(shè)定系統(tǒng)默認(rèn)為國(guó)家推薦值； 開(kāi)門窗時(shí)間(tl)設(shè)定系統(tǒng)默認(rèn)為1分鐘； 無(wú)人時(shí)間(t2)設(shè)定系統(tǒng)默認(rèn)為5分鐘； 電器開(kāi)機(jī)時(shí)間設(shè)定系統(tǒng)默認(rèn)為8: 00; 電器關(guān)機(jī)時(shí)間設(shè)定系統(tǒng)默認(rèn)為18: 00; 另還可設(shè)定
1、 可為每個(gè)SCU設(shè)定有無(wú)人、照度、溫度、門窗開(kāi)關(guān)情況和其它電 器的開(kāi)關(guān)情況等條件來(lái)控制SCU的開(kāi)關(guān)，如沒(méi)有，系統(tǒng)默認(rèn)只有開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí) 間一個(gè)控制條件。
2、 可為每個(gè)SCU設(shè)定有無(wú)人、照度、溫度、門窗開(kāi)關(guān)情況和其它電
器的開(kāi)關(guān)情況等條件的報(bào)警設(shè)置。
單一室內(nèi)系統(tǒng)工作流程
1、 節(jié)能監(jiān)控狀態(tài)
空調(diào)(暖氣的監(jiān)控和空調(diào)工作流程相同)監(jiān)控(在RMU完成)參見(jiàn)附 圖l
燈監(jiān)控(在RMU完成)參見(jiàn)附圖2 電器監(jiān)控(在MC完成)參見(jiàn)附圖3
2、 安防監(jiān)控狀態(tài)(在RMU完成)參見(jiàn)附圖4 多房間集成中心
1、 節(jié)能監(jiān)控狀態(tài)(在MC完成)參見(jiàn)附圖5
2、 安防監(jiān)控狀態(tài)(在MC完成)參見(jiàn)附圖6
本發(fā)明的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益
在我國(guó)，政府機(jī)構(gòu)與大型公共建筑、高能耗企業(yè)是能源消耗的三大重
點(diǎn)領(lǐng)域。據(jù)報(bào)道，公務(wù)員人均年耗電是普通居民的19倍，政府機(jī)構(gòu)用電量 接近8億農(nóng)民。另有資料顯示，政府機(jī)關(guān)的能源消費(fèi)約占全國(guó)能源消費(fèi)總 量的5%，機(jī)關(guān)每年的能源費(fèi)用超過(guò)800億元。這些數(shù)字無(wú)不顯示出政府 機(jī)構(gòu)節(jié)能的必要性和緊迫性。
但是僅靠這些"一點(diǎn)一滴"的小事，還不足以推動(dòng)整個(gè)政府機(jī)構(gòu)節(jié)能的
大工程，對(duì)耗能大戶必須要?jiǎng)哟笫中g(shù)，要有科學(xué)合理的系統(tǒng)化的整改方案。 由國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)務(wù)院機(jī)關(guān)事務(wù)管理局牽頭，江億院士帶領(lǐng)檢 測(cè)小組，已經(jīng)對(duì)建設(shè)部、發(fā)改委、國(guó)資委等政府機(jī)關(guān)辦公樓和北京軍區(qū)總
醫(yī)院等6個(gè)試點(diǎn)單位進(jìn)行了系統(tǒng)的檢測(cè)和數(shù)據(jù)調(diào)查，完成了初步的節(jié)能診 斷。
目前，在政府機(jī)構(gòu)仍普遍存在比較嚴(yán)重的能源浪費(fèi)問(wèn)題，既有建筑設(shè) 計(jì)問(wèn)題，也有管理和意識(shí)上的問(wèn)題。檢測(cè)小組經(jīng)過(guò)科學(xué)論證，提出了相應(yīng) 的解決方案。經(jīng)江億教授總結(jié)，主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn)
第一，建筑的系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致嚴(yán)重耗能。與管理的改進(jìn)相比， 建筑結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)缺陷的彌補(bǔ)改造花費(fèi)高昂，因此特別要加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)的節(jié) 能標(biāo)準(zhǔn)審查。
第二，個(gè)別運(yùn)行方式不適宜，運(yùn)行效率低。有些單位， 一年四季空調(diào) 耗電量都非常大，^季耗電量大，說(shuō)明沒(méi)有充分利用采暖設(shè)備；春秋過(guò)渡
季節(jié)耗電量大，則是沒(méi)有利用好開(kāi)窗通風(fēng)等自然調(diào)節(jié)手段。應(yīng)該根據(jù)季節(jié) 的不同、公休日的不同，改善運(yùn)行方式，提高運(yùn)行效率。
第三，開(kāi)窗換氣量大，導(dǎo)致新風(fēng)負(fù)荷過(guò)高。很多單位存在著開(kāi)空調(diào)同 時(shí)開(kāi)門窗的現(xiàn)象，這會(huì)增加空調(diào)能耗。
第四，節(jié)能意識(shí)還有待提高。在一些單位，上班開(kāi)燈下班關(guān)燈已經(jīng)成 為一種習(xí)慣，無(wú)論是否需要燈光照明都是如此，而電腦待機(jī)也成為繼空調(diào)、 照明之后第三大耗電問(wèn)題。除了公益宣傳之外，規(guī)范和制度的制定、完善 是非常必要的。
檢測(cè)小組的報(bào)告得到了政府機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局有關(guān)負(fù)責(zé)同志對(duì) 報(bào)告和整改方案比較滿意，認(rèn)為檢測(cè)發(fā)現(xiàn)了工作中存在的一些問(wèn)題，而整 改方案則對(duì)這些問(wèn)題的改進(jìn)提供了幫助。
"政府機(jī)構(gòu)節(jié)能潛力是很大的，通過(guò)技術(shù)層面、管理層面、意識(shí)層面的
低投入或者無(wú)投入的改進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)30%的節(jié)能目標(biāo)。"江億教授很有信 心地說(shuō)。
(摘自《人民日?qǐng)?bào)》(2005年08月04日第十六版)《清華教授會(huì)診政 府節(jié)能:政府機(jī)構(gòu)能耗可降低30%》
除了建筑的系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致嚴(yán)重耗能外，其它的三個(gè)方面都可以 通過(guò)本系統(tǒng)來(lái)解決。根據(jù)囯內(nèi)外的有關(guān)資料顯示，建筑的系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理
導(dǎo)致嚴(yán)重耗能約在10%左右，根據(jù)江教授的報(bào)告，其它的三個(gè)方面耗能約 在20%左右。也就是本系統(tǒng)可以達(dá)到節(jié)能20。/。左右。政府機(jī)關(guān)的能源消費(fèi) 約占全國(guó)能源消費(fèi)總量的5%，機(jī)關(guān)每年的能源費(fèi)用超過(guò)800億元，按節(jié) 能20%計(jì)算，本系統(tǒng)每年可以節(jié)約160億元左右。
還沒(méi)有計(jì)算大型寫字樓及大型企業(yè)的辦公室能耗，保守估計(jì)其能源消 費(fèi)也達(dá)到800億元左右，按節(jié)能20。/。計(jì)算，又可以節(jié)約160億元左右。
以上可知，本系統(tǒng)節(jié)能每年可產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益就超過(guò)300億元。 而現(xiàn)在能源問(wèn)題是一個(gè)世界性的問(wèn)題，我囯的能源問(wèn)題己經(jīng)是制約經(jīng)濟(jì)發(fā) 展的頭號(hào)問(wèn)題，節(jié)約能源還具有巨大的社會(huì)效益。
本系統(tǒng)采用無(wú)線傳輸方式時(shí)不需要對(duì)房間進(jìn)行大的改動(dòng)，只需要在房 間內(nèi)加裝相應(yīng)的設(shè)備就可以使用，不需要在房間內(nèi)進(jìn)行布線等工程安裝。 具有使用方便，可操作性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)適用的特點(diǎn)。 最佳實(shí)施案例


附圖1為RMU在空調(diào)監(jiān)控狀態(tài)的工作流程圖； 附圖2為RMU在照明監(jiān)控狀態(tài)的工作流程圖； 附圖3為MC在電器監(jiān)控狀態(tài)的工作流程圖； 附圖4為RMU在安防監(jiān)控狀態(tài)的工作流程圖； 附圖5為MC在節(jié)能監(jiān)控狀態(tài)的工作流程圖； 附圖6為MC在安防監(jiān)控狀態(tài)的工作流程圖； 附圖7為本發(fā)明整體系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)框圖； 附圖8為本發(fā)明系統(tǒng)中心匯接器的原理框圖； 附圖9為本發(fā)明系統(tǒng)中心匯接器的實(shí)施電路圖； 附圖10為本發(fā)明系統(tǒng)室內(nèi)主機(jī)拓?fù)涞脑砜驁D； 附圖11為本發(fā)明系統(tǒng)室內(nèi)主機(jī)拓?fù)涞膶?shí)施電路圖； 附圖12為本發(fā)明中路由轉(zhuǎn)發(fā)器的原理框圖； 附圖13為本發(fā)明系統(tǒng)中路由轉(zhuǎn)發(fā)器的的實(shí)施電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
參照附圖7,在實(shí)施例中，本發(fā)明系統(tǒng)包括控制中心MC1-1、中心匯 接器CAUl-2、路由轉(zhuǎn)發(fā)器RTUl-3、智能節(jié)能主機(jī)RMUl-4、 GSM短信 模塊1-10以及各種傳感器單元SU:門/窗磁傳感器單元SSUl-5、溫度傳感 器單元TSUl-6、被動(dòng)紅外探測(cè)RSUl-7、電源控制器單元SCUl-8、光照傳 感器單元LSUl-9、紅外控制單元l-ll。其中中心匯接器CAUl-2通過(guò)串口 與控制中心(MC) 1-1相聯(lián)。多個(gè)智能節(jié)能主機(jī)(RMU) l-4通過(guò)路由轉(zhuǎn) 發(fā)器(RTU) l-3無(wú)線匯接到中心匯接器(CAU) 1-2上。CAU是一個(gè)有、 無(wú)線匯(轉(zhuǎn))接設(shè)備，負(fù)責(zé)將收到的無(wú)線信息轉(zhuǎn)發(fā)給MC服務(wù)器電腦，同 時(shí)也將MC下發(fā)的信息通過(guò)無(wú)線通信轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)設(shè)備。路由轉(zhuǎn)發(fā)器RTU是 一個(gè)帶路由的無(wú)線轉(zhuǎn)發(fā)器，主要由于樓層(棟)間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。門/窗磁傳 感器單元SSUl-5、溫度傳感器單元TSUl-6、被動(dòng)紅外探測(cè)單元RSUl-7、 電源控制器單元SCU1-8和光照傳感器單元LSU1-9可以與智能節(jié)能主機(jī) RMU1-4 —體化，也可以是分體式。分體式設(shè)計(jì)時(shí)，門/窗磁傳感器單元 SSUl-5、溫度傳感器單元TSUl-6、被動(dòng)紅外探測(cè)RSUl-7、電源控制器單 元SCUl-8、光照傳感器單元LSU1-9通過(guò)有線或無(wú)線的方式與智能節(jié)能主 機(jī)RMUl-4通訊。
所述控制中心MC1-1為安裝有控制軟件的一般PC計(jì)算機(jī)。
當(dāng)門/窗磁傳感器單元SSUl-5、溫度傳感器單元TSUl-6、被動(dòng)紅外探 測(cè)RSUl-7、電源控制器單元SCUl-8、光照傳感器單元LSU1-9通過(guò)無(wú)線 的方式與智能節(jié)能主機(jī)RMU1-4通訊時(shí)，智能節(jié)能主機(jī)RMU1-4通過(guò)預(yù)設(shè) 的ID (地址碼)對(duì)其下屬的所有傳感器進(jìn)行識(shí)別輸入，對(duì)于其它智能節(jié)能 主機(jī)RMU的下屬傳感器由于地址碼不能識(shí)別而不能輸入。
上述傳感器均為市售的傳感器。在使用時(shí)根據(jù)房間的門窗多少確定每 種傳感器的個(gè)數(shù)。
參照附圖8和附圖9,本發(fā)明系統(tǒng)中的中心匯接器包括主芯片2-1采用 ATMEL公司的Atmega32L單片機(jī)，Atmega32L是一種32K字節(jié)可編程Flash, 1024字節(jié)EEPROM， 2K字節(jié)SRAM， 32個(gè)通用I/O 口線，32個(gè) 通用工作寄存器的AVR單片機(jī)。
實(shí)施例中，在中心匯接器的通訊口連接有射頻芯片2-2，采用TI公司 的CC2500收發(fā)一體射頻芯片，其工作在2.4GHz免許可證ISM頻段，支 持FSK、 GFSK、 ASK/OOK和MSK調(diào)制方法，接收靈敏度高 (-110dBm/1.2kbps)，并可提供10dBm的輸出功率，工作電壓范圍(1.8V 至3.6V)，可完全采用電池供電，整體功耗很低。
上述射頻芯片采用接收/發(fā)射共用天線單元2-3，由于發(fā)射天線的阻抗 為50歐姆，因此采用了電容C1、 C2、 C5、 C6、 C7、 C8和電感L1、 L2、 L3構(gòu)成濾波和阻抗匹配電路，將所接收的頻率選擇出來(lái)，并濾除倍頻載波。 單元2-4電源電路，采用外接直流3V電源，為保證電壓的穩(wěn)定可靠，使用 了 Microchip公司的MCP1700進(jìn)行穩(wěn)壓，并用C42、 C43進(jìn)行濾波。單元
2- 5串口轉(zhuǎn)換電路，采用了 MAX232芯片將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232電平。 單元2-6狀態(tài)指示電路，發(fā)光二極管D1指示通信狀態(tài)。
參照附圖10和附圖12，本發(fā)明系統(tǒng)中智能節(jié)能主機(jī)RMU1-4的主芯 片3-1采用ATMEL公司的Atmega32L單片機(jī)。其通訊口連接的射頻芯片
3- 2采用TI公司的CC2500收發(fā)一體射頻芯片。單元3-3為接收/發(fā)射共用 天線，由于發(fā)射天線的阻抗為50歐姆，因此采用了電容C1、 C2、 C5、 C6、 C7、 C8和電感L1、 L2、 L3構(gòu)成濾波和阻抗匹配電路，將所接收的頻率選 擇出來(lái)，并濾除倍頻載波。單元3-4為電源電路，采用外接直流3V電源， 為提供電路中的5V，使用了 Microchip公司的MCP1252進(jìn)行升壓，并分 別用C40、 C41、 C42、 C43進(jìn)行濾波。
單元3-5為被動(dòng)紅外探測(cè)電路，采用了一款高性能的傳感信號(hào)處理芯 片BISS0001，BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲 時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰R1為 光敏電阻，用來(lái)檢測(cè)環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時(shí)，若環(huán)境較明亮，VR1 的電阻值會(huì)降低，使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號(hào)Vs。輸 出延遲時(shí)間tx由外部的R9和C36的大小調(diào)整；觸發(fā)封鎖時(shí)間tj由外部的 R13和C36的大小調(diào)整。
溫度傳感器單元中的每個(gè)傳感器具有單元3-6溫度探測(cè)電路，通過(guò)溫 度傳感器可以實(shí)時(shí)采集房間內(nèi)的溫度。采用NS公司的LM95071,它是一 款帶有SPI和MICROWIRE兼容接口的低功率、高分辨率數(shù)字溫度傳感 器，SPI和MICROWIRE總線接口，其數(shù)字溫度輸出達(dá)13位，溫度分辨 率為0.03125。C。 LM95071在2.4V至5.5V的電壓范圍內(nèi)工作，低工作電 流在低功耗極為重要的系統(tǒng)中非常有用。
單元3-7為主動(dòng)紅外控制電路，采用MPC82L54AS2，具有512B RAM， 16K Flash。當(dāng)按下S2鍵后，控制電路處于學(xué)習(xí)狀態(tài)，紅外線接收電路就 開(kāi)始接收外來(lái)紅外信號(hào)，同時(shí)將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)檢波、整形、 放大，再由MPC82L54AS2定時(shí)對(duì)其采樣，將每個(gè)采樣點(diǎn)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)以 8位為一個(gè)單位，分別存放到指定的存儲(chǔ)單元中去，供以后對(duì)該設(shè)備控制 使用。當(dāng)控制電路處于控制狀態(tài)時(shí)，按下S3或S4鍵，MPC82L54AS2從 指定的存儲(chǔ)單元中讀取一系列的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，串行輸出(位和位之間的時(shí) 間間隔等于采樣時(shí)的時(shí)間間隔)給信號(hào)保持電路，同時(shí)由調(diào)制電路進(jìn)行信 號(hào)調(diào)制，將調(diào)制信號(hào)經(jīng)放大后，由紅外線發(fā)射二極管進(jìn)行發(fā)射，從而實(shí)現(xiàn) 對(duì)該鍵對(duì)應(yīng)設(shè)備功能的控制。
單元3-8為電器控制電路，由單片機(jī)控制可控硅工作。
本系統(tǒng)中增加了閥門驅(qū)動(dòng)電路后，還可以對(duì)暖氣的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制。 單片機(jī)的控制信號(hào)輸出端通過(guò)單元3-9閥門驅(qū)動(dòng)電路連接電動(dòng)流量閥單元 3-10,由于閥門可控有兩根線， 一根是開(kāi)，另一根是關(guān)，因此可以采用繼 電器控制，Kl為單刀雙擲開(kāi)關(guān)繼電器，受Q1控制，當(dāng)單片機(jī)中的控制信 號(hào)為低時(shí)，Ql截至，繼電器接通關(guān)閥控制性，閥門關(guān)閉。當(dāng)單片機(jī)的控制 信號(hào)為高時(shí)，Ql導(dǎo)通，繼電器接通開(kāi)閥控制性，閥門開(kāi)啟。
單元3-10為電動(dòng)流量閥，它根據(jù)控制主機(jī)的指令，調(diào)節(jié)房間供暖熱水 或熱氣通過(guò)的流量。
參照附圖11和附圖13，本發(fā)明系統(tǒng)中的路由轉(zhuǎn)發(fā)器PTU1-3的主芯片 采用ATMEL公司的ATtiny2313V單片機(jī)，它是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié) 構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指 令執(zhí)行時(shí)間，ATtiny2313的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1 MIPS/MHz，從而可以緩 減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。ATtiny2313V具有2K字節(jié)可編程 Flash, 128字節(jié)EEPROM， 128字節(jié)SRAM, 18個(gè)通用I/O 口線，32個(gè) 通用工作寄存器。主芯片的通訊口連接射頻芯片4-2，射頻芯片4-2可以采 用TI公司的CC2550射頻芯片。單元4-3為接收/發(fā)射共用天線，由于發(fā)射 天線的阻抗為50歐姆，因此采用了電容C1、 C2、 C5、 C6、 C7、 C8和電 感Ll、 L2、 L3構(gòu)成濾波和阻抗匹配電路，將所接收的頻率選擇出來(lái)，并 濾除倍頻載波。單元4-4電源電路，采用外接直流3V電源，為提供電路中 的5V，使用了 Microchip公司的MCP1252進(jìn)行升壓，并分別用C40、 C41、 C42、 C43進(jìn)行濾波。
權(quán)利要求
1、一種室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括至少一個(gè)智能節(jié)能主機(jī)(RMU)及其從屬的溫度傳感器單元(TSU)、門/窗磁傳感器單元(SSU)、被動(dòng)紅外傳感器單元(RSU)、紅外控制單元和/或電源控制器單元(SCU)，所述傳感器單元中包括至少一個(gè)相應(yīng)的傳感器，它們的信號(hào)輸出端分別通過(guò)有線或無(wú)線的方式與它們的智能節(jié)能主機(jī)數(shù)據(jù)輸入端連接；智能節(jié)能主機(jī)直接或通過(guò)路由轉(zhuǎn)發(fā)單元采通過(guò)無(wú)線或有線的方式由中心匯接器與控制中心(MC)相連；智能節(jié)能主機(jī)的控制信號(hào)輸出端連接紅外控制單元和/或電源控制器單元，或連接閥門驅(qū)動(dòng)電路和/或電源控制器單元。
2、 一室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括一個(gè)智能節(jié)能主機(jī)(RMU)及其從屬的溫度傳感器單元(TSU)、門/窗磁傳感器單元(SSU)、 被動(dòng)紅外傳感器單元(RSU)、紅外控制單元和/或電源控制器單元(SCU)， 所述傳感器單元中包括至少一個(gè)相應(yīng)的傳感器，它們的信號(hào)輸出端分別通過(guò) 有線或無(wú)線的方式與它們的智能節(jié)能主機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端連接；智能節(jié)能主機(jī) 的控制信號(hào)輸出端連接紅外控制單元和/或電源控制器單元，或連接閥門驅(qū)動(dòng) 電路和/或電源控制器單元。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2的室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述智能節(jié)能主機(jī)(RMU)從屬的傳感器中還包括光照傳感器單元(LSU)，所述 單元中包括至少一個(gè)光照傳感器，它們的信號(hào)輸出端分別通過(guò)有線或無(wú)線的 方式與它們的智能節(jié)能主機(jī)的輸入接口電路連接。
4、 據(jù)權(quán)利要求1或2所述的室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述中心匯接器或智能節(jié)能主機(jī)(RMU)通訊口與GPRS短信模塊控制信號(hào) 輸入端相連。
5、 據(jù)權(quán)利要求1或2所述的室內(nèi)電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 每個(gè)溫度傳感器單元(TSU)、門/窗磁傳感器單元(SSU)、被動(dòng)紅外傳感器 單元(RSU)具有自己的目標(biāo)地址碼，電源控制器單元(SCU)具有目標(biāo)地址 碼和自己的地址碼，智能節(jié)能主機(jī)(RMU)在無(wú)線接收來(lái)自傳感器單元數(shù)據(jù) 時(shí)，只對(duì)其從屬的傳感器單元的目標(biāo)地址碼進(jìn)行識(shí)別并接收其發(fā)送的數(shù)據(jù)； 并且只對(duì)帶能夠識(shí)別的地址碼的電源控制器進(jìn)行無(wú)線控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及電器節(jié)能智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括至少一個(gè)智能節(jié)能主機(jī)及其從屬的溫度傳感器單元、門/窗磁傳感器單元、被動(dòng)紅外傳感器單元、紅外控制單元和/或電源控制器單元，所述傳感器單元中包括至少一個(gè)相應(yīng)的傳感器，它們的信號(hào)輸出端分別通過(guò)有線或無(wú)線的方式與它們的智能節(jié)能主機(jī)的輸入接口電路連接；智能節(jié)能主機(jī)直接或通過(guò)路由轉(zhuǎn)發(fā)單元采通過(guò)無(wú)線或有線的方式由中心匯接器與控制中心相連；智能節(jié)能主機(jī)的控制信號(hào)輸出端連接紅外控制單元和/或電源控制器單元，或連接閥門驅(qū)動(dòng)電路和/或電源控制器單元。系統(tǒng)采用無(wú)線傳輸方式時(shí)不需要在房間內(nèi)進(jìn)行布線等工程安裝。具有使用方便，可操作性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)適用的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101339430SQ20071009325
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2007年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月31日
發(fā)明者堅(jiān) 李, 郝曉民 申請(qǐng)人:重慶惠朗科技有限公司