專利名稱：智能家居能源管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于智能用電能效管理領(lǐng)域，具體涉及一種用于智能用電小區(qū)的智能家居能源管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
智能用電小區(qū)是為了適應(yīng)分布式電源廣泛應(yīng)用、居民家用電動(dòng)汽車及儲(chǔ)能裝置迅猛發(fā)展，滿足居民客戶對(duì)供電服務(wù)日趨多樣的需求，提高家庭用能綜合利用效率，綜合運(yùn)用現(xiàn)代信息、通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)，支持小型光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源和電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能裝置接入電網(wǎng)、雙向結(jié)算和信息發(fā)布，實(shí)現(xiàn)居民小區(qū)能效智能管理、供電安全可靠、服務(wù)雙向互動(dòng)，服務(wù)國(guó)家“三網(wǎng)融合”戰(zhàn)略實(shí)施，促進(jìn)資源優(yōu)化配置、居民用能效率提升，創(chuàng)建低碳、節(jié)能、環(huán)保、智能的現(xiàn)代居住示范區(qū)。隨著居民生活水平的提高以及新型家庭用電設(shè)備的不斷出現(xiàn)，居民家庭中安裝了越來(lái)越多的家庭用電設(shè)備，隨之而來(lái)的是用電負(fù)荷快速增長(zhǎng)，電能消耗越來(lái)越多，而且很多設(shè)備在無(wú)人時(shí)仍在運(yùn)轉(zhuǎn)，浪費(fèi)了一定的電能，設(shè)備的能效提高以及不同設(shè)備之間的匹配需要科學(xué)的管理，用戶端的能源管理因此受到了越來(lái)越多的關(guān)注。對(duì)家庭設(shè)備進(jìn)行電能監(jiān)控和控制是提高能效管理的有效方法。國(guó)外學(xué)者針對(duì)能效管理提出了基于PLC (Power LineCommunication)的家庭能效管理系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)也研究了智能插座等裝置來(lái)進(jìn)行能耗管理。家庭網(wǎng)絡(luò)是進(jìn)行智能監(jiān)控和控制的基礎(chǔ)，選擇合適的通信技術(shù)將直接影響智能家居的智能化水平。ZigBee作為一種新興的短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、低復(fù)雜度的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在無(wú)線數(shù)據(jù)采集、無(wú)線工業(yè)控制、消費(fèi)性電子設(shè)備、汽車自動(dòng)化、家庭和樓宇自動(dòng)化、醫(yī)用設(shè)備控制、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，ZigBee按功能角色可分為協(xié)調(diào)器、路由器以及終端節(jié)點(diǎn)三類，ZigBee技術(shù)具有強(qiáng)大的組網(wǎng)能力，可以形成星型、樹(shù)型和MESH網(wǎng)狀網(wǎng)，在低信噪比的環(huán)境下具有很強(qiáng)的抗干擾性能，在相同的環(huán)境中，ZigBee抗干擾性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于藍(lán)牙和WLAN，通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息設(shè)備、通訊設(shè)備、娛樂(lè)設(shè)備、家用電器、自動(dòng)化設(shè)備、安防裝置等設(shè)備互聯(lián)，使智能化、人性化的家居生活變成了現(xiàn)實(shí)。雖然各用電設(shè)備生產(chǎn)廠家都在積極研發(fā)新型智能產(chǎn)品，但階段成果比較有限且普及率不高，各家庭都還使用傳統(tǒng)的用電設(shè)備，隨著智能家居的發(fā)展，用戶希望在擁有傳統(tǒng)用電設(shè)備基礎(chǔ)上體驗(yàn)智能家居的生活，所以對(duì)傳統(tǒng)的家庭進(jìn)行能效管理具有一定的難度，電力線載波通信受干擾等因素影響較大，另外智能插座等產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)只是能效管理的初級(jí)階段，還不能算是真正的智能，只是一種智能化產(chǎn)品，還需要人工進(jìn)行參與管理，本文將基于ZigBee技術(shù)開(kāi)發(fā)一種主動(dòng)的更加智能化的能效管理系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提出一種操作方便、安全可靠、成本低、體積小的智能家居能源管理系統(tǒng)。[0007]本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種智能家居能源管理系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器、智能管理終端和傳感裝置，所述智能管理終端接收傳感裝置所采集的用電設(shè)備信息，并通過(guò)智能管理終端發(fā)送至智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行處理后，由所述智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器通過(guò)智能管理終端向用電設(shè)備發(fā)出控制命令。進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置，所述智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器根據(jù)電力公司發(fā)送的分時(shí)電價(jià)信息，控制所述ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置進(jìn)行用電接入方式的切換。進(jìn)一步地，所述ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置包括第一 ZigBee通信模塊、第一 AC/DC轉(zhuǎn)換器、第一繼電保護(hù)器、切換開(kāi)關(guān)、第一電源輸入接口和第一電源輸出接口 ；所述第一AC/DC轉(zhuǎn)換器將通過(guò)第一電源輸入接口輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電后為該ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置供電，所述第一 ZigBee通信模塊收到智能管理終端發(fā)出的切換命令后，控制切換開(kāi)關(guān)切換用電接入方式；所述第一繼電保護(hù)器位于切換開(kāi)關(guān)和第一電源輸出接口之間。[0011 ] 進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置，所述ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置將智能管理終端發(fā)送的ZigBee控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅外控制信號(hào)。進(jìn)一步地，所述ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置包括第二 ZigBee通信模塊、紅外控制器、發(fā)光功率放大器、紅外發(fā)射器和第一穩(wěn)壓電源，通過(guò)所述第二 ZigBee通信模塊完成與智能管理終端之間的通信，所述紅外控制器將ZigBee信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅外信號(hào)，所述發(fā)光功率放大器將轉(zhuǎn)換后的紅外信號(hào)進(jìn)行功率放大，所述紅外發(fā)射器將功率放大后的紅外信號(hào)發(fā)送至用電設(shè)備；所述第一穩(wěn)壓電源為ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置提供穩(wěn)定的工作電源。進(jìn)一步地，所述智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器可以包括順次連接的情景感知服務(wù)器、信息融合服務(wù)器、專家知識(shí)庫(kù)服務(wù)器、預(yù)測(cè)推理服務(wù)器、判定決策服務(wù)器、情景重配置服務(wù)器和能效管理服務(wù)器。進(jìn)一步地，所述智能管理終端可以包括第二穩(wěn)壓電源、通信模塊、安全控制服務(wù)器、中央處理器以及與中央處理器相連接的協(xié)議轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、顯示器、自檢芯片、復(fù)位芯片和電力質(zhì)量測(cè)量芯片，所述第二穩(wěn)壓電源為智能管理終端供電，所述安全控制服務(wù)器分別與通信模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換器相連接。進(jìn)一步地，所述通信模塊可以包括光接口、LAN接口、WiFi接口和ZigBee接口。進(jìn)一步地，所述傳感裝置可以包括ZigBee電源適配器和分布式ZigBee感知裝置。進(jìn)一步地，所述ZigBee電源適配器可以包括第三ZigBee通信模塊、第二 AC/DC轉(zhuǎn)換器、第二繼電保護(hù)器、檢測(cè)芯片、計(jì)量芯片、第二電源輸入接口和第二電源輸出接口 ；所述第二 AC/DC轉(zhuǎn)換器將通過(guò)第二電源輸入接口輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電后為該ZigBee電源適配器供電；所述檢測(cè)芯片和計(jì)量芯片對(duì)用電設(shè)備的功率進(jìn)行檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)后，通過(guò)所述第三ZigBee通信模塊傳至智能管理終端；所述第二繼電保護(hù)器位于第二電源輸入接口和第二電源輸出接口之間。進(jìn)一步地，所述分布式ZigBee感知裝置可以包括感知模塊、信號(hào)放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第四ZigBee通信模塊和第三穩(wěn)壓電源，所述感知模塊將所采集的用電設(shè)備信息送至信號(hào)放大器進(jìn)行放大，并通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息后通過(guò)第四ZigBee通信模塊傳至智能管理終端；所述第三穩(wěn)壓電源為該分布式ZigBee感知裝置提供穩(wěn)定的電源。本實(shí)用新型的有益效果在于:(I)實(shí)現(xiàn)更加主動(dòng)、智能的家庭能效管理本實(shí)用新型提出了一種智能能源管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用家庭內(nèi)部分布的各類傳感裝置能夠主動(dòng)對(duì)家庭用電環(huán)境進(jìn)行感知，通過(guò)信息采集、融合處理以及經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)手段，結(jié)合供電公司階梯電價(jià)信息，能夠自動(dòng)做出節(jié)能優(yōu)化方案，通過(guò)智能管理終端控制用能設(shè)備實(shí)現(xiàn)家庭用能設(shè)備管理和入戶電源接入切換，有效提高能效管理水平、降低用戶電費(fèi)支出。(2)感知、控制裝置低配置、硬件少、成本低、體積小本實(shí)用新型對(duì)各類感知、控制裝置進(jìn)行低配置、硬件少的設(shè)計(jì)，這樣就有利于降低成本且體積較小易于安裝，將數(shù)據(jù)處理部分通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)交予應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行處理，充分利用應(yīng)用平臺(tái)硬件資源。(3)充分利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本實(shí)用新型采用ZigBee的家庭內(nèi)部組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)能效管理，保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量、提高傳輸抗干擾能力、減少布線復(fù)雜度、降低家庭組網(wǎng)成本。(4)保護(hù)已有用電設(shè)備資金投入，實(shí)現(xiàn)向智能家居平滑過(guò)渡本實(shí)用新型通過(guò)利用ZigBee電源適配器、ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置等實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)用電設(shè)備的控制，有效保護(hù)用戶已有投資，實(shí)現(xiàn)向智能家居平滑過(guò)渡。

圖1是本實(shí)用新型的智能家居能源管理系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖2是智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是智能管理終端的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是ZigBee電源適配器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是ZigBee感知裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的智能家居能源管理系統(tǒng)做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1所示，本例中的智能家居能源管理系統(tǒng)包括智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器、智能管理終端和傳感裝置。其中，傳感裝置可以包括ZigBee電源適配器(ZigBeeBased Power Adapter,簡(jiǎn)稱 ZBPA)和分布式 ZigBee 感知裝置(Distributed ZigBee BasedSensing，簡(jiǎn)稱DZBS)。為了實(shí)現(xiàn)本例中能源管理系統(tǒng)用電接入方式的靈活切換，該系統(tǒng)還可包括ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置(ZigBee Based Power Switch,簡(jiǎn)稱ZBPS)。為了實(shí)現(xiàn)智能管理終端對(duì)傳統(tǒng)紅外用電設(shè)備的控制，本例中通過(guò)增設(shè)ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置(ZigBee ConvertIR，簡(jiǎn)稱ZCIR)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。上述智能管理終端具備ZigBee協(xié)調(diào)器功能，ZigBee電源適配器具備路由器功能，分布式ZigBee感知裝置、ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置以及ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置充當(dāng)ZigBee終端節(jié)點(diǎn)角色。智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)家居內(nèi)的能耗進(jìn)行管理，可以遠(yuǎn)程接收用戶指令，實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用模式的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭內(nèi)部各種電器的控制；定時(shí)向智能管理終端發(fā)送感知命令或者底層裝置主動(dòng)上傳數(shù)據(jù)，借助各類傳感裝置，感知家庭內(nèi)部環(huán)境，對(duì)反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能處理，智能關(guān)閉或調(diào)節(jié)各類用電設(shè)備的工作狀態(tài)；對(duì)末端節(jié)點(diǎn)主動(dòng)上報(bào)的緊急信息進(jìn)行及時(shí)處理；根據(jù)電力公司的最新電價(jià)信息，實(shí)現(xiàn)市電和清潔能源之間的用電切換，盡可能為用戶減少電費(fèi)支出。如圖2所示，智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)包括情景感知服務(wù)器、信息融合服務(wù)器、專家知識(shí)庫(kù)服務(wù)器、預(yù)測(cè)推理服務(wù)器、判定決策服務(wù)器、情景重配置服務(wù)器和能效管理服務(wù)器七大部分。其中，情景感知服務(wù)器通過(guò)分布式ZigBee感知裝置實(shí)現(xiàn)主動(dòng)或被動(dòng)地對(duì)家庭用電環(huán)境進(jìn)行感知，獲取用電設(shè)備功耗信息、傳感感知信息(溫度信息、亮度信息、人員走動(dòng)信息)等，例如通過(guò)感知得出在一定時(shí)間內(nèi)某個(gè)房間處于無(wú)人狀態(tài)，但空調(diào)、電視等用電設(shè)備仍在運(yùn)行的信息；信息融合服務(wù)器對(duì)收集到的信息進(jìn)行綜合處理，形成具有一定格式的數(shù)據(jù)信息；專家知識(shí)庫(kù)服務(wù)器負(fù)責(zé)為綜合處理的信息進(jìn)行比對(duì)和參考；預(yù)測(cè)推理服務(wù)器是根據(jù)實(shí)際感知信息以及專家知識(shí)庫(kù)信息進(jìn)行用電環(huán)境的推理；判定決策服務(wù)器是根據(jù)推理的結(jié)果做出決策，情景重配置服務(wù)器根據(jù)決策的結(jié)果對(duì)家庭用電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)等進(jìn)行調(diào)整；能效管理服務(wù)器負(fù)責(zé)將重配置的信息發(fā)送給智能管理終端，由智能管理終端通過(guò)ZigBee電源適配器、ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置、ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置對(duì)用電方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換、用電設(shè)備工作狀態(tài)調(diào)整等。如圖3所示，智能管理終端是智能家居能源管理系統(tǒng)的核心設(shè)備，該終端包括通信模塊、安全控制服務(wù)器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、中央處理器、存儲(chǔ)器、自檢芯片、復(fù)位芯片、顯示器、電力質(zhì)量測(cè)量芯片和第二穩(wěn)壓電源。其中，通信模塊連接安全控制服務(wù)器；安全控制服務(wù)器連接協(xié)議轉(zhuǎn)換器；協(xié)議轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)其、顯示器、自檢芯片、復(fù)位芯片、電力質(zhì)量測(cè)量芯片與中央處理器連接；第二穩(wěn)壓電源負(fù)責(zé)整個(gè)智能管理終端的運(yùn)行電力保障。通信模塊包括光接口、LAN接口、WiFi接口和ZigBee接口，主要負(fù)責(zé)上行下行通信；其中，上行通過(guò)光接口與光纖復(fù)合低壓電纜中的光纖連接，接收供電公司的不同時(shí)段的電價(jià)信息，為接入電源切換做參考；下行接口包括LAN接口、WiFi接口、ZigBee接口，LAN接口負(fù)責(zé)與智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)連接，WiFi接口是方便移動(dòng)智能設(shè)備的接入,例如使用ipad\iphone等設(shè)備對(duì)家庭能源進(jìn)行管理，ZigBee接口負(fù)責(zé)整個(gè)家庭內(nèi)部ZigBee的網(wǎng)絡(luò)通信，ZigBee通信模塊具備ZigBee協(xié)調(diào)器功能，由智能管理終端負(fù)責(zé)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的管理；安全控制服務(wù)器是保證信息的安全，防止惡意侵入；協(xié)議轉(zhuǎn)換器是負(fù)責(zé)對(duì)各類傳感數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便中央處理器進(jìn)行處理；中央處理器是整個(gè)終端的核心部件，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)終端中各部件的管理；存儲(chǔ)器是運(yùn)行日志、故障日志等信息存儲(chǔ)的部件；自檢芯片是開(kāi)機(jī)自檢模塊，保證終端正常運(yùn)行；復(fù)位芯片是當(dāng)終端出現(xiàn)故障時(shí)，可以進(jìn)行復(fù)位回到上一次修訂的狀態(tài)；顯示器主要顯示終端工作狀態(tài)信息；電力質(zhì)量測(cè)量芯片負(fù)責(zé)電力質(zhì)量測(cè)量，結(jié)合電力公司的電價(jià)信息在不同的時(shí)段選擇合適的切換方式，保證用電質(zhì)量同時(shí)降低用電費(fèi)用。如圖4所示，基于ZigBee的電源適配器主要包括第二繼電保護(hù)器、第二 AC/DC轉(zhuǎn)換器、第三ZigBee通信模塊、檢測(cè)芯片、計(jì)量芯片、第二電源輸入接口和第二電源輸出接口 ；第二繼電保護(hù)器的輸入端連接有第二電源輸入接口、其輸出端連接有第二電源輸出接口，第二繼電保護(hù)器的輸出端還通過(guò)順次連接的檢測(cè)芯片和計(jì)量芯片與第三ZigBee通信模塊相連，第三ZigBee通信模塊的一端通過(guò)第二 AC/DC轉(zhuǎn)換器與第二繼電保護(hù)器相連、另一端直接與第二繼電保護(hù)器相連。該電源適配器主要用于與傳統(tǒng)不帶紅外的用電設(shè)備進(jìn)行連接，向上層發(fā)送用電設(shè)備耗能信息，接收智能管理終端的命令進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理。其中，第二繼電保護(hù)器用于保護(hù)用電安全；第二AC/DC轉(zhuǎn)換器用于電源轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)為裝置供電；第三ZigBee通信模塊負(fù)責(zé)信息無(wú)線傳輸并進(jìn)行裝置管理，具備ZigBee路由器功能；檢測(cè)芯片負(fù)責(zé)檢測(cè)用電設(shè)備的功率檢測(cè)；計(jì)量芯片實(shí)現(xiàn)每時(shí)、每天、每周、每月的用電設(shè)備的功率信息統(tǒng)計(jì)；該電源適配器接收智能管理終端命令或主動(dòng)將功率信息通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給智能管理終端，再由智能管理終端發(fā)送到智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理執(zhí)行一系列操作。如圖5所示，ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置包括第二 ZigBee通信模塊、紅外控制器(學(xué)習(xí)型)、發(fā)光功率放大器、紅外發(fā)射器和第一穩(wěn)壓電源。該裝置主要用于傳統(tǒng)帶紅外的用電設(shè)備進(jìn)行控制，通過(guò)智能處理可以對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)調(diào)整，比如空調(diào)的溫度調(diào)整，電視的節(jié)目頻道調(diào)整等，也可以執(zhí)行開(kāi)關(guān)命令。該裝置中的第二 ZigBee通信模塊負(fù)責(zé)信息無(wú)線傳輸并進(jìn)行裝置管理，具備ZigBee終端節(jié)點(diǎn)功能；紅外控制器(學(xué)習(xí)型)負(fù)責(zé)ZigBee信號(hào)和紅外信號(hào)的轉(zhuǎn)換；發(fā)光功率放大器負(fù)責(zé)對(duì)紅外信號(hào)的功率進(jìn)行放大，增加傳輸距離；紅外發(fā)射器負(fù)責(zé)紅外信號(hào)的發(fā)送；第一穩(wěn)壓電源負(fù)責(zé)為整個(gè)ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置提供穩(wěn)定電源。如圖6所示，分布式ZigBee感知裝置包括感知模塊、信號(hào)放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、第四ZigBee通信模塊和第三穩(wěn)壓電源。該裝置中的感知模塊負(fù)責(zé)定時(shí)主動(dòng)或接收上層命令被動(dòng)對(duì)家庭內(nèi)部環(huán)境的感知，包括溫度、濕度、光照、人員走動(dòng)等信息；信號(hào)放大器負(fù)責(zé)對(duì)接收的傳感信息信號(hào)進(jìn)行放大，保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性；數(shù)模轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)對(duì)感知的模擬信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成數(shù)字信息傳輸給第四ZigBee通信模塊；第四ZigBee通信模塊負(fù)責(zé)將感知信息發(fā)送給智能管理終端進(jìn)行處理，具備ZigBee終端節(jié)點(diǎn)功能；第三穩(wěn)壓電源(由穩(wěn)壓模塊和電池組成)負(fù)責(zé)整個(gè)裝置的穩(wěn)定供電。如圖7所示，ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置包括第一 ZigBee通信模塊、第一 AC/DC轉(zhuǎn)換器、第一繼電保護(hù)器、切換開(kāi)關(guān)、第一電源輸入接口和第一電源輸出接口 ；切換開(kāi)關(guān)的一端與第一電源輸入接口連接、其另一端與第一繼電保護(hù)器連接，第一繼電保護(hù)器的另一端連接有電源輸出接口 ；切換開(kāi)關(guān)與第一繼電保護(hù)器之間通過(guò)第一 AC/DC轉(zhuǎn)換器與第一ZigBee通信模塊的一端連接，第一 ZigBee通信模塊的另一端與切換開(kāi)關(guān)連接。該裝置中的第一 ZigBee通信模塊負(fù)責(zé)接收智能管理終端發(fā)送的切換命令信息并具備ZigBee終端節(jié)點(diǎn)功能；第一 AC/DC轉(zhuǎn)換器用于電源轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)為裝置供電；第一繼電保護(hù)器是保護(hù)家庭用電安全；切換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電和市電的用電接入方式的切換。最后應(yīng)該說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，結(jié)合上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到:本領(lǐng)域技術(shù)人員依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1.一種智能家居能源管理系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器、智能管理終端和傳感裝置，所述智能管理終端接收傳感裝置所采集的用電設(shè)備信息、并發(fā)送至智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行處理后，由所述智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器通過(guò)智能管理終端向用電設(shè)備發(fā)出控制命令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)還包括ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置，所述智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器根據(jù)電力公司發(fā)送的分時(shí)電價(jià)信息，控制所述ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置進(jìn)行用電接入方式的切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置包括第一ZigBee通信模塊、第一 AC/DC轉(zhuǎn)換器、第一繼電保護(hù)器、切換開(kāi)關(guān)、第一電源輸入接口和第一電源輸出接口 ；所述第一 AC/DC轉(zhuǎn)換器將通過(guò)第一電源輸入接口輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電后為該ZigBee電源開(kāi)關(guān)切換裝置供電，所述第一 ZigBee通信模塊收到智能管理終端發(fā)出的切換命令后，控制切換開(kāi)關(guān)切換用電接入方式；所述第一繼電保護(hù)器位于切換開(kāi)關(guān)和第一電源輸出接口之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)還包括ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置，所述ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置將智能管理終端發(fā)送的ZigBee控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅外控制信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置包括第二ZigBee通信模塊、紅外控制器、發(fā)光功率放大器、紅外發(fā)射器和第一穩(wěn)壓電源，通過(guò)所述第二ZigBee通信模塊完成與智能管理終端之間的通信，所述紅外控制器將ZigBee信號(hào)轉(zhuǎn)換為紅外信號(hào)，所述發(fā)光功率放大器將轉(zhuǎn)換后的紅外信號(hào)進(jìn)行功率放大，所述紅外發(fā)射器將功率放大后的紅外信號(hào)發(fā)送至用電設(shè)備；所述第一穩(wěn)壓電源為ZigBee轉(zhuǎn)紅外裝置提供穩(wěn)定的工作電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器包括順次連接的情景感知服務(wù)器、信息融合服務(wù)器、專家知識(shí)庫(kù)服務(wù)器、預(yù)測(cè)推理服務(wù)器、判定決策服務(wù)器、情景重 配置服務(wù)器和能效管理服務(wù)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述智能管理終端包括第二穩(wěn)壓電源、通信模塊、安全控制服務(wù)器、中央處理器以及與中央處理器相連接的協(xié)議轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、顯示器、自檢芯片、復(fù)位芯片和電力質(zhì)量測(cè)量芯片，所述第二穩(wěn)壓電源為智能管理終端供電，所述安全控制服務(wù)器分別與通信模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換器相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述通信模塊包括光接口、LAN接口、WiFi接口和ZigBee接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感裝置包括ZigBee電源適配器和分布式ZigBee感知裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee電源適配器包括第三ZigBee通信模塊、第二 AC/DC轉(zhuǎn)換器、第二繼電保護(hù)器、檢測(cè)芯片、計(jì)量芯片、第二電源輸入接口和第二電源輸出接口 ；所述第二 AC/DC轉(zhuǎn)換器將通過(guò)第二電源輸入接口輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電后為該ZigBee電源適配器供電；所述檢測(cè)芯片和計(jì)量芯片對(duì)用電設(shè)備的功率進(jìn)行檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)后，通過(guò)所述第三ZigBee通信模塊傳至智能管理終端；所述第二繼電保護(hù)器位于第二電源輸入接口和第二電源輸出接口之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述分布式ZigBee感知裝置包括感知模塊、信號(hào)放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第四ZigBee通信模塊和第三穩(wěn)壓電源，所述感知模塊將所采集的用電設(shè)備信息送至信號(hào)放大器進(jìn)行放大，并通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息后通過(guò)第四ZigBee通信模塊傳至智能管理終端；所述第三穩(wěn)壓電源為該分布式ZigBee感知裝置提供穩(wěn)定 的電源。
專利摘要本實(shí)用新型屬于智能用電能效管理領(lǐng)域，具體涉及一種用于智能用電小區(qū)的智能家居能源管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器、智能管理終端和傳感裝置，所述智能管理終端接收傳感裝置所采集的用電設(shè)備信息、并通過(guò)智能管理終端發(fā)送至智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行處理后，由所述智能能源管理應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器通過(guò)智能管理終端向用電設(shè)備發(fā)出控制命令。該系統(tǒng)具有操作方便、安全可靠、成本低、體積小等優(yōu)點(diǎn)，能夠保護(hù)已有用電設(shè)備的資金投入，實(shí)現(xiàn)向智能家居的平滑過(guò)渡和更加主動(dòng)、智能的家庭能效管理。
文檔編號(hào)G05B19/418GK203054540SQ201220388488
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者陳志勇, 宋衛(wèi)峰, 馮海燕, 姚繼明, 張 浩, 蔡萬(wàn)升, 張立武, 李炳林, 梁云, 郭經(jīng)紅 申請(qǐng)人:山西省電力公司太原供電分公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司