基于Zigbee和Wifi架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于Zigbee和Wifi架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中沒有針對(duì)整棟辦公樓宇的電力管理系統(tǒng)的問題。該基于Zigbee和Wifi架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：PC管理端，用于管理人員操作使用；主控端，受PC管理端控制，用于對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行控制；WIFI路由器，實(shí)現(xiàn)PC管理端與主控端的通信；其中，所述主控端包括：單片機(jī)最小系統(tǒng)；ZigBee協(xié)調(diào)器；WiFi模塊，電平轉(zhuǎn)換電路，紅外解碼與發(fā)射模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)方便，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試和估算系統(tǒng)可節(jié)能10%~20%，對(duì)于辦公樓宇的整體電力節(jié)能管理有著十分顯著的作用。
【專利說明】基于Zigbee和Wif i架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電力管理系統(tǒng)，具體地講，是涉及基于一種Zigbee和Wifi架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]世界各國家、地區(qū)一直都在提倡節(jié)能減排，目前，辦公樓宇是耗電大戶，但是由于缺乏有效規(guī)范的管理，辦公樓宇因?yàn)槿藛T的不良用電習(xí)慣而導(dǎo)致了大量的電力浪費(fèi)?，F(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)辦公樓宇的電力管理只有一些智能插座等非全局管理的系統(tǒng)，而并沒有相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品應(yīng)用于整座辦公樓宇的電力節(jié)能管理。
[0003]因此，研發(fā)一種可針對(duì)整座辦公樓宇的電力管理系統(tǒng)，就成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員的重要課題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)方便的基于Zigbee和Wifi架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]基于Zigbee和Wifi架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)，包括:
[0007]PC管理端，用于管理人員操作使用；
[0008]主控端，受PC管理端控制，用于對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行控制；
[0009]WIFI路由器，實(shí)現(xiàn)PC管理端與主控端的通信；
[0010]其中，所述主控端包括:
[0011]單片機(jī)最小系統(tǒng)，接收PC管理端的控制指令，用于與CC3000的WIFI通信以及和Zigbee協(xié)調(diào)器進(jìn)彳丁串口通f目；
[0012]ZigBee協(xié)調(diào)器，負(fù)責(zé)建立Zigbee局域網(wǎng)以及和單片機(jī)最小系統(tǒng)進(jìn)行串口通信；
[0013]WiFi模塊，與PC管理端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互以及使用SPI通信方式和單片機(jī)最小系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；
[0014]電平轉(zhuǎn)換電路，將單片機(jī)最小系統(tǒng)和WiFi模塊的電平進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換以便能夠正常通信；
[0015]紅外解碼與發(fā)射模塊，用于紅外接收和發(fā)射；
[0016]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)設(shè)置信息。
[0017]優(yōu)選的，所述單片機(jī)最小系統(tǒng)采用芯片STM32F103C8T6。
[0018]優(yōu)選的，所述ZigBee協(xié)調(diào)器采用CC2530芯片。
[0019]優(yōu)選的，所述WiFi模塊采用CC3000芯片。
[0020]具體的說，所述ZigBee協(xié)調(diào)器包括CC2530模塊、OLED顯示電路、采樣電路、穩(wěn)壓電路和LED控制器電路。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0022](I)采用本實(shí)用新型，管理員可通過PC管理端遠(yuǎn)程開關(guān)、調(diào)節(jié)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率；同時(shí)，也可以設(shè)定所有節(jié)點(diǎn)的工作模式和方式，由此，根據(jù)不同的時(shí)間段或工作情況，調(diào)節(jié)辦公樓宇電器的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能目的；根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試和估算系統(tǒng)可節(jié)能10°/『20%，對(duì)于辦公樓宇的整體電力節(jié)能管理有著十分顯著的作用。
[0023](2)本實(shí)用新型不僅結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，而且實(shí)現(xiàn)方便，為其大范圍的推廣應(yīng)用，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的工作原理示意圖。
[0025]圖2為本實(shí)用新型中單片機(jī)最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3為本實(shí)用新型中WIFI模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4為本實(shí)用新型中電平轉(zhuǎn)換電路的電路圖。
[0028]圖5為本實(shí)用新型紅外解碼與發(fā)射模塊中負(fù)責(zé)紅外接收的電路示意圖。
[0029]圖6為本實(shí)用新型紅外解碼與發(fā)射模塊中負(fù)責(zé)紅外發(fā)射的電路示意圖。
[0030]圖7為本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的電路原理圖。
[0031]圖8為本實(shí)用新型中CC2530模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖9為本實(shí)用新型中OLED顯示電路的電路原理圖。
[0033]圖10為本實(shí)用新型中LED控制器電路的電路原理圖。
[0034]上述附圖中，附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的部件名稱如下:1_PC管理端，2-WIFI路由器，3-主控端。

【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例
[0036]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種由基于Zigbee和Wifi架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)，其主要包括:PC管理端，主控端和WIFI路由器，管理人員通過PC管理端實(shí)現(xiàn)對(duì)主控端的控制，主控端在相應(yīng)的控制指令下，實(shí)現(xiàn)對(duì)辦公樓宇各電器的控制，WIFI路由器用于實(shí)現(xiàn)PC管理端的主控端無線通信。
[0037]PC管理端可以為臺(tái)式電腦、筆記本電腦、平板電腦等，WIFI路由器采用現(xiàn)有的WIFI路由器即可。主控端連接辦公樓宇的電力系統(tǒng)，其包括有單片機(jī)最小系統(tǒng)、ZigBee協(xié)調(diào)器、WiFi模塊、電平轉(zhuǎn)換電路、紅外解碼與發(fā)射模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。為了便于理解，下面對(duì)主控端各硬件部分進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0038]如圖2所示，單片機(jī)最小系統(tǒng)，由芯片STM32F103C8T6構(gòu)成，接收PC管理端的控制指令，用于與WIFI模塊通信以及和Zigbee協(xié)調(diào)器進(jìn)行串口通信；
[0039]如圖8、9、10所示，ZigBee協(xié)調(diào)器，其包括CC2530模塊、OLED顯示電路、采樣電路、穩(wěn)壓電路和LED控制器電路；ZigBee協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)建立Zigbee局域網(wǎng)以及和單片機(jī)最小系統(tǒng)中的STM32F103C8T6進(jìn)行串口通信；其中，OLED顯示電路用來在終端設(shè)備上顯示相關(guān)信息，采樣電路用于采集設(shè)備工作電流、工作電壓、光照強(qiáng)度，LED控制器電路，用來控制照明設(shè)備的亮度。
[0040]如圖3所示，WiFi模塊，采用現(xiàn)有的WiFi模塊，由CC3000芯片構(gòu)成，其與PC管理端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互以及使用SPI通信方式和單片機(jī)最小系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；
[0041]如圖4所示，電平轉(zhuǎn)換電路，采用現(xiàn)有成熟的電平轉(zhuǎn)換電路，將單片機(jī)最小系統(tǒng)和WiFi模塊的電平進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換以便能夠正常通信；
[0042]如圖5、6所示，紅外解碼與發(fā)射模塊，用于紅外接收和發(fā)射；
[0043]如圖7所示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)設(shè)置信息，具有掉電保護(hù)功能，斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。
[0044]本實(shí)用新型的工作過程:
[0045](I)PC管理端通過TCP/IP協(xié)議與WIFI路由器通信，發(fā)送數(shù)據(jù)指令；
[0046](2) WIFI路由器接收到數(shù)據(jù)指令后也由TCP/IP協(xié)議將數(shù)據(jù)指令轉(zhuǎn)發(fā)給主控端的CC3000 WiFi 模塊；
[0047](3) WiFi模塊通過SPI通信的方式將數(shù)據(jù)指令傳遞給單片機(jī)最小系統(tǒng)，然后又由串口通信將數(shù)據(jù)指令發(fā)送給Zigbee協(xié)調(diào)器；
[0048](4) Zigbee協(xié)調(diào)器組建的小型局域網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)指令分發(fā)給每一個(gè)Zigbee分支節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而控制用相應(yīng)的電設(shè)備，如:控制LED照明設(shè)備的亮滅，或者明暗程度。
[0049]本實(shí)用新型中采用的硬件、電路均為現(xiàn)有成熟硬件、電路，它們?cè)诒緦?shí)用新型中其各自完成自己本身的功能，在此不作贅述。
[0050]采用本實(shí)用新型的節(jié)能原理:管理員可通過PC管理端遠(yuǎn)程開關(guān)、調(diào)節(jié)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率。同時(shí)，也可以設(shè)定所有節(jié)點(diǎn)的工作模式和方式。以照明設(shè)備為例:
[0051]1.管理員可通過PC管理端調(diào)節(jié)各個(gè)照明設(shè)備的明暗程度或者是照明設(shè)備的開關(guān)，在陽光充足或者無人的情況下可以節(jié)約電能。
[0052]2.管理員可通過PC管理端自行設(shè)定所有節(jié)點(diǎn)的工作時(shí)間，例如:在員工午餐或者休息時(shí)間時(shí)節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)關(guān)閉或者降低功率，有效杜絕員工的不良用電習(xí)慣。
[0053]3.管理員可通過PC管理端設(shè)定室內(nèi)亮度，設(shè)備可根據(jù)光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度，減少不必要的浪費(fèi)，節(jié)能效果顯著。光照充足時(shí)燈具會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。
[0054]4.照明終端設(shè)備上用戶可以自行調(diào)節(jié)照明亮度，根據(jù)自己的喜好調(diào)節(jié)合適的亮度無需完全打開照明設(shè)備可有效節(jié)能。
[0055]5.空調(diào)結(jié)點(diǎn)的集中管理，夜間無人時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，減少不必要的浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能目的。
[0056]按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。值得說明的是，基于上述設(shè)計(jì)原理的前提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即使在本實(shí)用新型所公開的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做出的一些無實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)或潤色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本實(shí)用新型一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于21曲66和架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)，其特征在于，包括: 管理端，用于管理人員操作使用； 主控端，受管理端控制，用于對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行控制； 11？1路由器，實(shí)現(xiàn)管理端與主控端的通信； 其中，所述主控端包括: 單片機(jī)最小系統(tǒng)，接收管理端的控制指令，用于與模塊通信以及和21^66協(xié)調(diào)器進(jìn)行串口通信； 218866協(xié)調(diào)器，負(fù)責(zé)建立21曲66局域網(wǎng)以及和單片機(jī)最小系統(tǒng)進(jìn)行串口通信； 胃1？1模塊，與？￠:管理端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互以及使用3？1通信方式和單片機(jī)最小系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互； 電平轉(zhuǎn)換電路，將單片機(jī)最小系統(tǒng)和模塊的電平進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換以便能夠正常通
； 紅外解碼與發(fā)射模塊，用于紅外接收和發(fā)射； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)設(shè)置信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于21^66和架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)最小系統(tǒng)采用芯片311328103(:8丁6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于21^66和架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)，其特征在于，所述21^66協(xié)調(diào)器采用(^2530芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于21^66和架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)，其特征在于，所述模塊采用￠^3000芯片，單片機(jī)最小系統(tǒng)與所述(^3000芯片通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于21^66和架構(gòu)的智能樓宇電力管理系統(tǒng)，其特征在于，所述21^66協(xié)調(diào)器包括(^2530模塊、01^0顯示電路、采樣電路、穩(wěn)壓電路以及[￡0控制器電路。
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK204256938SQ201420832848
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月24日
【發(fā)明者】羅凱, 祝浩, 鄭濤, 劉燦, 陳祥偉 申請(qǐng)人:羅凱, 祝浩, 劉燦, 陳祥偉, 鄭濤