基于Zigbee和Wifi架构的智能楼宇电力管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于Zigbee和Wifi架构的智能楼宇电力管理系统，解决了现有技术中没有针对整栋办公楼宇的电力管理系统的问题。该基于Zigbee和Wifi架构的智能楼宇电力管理系统，其特征在于，包括：PC管理端，用于管理人员操作使用；主控端，受PC管理端控制，用于对终端设备进行控制；WIFI路由器，实现PC管理端与主控端的通信；其中，所述主控端包括：单片机最小系统；ZigBee协调器；WiFi模块，电平转换电路，红外解码与发射模块，数据存储模块。本实用新型结构简单、实现方便，根据实验测试和估算系统可节能10%~20%，对于办公楼宇的整体电力节能管理有着十分显著的作用。
【专利说明】基于Zigbee和Wif i架构的智能楼宇电力管理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电力管理系统，具体地讲，是涉及基于一种Zigbee和Wifi架构的智能楼宇电力管理系统。
【背景技术】
[0002]世界各国家、地区一直都在提倡节能减排，目前，办公楼宇是耗电大户，但是由于缺乏有效规范的管理，办公楼宇因为人员的不良用电习惯而导致了大量的电力浪费。现有技术中，针对办公楼宇的电力管理只有一些智能插座等非全局管理的系统，而并没有相关技术、产品应用于整座办公楼宇的电力节能管理。
[0003]因此，研发一种可针对整座办公楼宇的电力管理系统，就成为了本领域技术人员的重要课题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单、实现方便的基于Zigbee和Wifi架构的智能楼宇电力管理系统。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]基于Zigbee和Wifi架构的智能楼宇电力管理系统，包括:
[0007]PC管理端，用于管理人员操作使用；
[0008]主控端，受PC管理端控制，用于对终端设备进行控制；
[0009]WIFI路由器，实现PC管理端与主控端的通信；
[0010]其中，所述主控端包括:
[0011]单片机最小系统，接收PC管理端的控制指令，用于与CC3000的WIFI通信以及和Zigbee协调器进彳丁串口通f目；
[0012]ZigBee协调器，负责建立Zigbee局域网以及和单片机最小系统进行串口通信；
[0013]WiFi模块，与PC管理端进行数据交互以及使用SPI通信方式和单片机最小系统进行数据交互；
[0014]电平转换电路，将单片机最小系统和WiFi模块的电平进行互相转换以便能够正常通信；
[0015]红外解码与发射模块，用于红外接收和发射；
[0016]数据存储模块，负责存储设置信息。
[0017]优选的，所述单片机最小系统采用芯片STM32F103C8T6。
[0018]优选的，所述ZigBee协调器采用CC2530芯片。
[0019]优选的，所述WiFi模块采用CC3000芯片。
[0020]具体的说，所述ZigBee协调器包括CC2530模块、OLED显示电路、采样电路、稳压电路和LED控制器电路。
[0021]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0022](I)采用本实用新型，管理员可通过PC管理端远程开关、调节每一个节点的功率；同时，也可以设定所有节点的工作模式和方式，由此，根据不同的时间段或工作情况，调节办公楼宇电器的运行状态，达到节能目的；根据实验测试和估算系统可节能10°/『20%，对于办公楼宇的整体电力节能管理有着十分显著的作用。
[0023](2)本实用新型不仅结构简单、成本低廉，而且实现方便，为其大范围的推广应用，奠定了坚实的基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的工作原理示意图。
[0025]图2为本实用新型中单片机最小系统的结构示意图。
[0026]图3为本实用新型中WIFI模块的结构示意图。
[0027]图4为本实用新型中电平转换电路的电路图。
[0028]图5为本实用新型红外解码与发射模块中负责红外接收的电路示意图。
[0029]图6为本实用新型红外解码与发射模块中负责红外发射的电路示意图。
[0030]图7为本实用新型中数据存储模块的电路原理图。
[0031]图8为本实用新型中CC2530模块的结构示意图。
[0032]图9为本实用新型中OLED显示电路的电路原理图。
[0033]图10为本实用新型中LED控制器电路的电路原理图。
[0034]上述附图中，附图标记对应的部件名称如下:1_PC管理端，2-WIFI路由器，3-主控端。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
[0036]如图1所示，本实施例提供了一种由基于Zigbee和Wifi架构的智能楼宇电力管理系统，其主要包括:PC管理端，主控端和WIFI路由器，管理人员通过PC管理端实现对主控端的控制，主控端在相应的控制指令下，实现对办公楼宇各电器的控制，WIFI路由器用于实现PC管理端的主控端无线通信。
[0037]PC管理端可以为台式电脑、笔记本电脑、平板电脑等，WIFI路由器采用现有的WIFI路由器即可。主控端连接办公楼宇的电力系统，其包括有单片机最小系统、ZigBee协调器、WiFi模块、电平转换电路、红外解码与发射模块和数据存储模块。为了便于理解，下面对主控端各硬件部分进行详细说明:
[0038]如图2所示，单片机最小系统，由芯片STM32F103C8T6构成，接收PC管理端的控制指令，用于与WIFI模块通信以及和Zigbee协调器进行串口通信；
[0039]如图8、9、10所示，ZigBee协调器，其包括CC2530模块、OLED显示电路、采样电路、稳压电路和LED控制器电路；ZigBee协调器负责建立Zigbee局域网以及和单片机最小系统中的STM32F103C8T6进行串口通信；其中，OLED显示电路用来在终端设备上显示相关信息，采样电路用于采集设备工作电流、工作电压、光照强度，LED控制器电路，用来控制照明设备的亮度。
[0040]如图3所示，WiFi模块，采用现有的WiFi模块，由CC3000芯片构成，其与PC管理端进行数据交互以及使用SPI通信方式和单片机最小系统进行数据交互；
[0041]如图4所示，电平转换电路，采用现有成熟的电平转换电路，将单片机最小系统和WiFi模块的电平进行互相转换以便能够正常通信；
[0042]如图5、6所示，红外解码与发射模块，用于红外接收和发射；
[0043]如图7所示，数据存储模块，负责存储设置信息，具有掉电保护功能，断电后数据不会丢失。
[0044]本实用新型的工作过程:
[0045](I)PC管理端通过TCP/IP协议与WIFI路由器通信，发送数据指令；
[0046](2) WIFI路由器接收到数据指令后也由TCP/IP协议将数据指令转发给主控端的CC3000 WiFi 模块；
[0047](3) WiFi模块通过SPI通信的方式将数据指令传递给单片机最小系统，然后又由串口通信将数据指令发送给Zigbee协调器；
[0048](4) Zigbee协调器组建的小型局域网络将数据指令分发给每一个Zigbee分支节点，进而控制用相应的电设备，如:控制LED照明设备的亮灭，或者明暗程度。
[0049]本实用新型中采用的硬件、电路均为现有成熟硬件、电路，它们在本实用新型中其各自完成自己本身的功能，在此不作赘述。
[0050]采用本实用新型的节能原理:管理员可通过PC管理端远程开关、调节每一个节点的功率。同时，也可以设定所有节点的工作模式和方式。以照明设备为例:
[0051]1.管理员可通过PC管理端调节各个照明设备的明暗程度或者是照明设备的开关，在阳光充足或者无人的情况下可以节约电能。
[0052]2.管理员可通过PC管理端自行设定所有节点的工作时间，例如:在员工午餐或者休息时间时节点可以自动关闭或者降低功率，有效杜绝员工的不良用电习惯。
[0053]3.管理员可通过PC管理端设定室内亮度，设备可根据光照强度自动调节照明强度，减少不必要的浪费，节能效果显著。光照充足时灯具会自动关闭。
[0054]4.照明终端设备上用户可以自行调节照明亮度，根据自己的喜好调节合适的亮度无需完全打开照明设备可有效节能。
[0055]5.空调结点的集中管理，夜间无人时自动关闭，减少不必要的浪费，达到节能目的。
[0056]按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.基于21曲66和架构的智能楼宇电力管理系统，其特征在于，包括: 管理端，用于管理人员操作使用； 主控端，受管理端控制，用于对终端设备进行控制； 11？1路由器，实现管理端与主控端的通信； 其中，所述主控端包括: 单片机最小系统，接收管理端的控制指令，用于与模块通信以及和21^66协调器进行串口通信； 218866协调器，负责建立21曲66局域网以及和单片机最小系统进行串口通信； 胃1？1模块，与？￠:管理端进行数据交互以及使用3？1通信方式和单片机最小系统进行数据交互； 电平转换电路，将单片机最小系统和模块的电平进行互相转换以便能够正常通
； 红外解码与发射模块，用于红外接收和发射； 数据存储模块，负责存储设置信息。
2.根据权利要求1所述的基于21^66和架构的智能楼宇电力管理系统，其特征在于，所述单片机最小系统采用芯片311328103(:8丁6。
3.根据权利要求1所述的基于21^66和架构的智能楼宇电力管理系统，其特征在于，所述21^66协调器采用(^2530芯片。
4.根据权利要求1所述的基于21^66和架构的智能楼宇电力管理系统，其特征在于，所述模块采用￠^3000芯片，单片机最小系统与所述(^3000芯片通信。
5.根据权利要求3所述的基于21^66和架构的智能楼宇电力管理系统，其特征在于，所述21^66协调器包括(^2530模块、01^0显示电路、采样电路、稳压电路以及[￡0控制器电路。
【文档编号】H04W84/18GK204256938SQ201420832848
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月24日 优先权日:2014年12月24日
【发明者】罗凯, 祝浩, 郑涛, 刘灿, 陈祥伟 申请人:罗凯, 祝浩, 刘灿, 陈祥伟, 郑涛