用于办公楼宇用电信息采集与节能控制系统的智能网关的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及用于办公楼宇用电信息采集与节能控制系统的智能网关。
【背景技术】
[0002]随着人民生活水平的提高，建筑能耗将呈现持续迅速增长的趋势，加剧我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾，最终导致全社会的能源短缺。降低建筑能耗，实施建筑节能，对于促进能源资源节约和合理利用，缓解我国的能源供应与经济社会发展的矛盾，有着举足轻重的作用，也是保障国家资源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观的一项重要举措。因此，如何降低建筑能源消耗，提高能源利用效率，实施建筑节能，是我国可持续发展亟待研究解决的重大课题。
[0003]据中国建筑节能年度发展研究报告得知:我国建筑能耗占社会总能耗的18.8%，随着我国经济的迅猛发展，国家机关办公建筑和大型公共建筑高能耗的问题日益突出。目前，我国每年竣工建筑面积约为20亿平方米，其中公共建筑约有4亿平方米。两万平方米以上的大型公共建筑面积占城镇建筑面积的比例不到4%，但是能耗却占到建筑能耗的20%以上，其中单位面积耗电量更是普通民宅的10到15倍。
[0004]我国的智能用电技术是建设坚强智能电网的重要组成部分，其核心就是实现智能化服务，满足用户多元化需求，实现电力供应稳定可靠、经济安全，构建电网与客户之间电力流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系。改变用户用能方式，促进节能减排，提高清洁的电能在终端能源消费中的比重。因此，智能用电建设的好坏直接关系到电网的能源使用效率、经济运行和有序用电。
[0005]现在的楼宇智能智能控制主要是两种情况:一种是智能控制到楼宇配电箱或楼层配电箱，不能控制到每个房间内的每个插座、开关；另一种虽然能对房间内每个开关进行控制，却只能称作智能家居系统，是面向家庭应用的，并不是针对楼宇总控。现有的楼宇智能控制不够精确，不能满足现有的要求，同时也需要一种新型的用于办公楼宇用电信息采集与节能控制系统的智能网关。
【实用新型内容】
[0006]为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了用于办公楼宇用电信息采集与节能控制系统的智能网关，该智能网关抗干扰能力强，传输能力强，有利于的信息的传输的准确性及实时性。
[0007]为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下:
[0008]用于办公楼宇用电信息采集与节能控制系统的智能网关，包括:无线收发模块、微控制器模块及网络接口模块，所述无线收发模块与微控制器模块，微控制器模块通过网络接口模块与以太网通信，所述微控制器模块包括单片机及与之通信的多功能μΡ监控芯片;
[0009]所述无线收发模块包括无线ZigBee模块，型号为WLT-24XXZ的芯片，所述无线ZigBee模块的三个端口分别通过相串联的电阻及发光二极管接地。
[0010]所述网络接口模块由单电源物理层收发器和网络插座变压器组成。
[0011]所述智能网关还与电源模块相连，所述电源模块包括电源转换芯片，电源转换芯片的一端与并联支路的一端相连，并联支路的另一端接地，并联支路为由电容C35、电容C21及二极管Dl相并联组成，电源转换芯片还与依次串联的电容C8及电感L4相连，电感L4与另一并联支路相连，另一并联支路由电容C12、电容C19、电容C20及电容ClO相并联组成，另一并联支路的一端依次与电阻R48、发光—■极管D9相串联。
[0012]所述电源模块还包括稳压芯片，稳压芯片的输入端及输出端分别与0.1uF瓷片电容相连。
[0013]所述多功能μΡ监控芯片为頂P706芯片，頂Ρ706芯片的一端与开关Κ2相连，ΜΡ706芯片的RESET引脚之上接入一个大小为10ΚΩ的下拉电阻，下拉电阻通过电容接地。
[0014]本实用新型的有益效果:
[0015]本实用新型所涉及的智能网关抗干扰能力强，传输效率高，在办公楼宇用电信息采集与节能控制系统起到信息传输枢纽的作用。
【附图说明】
[0016]图1本实用新型的整体结构示意图；
[0017]图2本实用新型的无线通信电路原理图；
[0018]图3本实用新型的电源电路图；
[0019]图4本实用新型的复位电路图。
【具体实施方式】
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[0020]下面结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0021]基于物联网的办公楼宇用电信息采集与节能控制系统是一套基于互联网的监测及控制系统。设在电力相关部门的智能用电及能源优化监控中心，通过互联网对所管理的大厦进行智能用电及能源调度信息的监测，并可以对权限内的设备进行深入控制(可深入到房间内部具体的灯具开关等)。
[0022]整个系统网络的框架是一个Internet网，每一座楼宇都有一个楼宇监控中心计算机，负责整个楼宇的信息监测和相关设备控制，每个中心计算机都是通过一个路由器与外部的Internet网相连，并与总的监控中心交互信息，从而配合监控中心实现各项监测和控制功能。
[0023]楼宇内部是一个以局域网、ZigBee, CAN、WiFi为主要通信链路的综合网络结构。楼宇内部的系统组成部分有:楼宇智能用电及能源优化监控中心、数据服务器、楼层多媒体网关、房间控制器、基于物联网技术的智能传感器(安防、温度、湿度、光照、电量等)、智能照明系统、智能电器系统(电器、空调、窗帘、插座等)、热水优化控制系统、电能优化控制系统、热能优化控制系统。
[0024]监控中心计算机通过局域网与楼层多媒体网关、热水优化控制系统、电能优化控制系统、热能优化控制系统进行信息交互和控制，链路可通过交换机进行扩展。
[0025]智能网关其实也就是楼层的楼层多媒体网关，它是整个楼宇内部功能实现的核心，是实现内部通信的枢纽，而且本文就主要是侧重于智能网关的设计。
[0026]楼层多媒体网关在每一个楼层设有一个，无线路由器主要负责支持WiFi摄像头的视频接入，并可通过LAN上传和控制视频；楼层多媒体网关的功能是通过ZigBee通信将每个房间的信息收集起来，再通过LAN上传；也可以将来自于LAN的信息和命令通过ZigBee通信通过房间控制器传递给房间的受控设备(支持ZigBee)，以实现控制和信息采集。
[0027]楼宇内部无线网络主要是实现在近距离范围内的各类楼宇设备之间的无线通信。所以，一定要采取一种合适的无线网络协议来当作内部网络信息的传输协议。
[0028]本申请使用ZigBee无线通信协议作为楼宇内部网络传输协议，在整个楼宇内部构建一个各个节点系统互连的网络体系。而各个子系统有嵌入相应功能的ZigBee节点，各个ZigBee节点都具有一个可以通过传感器网络采集外部环境信息或者发送相应指令给各自连接的设备，从而构建ZigBee节点与各个子系统的信息交互网络体系。与此同时，ZigBee协调器作为一个子网中心，它与各个ZigBee节点进行通信，间接的对各个子系统的监控。
[0029]在办公楼宇系统中，网关处于整个系统的中间层，其主要作用是将上层到最底层的信息进行协议转换处理。但是如果把房间内部的网络系统看作是一个元素，那么在一栋楼宇内将会有众多这样的元素。因此在设计房间内部网络系统的时候，就不应该仅仅将它看作一个单独的元素，而是应该将它看作是整个楼宇系统的一部分。
[0030]办公楼宇网关在功能上要担任一个信息通信的枢纽，整个网关系统如果从分层的角度去设计的话，整个网管系统的功能是通过下层为上层提供服务来实现的。其中驱动程序层处于最底层，其目的是为了给硬件提供更好的运行环境，以达到既定的工作效果。再往上就是操作系统层，完成资源的调配是它的主要目标，从而给系统的所有硬件在资源和任务的协调方面提供更加完美的环境。网络协议层中是通信协议，是对通信双方之间能够进行通信而规定的标准，为了不同主机系统之间进行交互更加方便。而应用层，就是通过解析来自网络层的信息数据实现预定义的功能，完成系统所需的功能设计。而对于网关端的应用层就是实现对不同协议的信息数据的解析并完成相应的信息数据传送功能。
[0031]本申请为基于ZigBee的智能网关，该网关分为三个部分:无线收发模块、MCU模块、网络接口模块。其中，无线收发模块是型号为WLT2408SZ的ZigBee无线通信模块。MCU模块即由STM32F207ZET单片机、多功能μ P监