一种综合性用电测量与控制管理终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于用电安全与节能技术领域，尤其是一种综合性用电测量与控制管理终端。
【背景技术】
[0002]为适应未来经济社会发展的需要，全面支持清洁能源和低碳经济发展，满足智能电网下智能用电对技术先进、经济高效、服务多样、灵活互动和友好开放的要求，构建电网与用户能量流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系已成为当今时代的一种主流。我国大型建筑年电力消耗总量占全国总消耗量的1 %，能源费用超过800亿元，主要包括政府机关、企事业单位、商业写字楼等大型建筑，大部分大型建筑的全年用电量在100KWH以上，其中空调用电在45-50%;用户室内用电35-40%;公用电费支出10-15%。
[0003]大型建筑内的用电设备数量与种类众多，主要用电设备有:照明(节能灯、日光灯等)，空调(柜式和中央空调)、办公设备、电脑、三相电机(风机和水栗)、电加热负载和其它混合负载等。目前市场上能源管理设备大多针对某一用电设备，进行控制和计量，可面对种类繁多的用电设备，要想集中管理整个大楼的用电情况，则需要多个硬件产品分别进行控制计量，且每个硬件产品接口协议不完全统一，不仅浪费成本，而且不便于管理。综合能源管理系统大多采用能耗分类分项，各下属分支机构具有多条支路计量，没有集中友好的用户界面，方便用户查询。而综合能源管理终端可以作为能源管理系统的交互门户，把建筑内所有涉及到的用电设备进行统一管理，而且考虑到北方供热能耗的情况，本发明还集成了热能控制管理终端，使得对能源的管理更加统一完善，得到更好的用户体验。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种综合性用电测量与控制管理终端，针对建筑内所有用电设备的综合能源管理，消除不合理用能，方便综合能源管理系统组网，并对监测到的数据进行分析处理，达到节能减耗提高经济效益的目标。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]—种综合性用电测量与控制管理终端，包括微控制单元，以及分别与所述微控制单元连接的光照度采集模块、人体感应模块、电量采集模块、数据存储模块、实时时钟模块、Lonworks智能收发器、RS485通讯接口、人机交互界面平台，所述微控制单元选用STM32F103VCT6单片机，其支持通用1/0、16位通用定时器、3?1、12(:、1^1?1'，包含1281(大容量?1^3!1存贮器、RTC实时时钟，所述人机交互界面平台通过所述RS485通讯接口与所述单片机的UART端口连接，所述单片机的通用I/O连接照明监控模块、中央空调末端模块、智能插座模块、集中供热模块和分体空调模块。
[0007]作为优选，所述Lonworks智能收发器包括FT5000双绞线智能收发器，所述FT5000双绞线智能收发器通过所述UART通信接口与所述微控制单元进行通信。
[0008]作为优选，所述FT5000双绞线智能收发器中集成一个高性能的Neuron核和一个自由拓扑双绞线收发器，FT5000双绞线智能收发器由三个分别管理物理介质访问控制层、网络层和用户应用层的独立8位逻辑处理器组成。
[0009]作为优选，还包括电源单元，所述电源单元采用LD05-10B12模块电源，可提供DC5V和DC12V。
[0010]作为优选，所述电源单元还包括电池，所述电池用于掉电后为所述微控制单元供电。
[0011]作为优选，所述数据存储电路采用非易失性的铁电存储器。
[0012]作为优选，所述实时时钟模块采用RX8025T实时时钟芯片。
[0013]作为优选，所述电量采集模块选用ATT7053A单相多功能计量芯片。
[0014]作为优选，所述RS485通讯接口为串行总线。
[0015]作为优选，所述人机交互界面平台内置Iinux系统为基础的Qt应用程序。
[0016]本发明实施例的有益效果是:本申请提供了包括远程控制、群组控制、定时控制、中央空调根据温度自动控制，风速控制、水阀控制，根据降耗指标自动进行调温控制等多种灵活的节能控制模式;分体空调依据设定的环境温度阀值、时段或远程命令进行自动送电或断电控制，依据设定的温度调节限进行温度设置控制，根据设定的温度控制室外机的待机与运行；照明监控更是能够主动检测室内人员活动、环境光强度等，智能开启、关闭光源；可通过远程管理，定时、定量控制室内光源;能够有效改变长明灯等浪费现象，节约电能；智能插座可以根据用户需要连接用电设备，达到全面控制建筑内所有用电设备的目的；集中供热监控能够显示通断阀门状态、通信状态、阀门累积开启时间、可以根据室内面积计算出分摊热量，并且可以设置定时和休息时间灵活控制阀门，避免热能的浪费。本发明采用Lonworks通讯协议，具备开放性、互操作性、高可靠性等突出优点，方便组网。
[0017]本发明能准确的监测建筑内各用电设备用能情况，便于用能情况的统计分析和用能计费，具备多种节能控制模式并可方便设置，为综合能源管理系统实施灵活的控制策略提供依据，达到合理用能、降低能耗的效果;在用电高峰期可通过系统下发降耗指标，温控器自动调整设置温度，达到降耗的目的，如夏季将制冷24度调整到制冷26度，功耗将降低三分之一。可广泛应用于建筑的空调，照明等用电设备的节能系统中。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本发明电力监控装置的结构原理框图；
[°02°]图2为是Lonworks智能收器的结构原理框图；
[0021]图3a为模块电源的电路原理图；
[0022]图3b为电源单元的电压转换电路原理图；
[0023]图3c为电源单元的电压稳压电路原理图；
[0024]图4a为实时时钟电路原理图；
[0025]图4b为数据存储电路原理图；
[0026]图5为继电器控制模块电路原理图；
[0027]图6为电能计量模块电路原理图；
[0028]图7为测温电路原理图；
[0029]图8为RS485通讯接口电路原理图。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]如图1所示，一种综合性用电测量与控制管理终端，包括微控制单元，以及分别与微控制单元连接的光照度采集模块、人体感应模块、电量采集模块、数据存储模块、实时时钟模块、Lonworks智能收发茉莉、RS485通讯接口、人机交互界面平台，微控制单元选用STM32F103VCT6单片机，其支持通用1/0、16位通用定时器、3?1、12(:、1^1?1'，包含1281(大容量FLASH存贮器、RTC实时时钟，人机交互界面平台通过RS485通讯接口与单片机的UART端口连接，单片机的通用I/O连接照明监控模块、中央空调末端模块、智能插座模块、集中供热模块和分体空调t旲块。
[0032]如图2所示，Lonworks智能收发器包括FT5000双绞线智能收发器，FT5000双绞线智能收发器通过所述UART通信接口与所述微控制单元进行通信，FT5000双绞线智能收发器中集成一个高性能的Neuron核和一个自由拓扑双绞线收发器，FT5000双绞线智能收发器由三个分别管理物理介质访问控制层、网络层和用户应用层的独立8位逻辑处理器组成。这些被称为介质访问控制(MAC)处理器、网络(NET)处理器和应用(APP)处理器。采用Lonworks通讯协议，具备开放性、互操作性、高可靠性。
[0033]如图3a、3b、3c所示，电源单元采用LD05-10B12模块电源，该模块电源是一种既简单又稳定可靠的电源，交直流电源通用，AC220V电源经过LD05-10B12后输出隔离的DC12V电源，0(:12￥再经降压转换器1112575转换成005￥(￥(:0，005￥再经稳压芯片3?11117稳压成3.3V，主要用于单片机及其外围电路(数字电路部分)；12V用于继电器控制电源，人体感应模块信号转换芯片，光照度采集模块供电；DC5V用于4RS485通讯接口供电与人机交互界面平台通信，以及为Lonworks智能收发器供电。
[0034]如图4a、4b所示，实时时钟模块选用具有I2C接口的RX8025T实时时钟芯片，该时钟IC具有年、月、日、时、分、秒、星期数据寄存器，体积非常小，占用PCB面积少，内置32.768kHz晶振;工作电压在1.7V?5.5V之间，装置正常供电时，由电源单元产生的3.3V电源供电，当无供电电源时由BTl扭扣电池给时钟芯片持续供电。数据存储模块选用FM24CL16的铁电存储芯片，用于存放电能信息，红外解码信息，及其他重要的数据。
[0035]如图5所示，继电器控制模块采用DC12V作为继电器驱动电源，通过三极管扩流驱动继电器，采取了阻容滤波抗干扰措施。
[0036]如图6所示，电量采集模块选用单相多功能计量芯片ATT7053A，ATT7053A为钜泉光电推出的符合国网要求的单相计量芯片。ATT7053A是一颗带SPI接口的单项计量芯片，工作电压范围3.0V-