专利名称：基于智能电网高级测量体系的居室节能系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于智能电网高级测量体系的居室节能系统。
背景技术：
具有灵活、清洁、安全、经济、友好等性能的智能电网目前被视为未来电网的发展 方向，它以充分满足用户的电力需求为前提，实现可靠、清洁、互动的电力供应和增值服务。 对于普通用户来说，智能电网的功能并不局限于供给能源，更重要的是通过其重要组成部 分——高级测量体系(AMI)，用户可以实现与电网的信息双向互联。家居用电作为智能电网用电的重要环节，其节能控制不仅指在产品材料上的节 能，更重要的是实现系统管理上的节能，即通过家居节能控制去转变和改善人们的生活方 式，从而在日常生活中实现“绿色节能”。但目前尚缺乏一种有效的系统将上述技术进行融 合，从而实现最大程度的节能。
实用新型内容本实用新型的目的就是为解决上述问题，提供一种结构简单，使用方便，可有效节 约电能的基于智能电网高级测量体系的居室节能系统。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种基于智能电网高级测量体系的居室节能系统，它包括AiObox控制台，AMIbox 控制台分别与智能电表、上位控制计算机、家电控制模块以及用户感知模块连接，智能电表 则通过AMI通信网络与供电公司服务器连接。所述AiObox控制台包括AiObox芯片，它与电源模块和晶振时钟模块连接，同时还 与显示装置和数据库连接；AMrtox芯片还与用户感知模块连接。所述AiObox芯片通过RS485总线与智能电表和家电控制模块连接。所述家电控制模块包括单片机，单片机与电源模块连接，同时单片机还与RS485 接口模块以及继电器装置连接，继电器装置与家电开关连接。所述用户感知模块包括蓝牙感知器，它与蓝牙适配器配合，蓝牙适配器则与 AMIbox芯片连接。本实用新型通过对居民用电节能机制的探索，提出了一套基于AMI的居室节能模 型。该模型运用专家系统制定节能控制方案，通过蓝牙通信、嵌入式系统等技术实现家电节 能控制。在满足用户用电需求的前提下，最大程度地降低居室用电量，实现资源的优化配置。本实用新型采用树形结构，以控制台即ΑΜΠχ)χ芯片作为整个系统的核心部分。控 制台通过RS-485总线与下设的蓝牙感知模块、家电控制模块、智能电表等进行数据交换。 AMrtox芯片内嵌数据库——用户信息库和家电信息库，用以保存各种必要的状态信息； AMIbox芯片接口连接IXD与触摸屏完成人机交互功能；电源模块与晶振时钟为AMrtox芯 片工作提供必要的支持。[0013]家电控制模块主要用于精确执行控制台下达的控制命令；蓝牙感知模块可以判断 用户活动范围；智能电表通过AMI的通信网络与供电公司服务器连接，及时发布用电信息 并监控各家电的运行状况。除此之外，模型还设置了远程控制模块，用户通过hternet可 以进行远程遥控。本实用新型主要从两个方面来实现居室的节能降耗。a、减少无谓能源消耗。节能模型可通过蓝牙感知模块准确捕捉用户位置，AMIbox 芯片在确定用户离开某房间超过一定时间后，自动发出命令至家电控制模块，将该房间的 温控装置关停，无需用户手动控制。b、依据电价负荷整形。针对供电公司分时电价的政策，节能模型可根据电价的走 向及时调整家电运行。AMrtox芯片从智能电表处获取电价、峰谷时间段等用电信息，结合家 电信息库中实时存储的当前家电使用状况、消耗功率来制定节能方案，在用户允许的条件 下尽可能多的将高峰用电负荷转移至低谷时段。本实用新型采用专家系统来实现AMrtox芯片功能。AMrtox芯片需根据因果关系 将家电所能产生的事件组织起来，而后依据学习到的规则主动对受控家电发出控制信息。 当触发某一事件，专家系统通过智能电表、蓝牙模块等获取诸如用电状态、环境变化等一系 列数据，而后对所得信息进行整合、处理与判断，使之产生相关度事件。按照事先约定的规 则判断哪些设备参与协作，并最终通过家电控制模块实现受控终端的执行。本实用新型的有益效果是将专家系统、蓝牙通讯和嵌入式等一系列技术融入智 能家居节能控制当中。系统在用户正常需求和能源节约、环境保护之间寻找到一个平衡点， 使系统既能满足用户的正常用电需要，又可以通过智能方式对用户用电进行引导督促，减 少不必要的能源浪费，实现真正的低碳生活。
图1为本实用新型的结构示意图。其中，1. ΑΜΠχ)χ控制台，2.智能电表，3.路由器，4.家电控制模块，5.用户感 知模块，6.上位控制计算机，7.供电公司服务器，8. AMrtox芯片，9.电源模块，10.晶振 时钟模块，11.显示装置，12.数据库，13. RS485总线，14.单片机，15. RS485接口模块， 16.继电器装置，17.蓝牙感知器，18.蓝牙适配器。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。图1中，它包括AiObox控制台Ι,ΑΜΛοχ控制台1分别与智能电表2、路由器3、家 电控制模块4以及用户感知模块5连接，路由器3通过网络与上位控制计算机6连接，智能 电表2则通过AMI通信网络与供电公司服务器7连接。AMIbox控制台1还可通过无线通信网络，例如GPRS或⑶MA或3G网络与上位控制 计算机6通信。所述AiObox控制台1包括AiObox芯片8，它与电源模块9和晶振时钟模块10连 接，同时还与显示装置11和数据库连接；AMIbox芯片8还与用户感知模块5连接。所述 AMIbox芯片8通过RS485总线13与智能电表2和家电控制模块4连接。[0025]AMIbox芯片8为整个系统的管理与控制中心，必须满足体积小、可靠性高、功耗 低、安全性好以及系统升级方便等特点，因此选用目前嵌入式处理中最流行的ARM技术。 S3C44B0X是三星公司推出的16/32位RISC微处理器，它是为应用于小型掌上设备和高性价 比、低功耗、高性能的嵌入式系统应用而提供的微控制解决方案，具有强大的功能和较高的 性价比。S3C44B0X提供丰富的内置部件，包括8kb cache、内部SRAM、LCD控制器、2通道 UART、4通道DMA、系统管理器(片选逻辑)、代用PWM功能的5通道定制器、I/O端口、RTC、8 通道10位ADC、同步SIO接口和PLL倍频器。S3C44B0X采用ARM7TDMI内核，0. 25um工艺 的CMOS标准和存储编译器。它的低功耗精简和出色的全静态设计特别适用于家居设计这 种对成本敏感的应用。所述家电控制模块4包括单片机14，单片机14与电源模块9连接，同时单片机14 还与RS485接口模块15以及继电器装置16连接，继电器装置16与家电开关连接。家电控制模块4是保证模型功能得以实现的重要部分。该模块必须准确响应 AMrtox芯片通过RS-485总线传输的控制命令，并及时作出控制相应电器的反应。常用家 电的共同特点是继电器控制，在家电的控制板上将功能继电器相应的控制线与模块MCU连 接，通过RS-485总线接口就可以方便地进行终端控制。使用7 bit输入/输出的达林顿管芯片MC1413驱动继电器，来控制相关的开关 量。如对洗衣机、电饭煲等电器来说，开启或关闭控制都是按键的开关量，当要对某家电进 行控制时，只需向指定的端口写入0或是1，然后再由家电控制接口通过RS-485总线控制相 应电器即可。所述用户感知模5块包括蓝牙感知器17，它与蓝牙适配器18配合，蓝牙适配器18 则与AMrtox芯片8连接。用户感知模5的主要功能就是让系统自动感知用户位置，实现系 统透明式管理。蓝牙技术是一种统一的开放性全球短距离无线通信协议标准，它有着低成本、短 距离无线连接的优势，使用方便、可靠性高，能与多种固定或移动设备建立无线连接。蓝牙 适配器与主机并称为蓝牙接入点，接入点的功能需AMrtox芯片8与蓝牙适配器18共同完 成。蓝牙感知器17安装在门卡或用户随身携带的如手表等物件上。当佩戴蓝牙感知器17 的用户进入感知区域，蓝牙适配器18迅速查询到该设备，并建立连接将信息反馈至AMrtox 芯片8。当用户离开该区域，蓝牙感知器17与蓝牙适配器18无法进行数据交换，则蓝牙链 路断开使适配器确定用户离开。在硬件选择上，蓝牙感知器17与蓝牙适配器18均选用爱立信公司的蓝牙模块 101008。该模块是一款适合短距离无线通信的射频/系带模块，集成度高、功耗小、完全兼 容蓝牙协议version 1. 1，可以嵌入任何需要蓝牙功能的设备中，具有较高的性价比。
权利要求1.一种基于智能电网高级测量体系的居室节能系统，其特征是，它包括AMrt0x控制 台，AMrtox控制台分别与智能电表、上位控制计算机、家电控制模块以及用户感知模块连 接，智能电表则通过AMI通信网络与供电公司服务器连接。
2.如权利要求1所述的基于智能电网高级测量体系的居室节能系统，其特征是，所述 AMIbox控制台包括AMrtox芯片，它与电源模块和晶振时钟模块连接，同时还与显示装置和 数据库连接；AMrtox芯片还与用户感知模块连接。
3.如权利要求2所述的基于智能电网高级测量体系的居室节能系统，其特征是，所述 AMIbox芯片通过RS485总线与智能电表和家电控制模块连接。
4.如权利要求1或3所述的基于智能电网高级测量体系的居室节能系统，其特征是，所 述家电控制模块包括单片机，单片机与电源模块连接，同时单片机还与RS485接口模块以 及继电器装置连接，继电器装置与家电开关连接。
5.如权利要求1或2所述的基于智能电网高级测量体系的居室节能系统，其特征是， 所述用户感知模块包括蓝牙感知器，它与蓝牙适配器配合，蓝牙适配器则与ΑΜΠχ)χ芯片连 接。
专利摘要本实用新型涉及一种结构简单，使用方便，可有效节约电能的基于智能电网高级测量体系的居室节能系统。它包括AMIbox控制台，AMIbox控制台分别与智能电表、上位控制计算机、家电控制模块以及用户感知模块连接，智能电表则通过AMI通信网络与供电公司服务器连接。
文档编号G05B19/418GK201926914SQ20102068906
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者孙莹, 李可军, 臧旋, 随慧斌 申请人:山东大学