[发明专利]照明灯具用电量采集及无线控制装置

说明书

技术领域

    本发明涉及一种智能用电技术，特别涉及一种照明灯具用电量采集及无线控制装置。

背景技术

近年来随着智能用电技术的发展，家庭能源管理系统（HEMS：Home Energy Management System）得到广泛的关注，HEMS能够监测家庭用电设备的能源使用情况，优化家庭能源消耗结构，实现家庭节能。要实现HEMS的功能，必须采集家庭各负荷的用电信息，并且建立双向互动平台，互动平台不仅可以获得电力市场的实时电价并且可以根据相应的能效管理策略对家庭负荷进行开关操作等，因此用户用电信息采集系统的建设和双向互动平台是构建HEMS系统不可缺少的两个内容。

智能用电环节及家庭能效管理系统中强调用户的参与，鼓励电网和用户之间的双向互动。要构建双向互动的需求响应，电力部门需要采集用户侧的电能消耗情况与各电器设备的详细用电信息，根据这些用电信息进行负荷预测，制定电价以及用电策略并反馈给用户。同时用户可以看到电器的用电信息能够对自己电器的电能消费情况有一个更加直观、量化的了解，这就从侧面激励用户去更加合理的使用电能。

在用户信息采集系统和双向互动平台中，用户的各个用电器的电量采集和控制成为关键的问题，对于居民负荷，各类电器（除了已安装的灯具）都是通过插头插入到插座上的，他们的用电信息的采集和控制可以通过智能插座完成。但是家庭的灯具，其电线已经植入到墙体内，而且所有的走线都不可见，对于灯具的用电信息的采集和控制难度非常大。考虑到安全，美观等因素，将灯的走线从墙体内挖出来接上采集控制装置是不可行的，从灯的总控制板上安装设备虽然可以实现，但用户自己安装是不安全的，只能找专业的电工技术人员才可以实现安装，这会带来不便和费用上的增加。因此照明灯具的采集控制装置设计遇到了很大的障碍。

要实现优化家庭能源消耗结构和家庭节能，灯具的用电信息是必不可少的，因此灯具的用电信息采集控制装置及控制系统是必不可少的。

发明内容

本发明是针对照明灯具电量采集装置安装的不便及现有的采集装置不具有控制灯具开关功能的问题，提出了一种照明灯具用电量采集及无线控制装置，为一简单、方便的接入系统，该装置可以避免打开灯线控制面板带来的不安全因素和拨开墙体安装装置带来的美观破坏影响。可以将测量的数据通过无线传输到无线控制平台，并且接受控制平台的指令进行开关操作。不仅可以方便用户，实现灯具的无线控制，对于家庭待装修的用户，还可以避免安装开关而使用大量电线，经济节约，对于灯具的用电信息有直观的认识；对于家庭已装修的用户本装置可以使用户方便的进行电灯的开关操作，无需到开关旁进行操作，方便，人性化。

本发明的技术方案为：一种照明灯具用电量采集及无线控制装置，置于电源与照明灯具之间，由电源模块、实时时钟电路、无线通讯模块、电量测量模块、微处理器模块、灯具接头、过载保护模块、开关电路、调光电路和灯具接头模块组成，电源模块与实时时钟电路、无线通讯模块、电量测量模块、微处理器模块连接，提供电能；微处理器模块与通讯模块、电量测量模块、开关电路，调光电路连接，控制它们协调运行，灯具接头一头接市电，另一头接过载保护模块，过载保护模块输出端接电量测量模块和开关电路，调光电路输出通过灯具接头模块接灯具。

所述无线通讯模块采用ZigBee收发芯片CC2430，通过4线的SPI接口与微处理器模块连接，以ZigBee无线通讯进行双向通讯，上报灯具电量信息及接受控制指令，无线通讯方式除了采用zigbee通讯方式外还可以采用wifi无线通讯方式。

所述电量测量模块包括电压和电流采集电路，电压和电流采集电路采集的电压和电流信号经过A/D转换成数字信号送入微处理器模块。

所述电量测量模块可选用AD采样电路或电能测量芯片。

所述微处理器模块可采用DSP单片机、PIC单片机作为微处理器。

所述过载保护电路可选保险管，当灯具发生短路或过载严重时可以快速断电。

所示开关电路与微处理器模块的I/O口连接，采用线圈侧电压为5V的继电器进行通断电控制，用三极管S8050驱动继电器。

所述调光电路与微处理器模块的I/O口连接，微处理器模块根据通过无线通讯模块接收来自交互终端传输过来的指令调节流过灯具电流的大小。

所述灯具接头模块为根据所接通用灯具设计出的安全接入端子。