[发明专利]一种基于物联网技术的智能家居电力管理系统在审
申请号: | 201710726956.3 | 申请日: | 2017-08-23 |
公开(公告)号: | CN107632579A | 公开(公告)日: | 2018-01-26 |
发明(设计)人: | 强俊;卢桂馥;修宇;汪婧;蒋华同;刘佳琪 | 申请(专利权)人: | 安徽工程大学 |
主分类号: | G05B19/418 | 分类号: | G05B19/418;G05B15/02 |
代理公司: | 北京风雅颂专利代理有限公司11403 | 代理人: | 杨红梅 |
地址: | 241000 安*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 联网 技术 智能家居 电力 管理 系统 | ||
技术领域
本发明涉及智能家居系统领域,具体为一种基于物联网技术的智能家居电力管理系统。
背景技术
物联网是一次技术的革命,它揭示了计算和通信的未来,是新一代信息技术的重要组成部分,通俗地讲即物物相连的互联网,以互联网为核心和基础扩展的网络,用户端扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网是互联网的应用拓展,发展核心是应用创新,而电能管理系统是属于物联网的一种典型应用。本系统具有良好的延伸扩展能力,除了能源管理外,对于其他的智能设备,系统会自动加入到网络中,并实时更新路由信息。系统中除电池供电的休眠节点外,非休眠节点都具有路由功能,是一个可靠强大的智能传感网络。
智能家居是以住宅为平台,利用网络通信技术、自动控制技术及音视频技术将家居生活有关的设施集成,从而构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性,并实现环保节能的居住环境。在现有的智能家居系统中,最为关键基础的是电力系统,如何对电力系统实现安全高效地控制,是保证智能家居系统稳定工作的重要指标,但是在现有的智能家居系统中,大都需要重新布线设置,且由于电磁感应效应,一般的无线传输技术会受到电流磁场的影响,导致信号传输稳定性差,进而导致管理系统效率低下。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种基于物联网技术的智能家居电力管理系统,包括智能插座和智能管理终端,所述智能插座的插头连接至家庭交流电网,插孔用于连接各个用电器并且进行供电操作,智能管理终端用于安装在各个房间内部与智能插座进行无线数据传输;
所述智能插座包括插座外壳,所述插座外壳采用绝缘塑料制成,插座外壳的上方镶嵌有插孔面板,内部固定安装有电路板,电路板上焊接有电量采集模块,所述电量采集模块的采样端串联在电器用电电路中,电量采集模块的输出端连接有电力载波发射模块,所述电力载波发射模块向智能管理终端发送电力数据,电力载波收发模块的还连接有电力执行控制模块;
所述智能管理终端包括核心处理器,所述核心处理器的数据输入端连接有收发天线,所述收发天线固定插接在智能管理终端的上表面,收发天线的内部通过导电连接有调制解调器,所述调制解调器连接至核心处理器,所述核心处理器的以太网控制端口还连接有4G通信模块。
作为本发明一种有选的技术方案,所述电量采集模块包括电压传感器、电流传感器、温度传感器和定时器,所述电压传感器并联在电路两端,电流传感器串联在电路中,电压传感器、电流传感器、温度传感器输出模拟电信号至模数转换器,所述模数转换器和定时器输出连接至电力载波发射模块。
作为本发明一种有选的技术方案,所述电力载波发射模块包括基于正交频分复用OFDM技术的集成BWP08型号电力载波芯片,电力载波芯片内置有SPI接口,通过总线连接有MCU控制器。
作为本发明一种有选的技术方案,所述MCU控制器采用STC12C5A60S2系列芯片,MCU控制器的数据采集端口连接至模数转换器输出端,计数端口连接至定时器输出端,电流输出端口连接至电力执行控制模块。
作为本发明一种有选的技术方案,所述电力执行控制模块包括功率调节器和固态继电器,所述固态继电器串联在功率调节器与电源输入端之间,功率调节器连接至插座端口,功率调节器与插座端口之间还连接有自恢复保险丝。
作为本发明一种有选的技术方案,所述核心处理器采用FPGA控制器级联ARM处理器组成,所述FPGA控制器接收来自调制解调器的并行数据,连接串并转换接口输出串行数据至ARM处理器。
作为本发明一种有选的技术方案,所述调制解调器采用新型电网载波数字脉冲信号传输调制/解调集成电路SST8803级联数字信号编码及译码兼容器件UM3758-108A组成。
作为本发明一种有选的技术方案,所述4G通信模块采用基于LTE协议的CH-D3G7M5工业级无线DTU模块,模块预留有RS232/RS485/TTL接口,通过总线与ARM处理器的RS232接口相连接。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明通过设置智能插座,将电量采集模块、电力载波发射模块、电力执行控制模块均集成在插座内部,直接对用电器的供电电路进行检测,并且实现采集参数传输和反馈调控的过程,节省空间且便于安装,无需外接布线,降低成本;
(2)本发明通过设置电力载波发射模块,以MCU控制器驱动电力载波芯片进行信号发射,体积小、通讯可靠、通讯频点可调、功能可定制,适合智能家居领域应用,更加稳定快捷;
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