[发明专利]一种面向智能用电的通信与控制系统

摘要

本发明公开了一种面向智能用电的通信与控制系统，包括核心电路板、家庭智能插座模块和家用电器智能遥控模块；核心电路板以C8051F020单片机为控制核心，完成通信、控制及用户交互功能；家庭智能插座模块通过WIFI模块Ⅰ接收控制命令实现电源通断控制，并由计量模块获得瞬时功率并判断用电设备的运行状况；家用电器智能遥控模块通过WIFI模块Ⅱ接收核心电路板发送的控制命令，并驱动电子开关控制家电遥控器。本发明采用了3G通信技术实现远程传输，采用基于单片机的Web服务器技术实现用户信息交互，采用基于Adhoc架构的无线局域网技术实现控制系统与智能插座和家电遥控设备的信息交换，具有先进性和实用性并易于扩展。

主权项

一种面向智能用电的通信与控制系统，其特征在于：包括核心电路板、家庭智能插座模块和家用电器智能遥控模块；所述核心电路板以C8051F020单片机为控制核心，完成通信、控制及用户交互功能；该核心电路板包括远程通信模块、WIFI通信模块、存储模块、时钟模块、电源模块、智能电表接口和微控制器MCU；所述远程通信模块采用3G远程通信模块，3G远程通信模块通过插座连接C8051F020单片机，对C8051F020单片机的串口1进行扩展，在C8051F020单片机控制下建立网络连接，获取公网IP地址；所述WIFI通信模块通过缓冲器接口与C8051F020单片机串口0连接，以Adhoc方式组成无线局域网实现家庭内部的数据传输，WIFI通信模块由C8051F020单片机控制；所述存储模块由FLASH存储芯片组成，与C8051F020单片机的GPIO口连接形成扩展存储器，通过C8051F020单片机程序进行读写，用于系统数据的存储；所述时钟模块提供时钟脉冲信号作为C8051F020单片机的工作时钟；所述电源模块分别为3G远程通信模块和C8051F020单片机提供电源；所述智能电表接口对C8051F020单片机串口0进行扩展，智能电表接口通过RS232‑485接口转换器与具有RS485总线接口的家用智能电表连接，接收电表的电量、功率信息，用于家用电器的总能耗分析，用电计划制定，并通过3G远程通信模块上传到电力管理信息中心实现远程抄表；所述微控制器MCU由C8051F020单片机承担，并对远程通信模块、WIFI通信模块、存储模块、时钟模块、电源模块和智能电表接口进行控制；所述家庭智能插座模块包括单片机Ⅰ、WIFI模块Ⅰ和计量模块，由核心电路板通过WIFI模块Ⅰ以Adhoc组网方式接收控制命令实现电源通断控制，并由计量模块获得瞬时功率信息判断用电设备的运行状况，实现保护控制，并将信息传输到核心电路板存储，作为用电方案的制定依据；所述单片机Ⅰ由C8051F020单片机承担，通过串口对WIFI模块Ⅰ的控制实现无线局域网的组网，采用ADC接口实现计量模块的信息采集，通过C8051F020单片机的GPIO口控制继电器，实现插座的电源通断控制；所述WIFI模块Ⅰ通过串口与C8051F020单片机连接，接收控制命令实现网络连接，完成信息传输；所述计量模块完成对插座的电压电流取样与滤波，去除干扰，并传输到C8051F020单片机；所述家用电器智能遥控模块包括单片机Ⅱ、WIFI模块Ⅱ和电子开关，单片机Ⅱ通过WIFI模块Ⅱ接收核心电路板发送的控制命令，并驱动电子开关控制家电遥控器，实现对家用电器的启停控制和运行状况设置；所述单片机Ⅱ由C8051F020单片机承担，通过串口对WIFI模块Ⅱ的控制实现无线局域网的组网，通过C8051F020单片机的GPIO口连接电子开关控制遥控器；所述WIFI模块Ⅱ通过串口与C8051F020单片机连接，接收控制命令实现网络连接；所述电子开关的输入端与C8051F020单片机的GPIO口连接，接收C8051F020单片机发出的控制信息，电子开关的输出端连接家电遥控器的键盘引脚，通过对输入信息的译码实现按键的通断。