智能家居能源管理系统技术方案

本实用新型专利技术属于智能用电能效管理领域，具体涉及一种用于智能用电小区的智能家居能源管理系统，该系统包括智能能源管理应用平台服务器、智能管理终端和传感装置，所述智能管理终端接收传感装置所采集的用电设备信息、并通过智能管理终端发送至智能能源管理应用平台服务器进行处理后，由所述智能能源管理应用平台服务器通过智能管理终端向用电设备发出控制命令。该系统具有操作方便、安全可靠、成本低、体积小等优点，能够保护已有用电设备的资金投入，实现向智能家居的平滑过渡和更加主动、智能的家庭能效管理。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Smart home energy management system

The utility model belongs to the field of intelligent electric energy management, specifically relates to a method for Home Furnishing intelligent energy management system in smart power community, the system includes intelligent energy management application platform server, intelligent management terminal and a sensing device, the intelligent management terminal receives the sensing device of electricity collected device information, and processed by intelligent management terminal to intelligent energy management platform application server, by the intelligent energy management application platform server through intelligent management terminal to electrical equipment sends control commands. This system has the advantages of convenient operation, safety and reliability, small size and low cost, can protect the electrical equipment investment has been useful, to achieve a smooth transition to the intelligent Home Furnishing and more active and intelligent home energy management.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于智能用电能效管理领域，具体涉及一种用于智能用电小区的智能家居能源管理系统。
技术介绍
智能用电小区是为了适应分布式电源广泛应用、居民家用电动汽车及储能装置迅猛发展，满足居民客户对供电服务日趋多样的需求，提高家庭用能综合利用效率，综合运用现代信息、通信、计算机、自动控制等先进技术，支持小型光伏发电、风力发电等可再生能源和电动汽车、储能装置接入电网、双向结算和信息发布，实现居民小区能效智能管理、供电安全可靠、服务双向互动，服务国家“三网融合”战略实施，促进资源优化配置、居民用能效率提升，创建低碳、节能、环保、智能的现代居住示范区。随着居民生活水平的提高以及新型家庭用电设备的不断出现，居民家庭中安装了越来越多的家庭用电设备，随之而来的是用电负荷快速增长，电能消耗越来越多，而且很多设备在无人时仍在运转，浪费了一定的电能，设备的能效提高以及不同设备之间的匹配需要科学的管理，用户端的能源管理因此受到了越来越多的关注。对家庭设备进行电能监控和控制是提高能效管理的有效方法。国外学者针对能效管理提出了基于PLC (Power LineCommunication)的家庭能效管理系统，国内也研究了智能插座等装置来进行能耗管理。家庭网络是进行智能监控和控制的基础，选择合适的通信技术将直接影响智能家居的智能化水平。ZigBee作为一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术，在无线数据采集、无线工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制、远程网络控制等多个领域得到了广泛的应用，ZigBee按功能角色可分为协调器、路由器以及终端节点三类，ZigBee技术具有强大的组网能力，可以形成星型、树型和MESH网状网，在低信噪比的环境下具有很强的抗干扰性能，在相同的环境中，ZigBee抗干扰性能远远优于蓝牙和WLAN，通过ZigBee网络实现信息设备、通讯设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、安防装置等设备互联，使智能化、人性化的家居生活变成了现实。虽然各用电设备生产厂家都在积极研发新型智能产品，但阶段成果比较有限且普及率不高，各家庭都还使用传统的用电设备，随着智能家居的发展，用户希望在拥有传统用电设备基础上体验智能家居的生活，所以对传统的家庭进行能效管理具有一定的难度，电力线载波通信受干扰等因素影响较大，另外智能插座等产品的开发只是能效管理的初级阶段，还不能算是真正的智能，只是一种智能化产品，还需要人工进行参与管理，本文将基于ZigBee技术开发一种主动的更加智能化的能效管理系统。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本技术的目的在于提出一种操作方便、安全可靠、成本低、体积小的智能家居能源管理系统。本技术是通过如下技术方案实现的:一种智能家居能源管理系统，其特征在于:该系统包括智能能源管理应用平台服务器、智能管理终端和传感装置，所述智能管理终端接收传感装置所采集的用电设备信息，并通过智能管理终端发送至智能能源管理应用平台服务器进行处理后，由所述智能能源管理应用平台服务器通过智能管理终端向用电设备发出控制命令。进一步地，该系统还包括ZigBee电源开关切换装置，所述智能能源管理应用平台服务器根据电力公司发送的分时电价信息，控制所述ZigBee电源开关切换装置进行用电接入方式的切换。进一步地，所述ZigBee电源开关切换装置包括第一 ZigBee通信模块、第一 AC/DC转换器、第一继电保护器、切换开关、第一电源输入接口和第一电源输出接口 ；所述第一AC/DC转换器将通过第一电源输入接口输入的交流电转换为直流电后为该ZigBee电源开关切换装置供电，所述第一 ZigBee通信模块收到智能管理终端发出的切换命令后，控制切换开关切换用电接入方式；所述第一继电保护器位于切换开关和第一电源输出接口之间。 进一步地，该系统还包括ZigBee转红外装置，所述ZigBee转红外装置将智能管理终端发送的ZigBee控制信号转换为红外控制信号。进一步地，所述ZigBee转红外装置包括第二 ZigBee通信模块、红外控制器、发光功率放大器、红外发射器和第一稳压电源，通过所述第二 ZigBee通信模块完成与智能管理终端之间的通信，所述红外控制器将ZigBee信号转换为红外信号，所述发光功率放大器将转换后的红外信号进行功率放大，所述红外发射器将功率放大后的红外信号发送至用电设备；所述第一稳压电源为ZigBee转红外装置提供稳定的工作电源。进一步地，所述智能能源管理应用平台服务器可以包括顺次连接的情景感知服务器、信息融合服务器、专家知识库服务器、预测推理服务器、判定决策服务器、情景重配置服务器和能效管理服务器。进一步地，所述智能管理终端可以包括第二稳压电源、通信模块、安全控制服务器、中央处理器以及与中央处理器相连接的协议转换器、存储器、显示器、自检芯片、复位芯片和电力质量测量芯片，所述第二稳压电源为智能管理终端供电，所述安全控制服务器分别与通信模块和协议转换器相连接。进一步地，所述通信模块可以包括光接口、LAN接口、WiFi接口和ZigBee接口。进一步地，所述传感装置可以包括ZigBee电源适配器和分布式ZigBee感知装置。进一步地，所述ZigBee电源适配器可以包括第三ZigBee通信模块、第二 AC/DC转换器、第二继电保护器、检测芯片、计量芯片、第二电源输入接口和第二电源输出接口 ；所述第二 AC/DC转换器将通过第二电源输入接口输入的交流电转换为直流电后为该ZigBee电源适配器供电；所述检测芯片和计量芯片对用电设备的功率进行检测和统计后，通过所述第三ZigBee通信模块传至智能管理终端；所述第二继电保护器位于第二电源输入接口和第二电源输出接口之间。进一步地，所述分布式ZigBee感知装置可以包括感知模块、信号放大器、模数转换器、第四ZigBee通信模块和第三稳压电源，所述感知模块将所采集的用电设备信息送至信号放大器进行放大，并通过模数转换器将放大后的模拟信息转换为数字信息后通过第四ZigBee通信模块传至智能管理终端；所述第三稳压电源为该分布式ZigBee感知装置提供稳定的电源。本技术的有益效果在于:(I)实现更加主动、智能的家庭能效管理本技术提出了一种智能能源管理系统，该系统利用家庭内部分布的各类传感装置能够主动对家庭用电环境进行感知，通过信息采集、融合处理以及经验学习手段，结合供电公司阶梯电价信息，能够自动做出节能优化方案，通过智能管理终端控制用能设备实现家庭用能设备管理和入户电源接入切换，有效提高能效管理水平、降低用户电费支出。(2)感知、控制装置低配置、硬件少、成本低、体积小本技术对各类感知、控制装置进行低配置、硬件少的设计，这样就有利于降低成本且体积较小易于安装，将数据处理部分通过家庭网络交予应用平台进行处理，充分利用应用平台硬件资源。(3)充分利用ZigBee网络技术本技术采用ZigBee的家庭内部组网方式实现能效管理，保证数据传输质量、提高传输抗干扰能力、减少布线复杂度、降低家庭组网成本。(4)保护已有用电设备资金投入，实现向智能家居平滑过渡本技术通过利用ZigBee电源适配器、ZigBee转红外装置等实现对传统用电设备的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能家居能源管理系统，其特征在于：该系统包括智能能源管理应用平台服务器、智能管理终端和传感装置，所述智能管理终端接收传感装置所采集的用电设备信息、并发送至智能能源管理应用平台服务器进行处理后，由所述智能能源管理应用平台服务器通过智能管理终端向用电设备发出控制命令。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志勇，宋卫峰，冯海燕，姚继明，张浩，蔡万升，张立武，李炳林，梁云，郭经红，
申请(专利权)人：山西省电力公司太原供电分公司，中国电力科学研究院，国网电力科学研究院，国家电网公司，
类型：实用新型
国别省市：