CN102917519A - 照明灯具用电量采集及无线控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及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，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，灯具接头与市电连接，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。装置外观小巧，安装简单方便，可以无线传输数据和进行无线控制，与互动终端进行双向通讯，对于还没有装修的用户可以省去开关布线所需的大量开关电线。灵巧的解决了灯具测量装置接入困难的问题。且开关操作更方便灵活。
Description
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。
本发明的有益效果在于：本发明照明灯具用电量采集及无线控制装置，外观小巧，安装简单方便，可以无线传输数据和进行无线控制，与互动终端进行双向通讯，对于还没有装修的用户可以省去开关布线所需的大量开关电线。灵巧的解决了灯具测量装置接入困难的问题。且开关操作更方便灵活。
附图说明
图1为本发明照明灯具用电量采集及无线控制装置结构示意图；
图2为传统照明灯具的接线方式图；
图3为本发明照明灯具用电量采集及无线控制装置接入方式示意图；
图4为本发明照明灯具用电量采集及无线控制装置使用方式图。
具体实施方式
如1所示照明灯具用电量采集及无线控制装置结构示意图，智能控制器的内部结构由电源模块1、实时时钟电路2、无线通讯模块3、电量测量模块4、微处理器模块5、灯具接头6、过载保护模块7、开关电路8、调光电路9和灯具接头模块10组成。电源模块1与实时时钟电路2、无线通讯模块3、电量测量模块4、微处理器模块5连接，提供电能；微处理器模块5与通讯模块3、电量测量模块4、开关电路8，调光电路9连接，控制它们协调运行；灯具接头6与市电连接，过载保护模块7作为照明灯具的快速保护模块，串接与电路当中，过载保护模块7两端分别接灯具接头6和开关电路8，调光电路9串接在开关电路8与灯具接头模块10电路当中，根据微处理器的信号对电路中的电流进行调节，控制流过灯具电流的大小，起到调节灯具明暗的效果，灯具接头模块10为根据各个通用灯具设计出的安全接入端子。
电源模块1为采集装置的各模块提供电源，由采集装置的灯具接头6电源接线引入220V电压，通过小型变压器降压，再通过整流转化成直流，为各相应模块提供电源。
采集装置设有无线通讯模块3，其采用专业ZigBee收发芯片CC2430，外围电路包括晶振时钟电路、射频输入/输出匹配电路和微控制器接口电路三个部分，通过4线的SPI接口（引脚SO，SI，CSn和SCLK）与微处理器模块5连接，CC2430符合IEEE802.15.4标准，它的工作频率为2.405-2.480GHz,数据传输速率为250kbit/s,采用O-QPSK调试方式，芯片采用可编程功率输出模式，发送功率0-4dBm,接受灵敏度-92dBm,传输距离可200m。以ZigBee无线通讯实现灯具设备的组网，与控制系统进行双向通讯，上报灯具电量信息及接受控制指令。无线通讯模块3除采用Zigbee外还可以采用wifi等无线通讯方式。
电量测量模块4包括电压采集电路A、电流采集电路B。电压采集电路采用分压原理，电力线220V电压信号经过分压电阻和滤波器，变换为直流电压信号，由A/D转换成数字信号。电流信号经电流互感器CT转换为电压信号，经滤波器由A/D转换成数字信号。通过采集的电压电流信号计算出功率，功率因数，也可以求出谐波等其他参数。电量测量模块4可采用AD采样电路外还可以采用电能测量芯片。
微控制器模块中采用DSP单片机作为微处理器。
过载保护模块7作为电灯的保护模块，还可以扩展温度，烟雾报警等功能。
开关电路8与微处理器模块5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。
调光电路9与微处理器模块5的I/O口连接，微处理器模块5根据通过无线通讯模块3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来达到调节灯具明暗的效果。
灯具接头接入方式有多中，传统的灯具形式如图2所示；针对于传统的灯具形式本发明专利的灯具接头设计形式如图3所示，20为照明灯具用电量采集及无线控制系统，对于螺旋式的灯具采用标准的螺旋式灯座，间接接入到灯具的电路中；对于荧光灯灯具，本发明专利设计了一小巧的饼型接线端子21，如图3所示，本接线端子小巧灵活，易于植入到荧光灯电路中。本发明专利还针对未装修家庭设计了相应的接入方式，如图4所示使用方式图，直接设计成单个灯座样式或多组灯座样式，或者接线引入方式，这样的方式虽然用户不能自行安装，但是在装修时让装修工人进行安装，同传统的接线方式本装置不仅可以节省原有的开关引线、不影响灯具的美观而且还可以将灯具等负荷纳入到能效管理系统当中，更有效的实现优化家庭能源消耗结构和家庭节能。
控制终端可以是遥控器形式也可以使基于互动终端(上位机)安装组态软件，在组态软件中建立智能用电组态工程，这样可以实时显示灯具的用电曲线；根据实时电价与家庭能效管理策略对灯具进行相应的控制；依据个人习惯对灯具进行定时开关，调节明暗等操作。
Claims (9)
1.一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，其特征在于，由电源模块（1）、实时时钟电路（2）、无线通讯模块（3）、电量测量模块（4）、微处理器模块（5）、灯具接头（6）、过载保护模块（7）、开关电路（8）、调光电路（9）和灯具接头模块（10）组成，电源模块（1）与实时时钟电路（2）、无线通讯模块（3）、电量测量模块（4）、微处理器模块（5）连接，提供电能；微处理器模块（5）与通讯模块（3）、电量测量模块（4）、开关电路（8），调光电路（9）连接，控制它们协调运行，灯具接头（6）一头接市电，另一头接过载保护模块（7），过载保护模块（7）输出端接电量测量模块（4）和开关电路（8），调光电路（9）输出通过灯具接头模块（10）接灯具。
2.根据权利要求1所述照明灯具用电量采集及无线控制装置，其特征在于，所述无线通讯模块（3）采用ZigBee收发芯片CC2430，通过4线的SPI接口与微处理器模块（5）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。
3.根据权利要求1所述照明灯具用电量采集及无线控制装置，其特征在于，所述电量测量模块（4）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（5）。
4.根据权利要求1所述照明灯具用电量采集及无线控制装置，其特征在于，所述电量测量模块（4）可选用AD采样电路或电能测量芯片。
5.根据权利要求1所述照明灯具用电量采集及无线控制装置，其特征在于，所述微处理器模块（5）可采用DSP单片机、PIC单片机作为微处理器。
6.根据权利要求1所述照明灯具用电量采集及无线控制装置，其特征在于，所述过载保护电路（7）可选保险管，当灯具发生短路或过载严重时可以快速断电。
7.根据权利要求1所述照明灯具用电量采集及无线控制装置，其特征在于，所示开关电路（8）与微处理器模块（5）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。
8.根据权利要求1所述照明灯具用电量采集及无线控制装置，其特征在于，所述调光电路（9）与微处理器模块（5）的I/O口连接，微处理器模块（5）根据通过无线通讯模块（3）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。
9.根据权利要求1所述照明灯具用电量采集及无线控制装置，其特征在于，所述灯具接头模块（10）为根据所接通用灯具设计出的安全接入端子。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103869774A (zh) * | 2014-03-04 | 2014-06-18 | 上海交通大学 | 智能家居系统终端节点及智能家居系统 |
| CN104780674A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-15 | 张祠瑞 | 一种led照明装置 |
| CN104793051A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-22 | 成都世纪光合作用科技有限公司 | 一种具有通信功能的照明装置及其用电量统计方法 |
| CN104848182A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-19 | 浙江晶日照明科技有限公司 | 一种灯具开关保护结构 |
| CN107371297A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-21 | 上海产业技术研究院 | 一种双路独立控制与计量的智能灯具控制器及控制方法 |
| CN107504464A (zh) * | 2017-10-12 | 2017-12-22 | 宁波新然电子信息科技发展有限公司 | 一种新型灯具控制装置 |
| WO2018090878A1 (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-24 | 罗中良 | 一种智能调光控制器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202077245U (zh) * | 2011-06-03 | 2011-12-14 | 北京嘉复欣科技有限公司 | 智能无线互联网照明控制器 |
-
2012
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202077245U (zh) * | 2011-06-03 | 2011-12-14 | 北京嘉复欣科技有限公司 | 智能无线互联网照明控制器 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103869774A (zh) * | 2014-03-04 | 2014-06-18 | 上海交通大学 | 智能家居系统终端节点及智能家居系统 |
| CN104780674A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-15 | 张祠瑞 | 一种led照明装置 |
| CN104793051A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-22 | 成都世纪光合作用科技有限公司 | 一种具有通信功能的照明装置及其用电量统计方法 |
| CN104793051B (zh) * | 2015-04-03 | 2018-02-02 | 成都世纪光合作用科技有限公司 | 一种具有通信功能的照明装置及其用电量统计方法 |
| CN104848182A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-19 | 浙江晶日照明科技有限公司 | 一种灯具开关保护结构 |
| CN104848182B (zh) * | 2015-04-30 | 2018-09-28 | 浙江晶日照明科技有限公司 | 一种灯具开关保护结构 |
| WO2018090878A1 (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-24 | 罗中良 | 一种智能调光控制器 |
| CN107371297A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-21 | 上海产业技术研究院 | 一种双路独立控制与计量的智能灯具控制器及控制方法 |
| CN107504464A (zh) * | 2017-10-12 | 2017-12-22 | 宁波新然电子信息科技发展有限公司 | 一种新型灯具控制装置 |
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