CN102945028B - 一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居 - Google Patents

Abstract

本发明为一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，包括信息处理器、云服务器、路由器、移动终端、智能家居物理硬件设备、智能家居电网参数调节设备、智能家居电网参数传感器、智能家居电能表、绿色能源发电系统、绿色能源发电系统电参数调节设备，路由器分别与信息处理器数据端口和云服务器数据端口相接，移动终端内设有无线通讯模块或通过数据线与路由器相接；信息处理器分别与智能家居电网参数调节设备、智能家居电网参数传感器、智能家居电能表、绿色能源发电系统电参数调节设备相接，智能家居电网参数调节设备分别与智能家居物理硬件设备、智能家居电能表、绿色能源发电系统电参数调节设备相接。本发明功能强大，人性化，智能化。

Description

一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居

技术领域

本发明涉及智能家居电网的技术领域，尤其是指一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居。

背景技术

智能家居是指：以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，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、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

智能电网是指：电网的智能化，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

而目前智能家居的电网在使用过程中，存在以下缺陷：

1）、没有专业的服务平台，对电网电力运行进行专业管理，特别是采用绿色能源发电系统和市电并网，联合向智能家居供电，对于电网的管理更加迫切；

2）、不能智能判断、报修电网故障；

3）、不能实施查询电网运行参数；

4）、不能按照需求调整电网电压、频率，满足不同的使用需求；

5）、不能调节电网的功率因素，使得电网电力利用率达到最佳状态。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理可靠、控制方便、功能强大、人性化、智能化的具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，它包括有信息处理器、云服务器、路由器、移动终端、智能家居物理硬件设备、智能家居电网参数调节设备、智能家居电网参数传感器、智能家居电能表、绿色能源发电系统、绿色能源发电系统电参数调节设备，其中，所述信息处理器上设有第一无线收发器和信息处理器数据端口，同时，云服务器上对应设有云服务器数据端口和与第一无线收发器相匹配的云服务器无线收发器；路由器通过数据线分别与信息处理器数据端口和云服务器数据端口对应相接，同时，移动终端内设有与云服务器无线收发器相匹配的无线通讯模块或通过数据线与路由器对应相接；所述智能家居电网参数调节设备、智能家居电网参数传感器、智能家居电能表、绿色能源发电系统电参数调节设备上分别设有与云服务器无线收发器相匹配的第二无线收发器、第三无线收发器、第四无线收发器、第五无线收发器，信息处理器通过智能家居内部网线分别与该智能家居电网参数调节设备、智能家居电网参数传感器、智能家居电能表、绿色能源发电系统电参数调节设备对应相接，智能家居物理硬件设备通过智能家居电网电源线与智能家居电网参数调节设备相接，同时，该智能家居电网参数调节设备分别与智能家居电能表和绿色能源发电系统电参数调节设备对应相接，并且，该绿色能源发电系统电参数调节设备连接绿色能源发电系统。

所述智能家居物理硬件设备有多个。

所述智能家居电网参数传感器有多个。

所述移动终端为电脑或手机。

本发明在采用了上述方案后，其最大优点在于利用云服务器强大的计算、服务功能，实现以下7个基本智能电网控制能功能，具体介绍如下：

1、智能稳压功能

能保证电网以稳定的额定电压、频率供应电力，使得电网内的设备能以额定的电源参数安全、可靠工作。

2、智能调压功能

当用户需要电网以某种特殊的电压、频率运行时，可以将需求传输给云服务中心，云服务中心云服务器根据需求，形成控制指令，以有线或无线的方式传输给信息处理器，通过信息处理器控制智能家居电网参数调节设备，调整电网运行电压、频率值，满足符合用户使用要求。

3、智能安全报警功能

监控智能家居电网参数传感器采集的电网参数，如对地绝缘、避雷器全电流和阻性电流、泄漏电流等影响到电网、家居和人员安全的电参数超过警戒值时，云服务器经过分析、判断，即将报警信息反馈给用户，并采取紧急措施确保安全。

4、智能故障报修功能

当电网发生故障，不能正常供电时，根据智能家居电网参数传感器采集的电网参数，经过云服务器分析、判断，将故障信息以及故障原因反馈给用户，并采取紧急措施维修。

5、智能调整电网参数，提高功率因数功能

在电网使用过程中，为了提高电网电力利用率，云服务器通过对智能家居电网参数传感器采集的电网参数，如电网电压、频率、功率、功率因素、相角、对地绝缘、避雷器全电流和阻性电流、泄漏电流等参数进行分析、判断，可以控智能家居电网参数调节设备，调节电网参数，保证电网高功率因数，提高电网电力利用效率。

6、智能并网功能

给家庭电网提供电力，除了常规市电网络提供的电力外，还可以利用绿色能源提供的电力，如太阳能光伏发电，两部分电力可是实现并网供电，并网供电时，电网的管理可以通过云服务器来进行，保证电网优先使用绿色能源提供的电力。

7、智能扩网功能

通过云服务器，可以管理多个智能家居的电网，且相临的智能家居电网自动可以扩展为一个局域电网，云服务器4可以综合管理这个局域电网，保证局域电网的可靠、安全、高效使用。

除以上基本功能外，具有智能电网控制功能的云技术应用智能家居还能根据具体的需要开发出更多电网智能控制的功能，以满足智能家居的需要。

附图说明

图1为本发明的云技术应用智能家居的控制工作原理图。

图2为本发明的云技术应用智能家居的综合控制工作原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

参见附图1和附图2所示，本实施例所述的具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，它包括有信息处理器1、云服务器4、路由器5、移动终端6、智能家居物理硬件设备、智能家居电网参数调节设备12、智能家居电网参数传感器、智能家居电能表14、绿色能源发电系统15、绿色能源发电系统电参数调节设备16，其中，所述信息处理器1上设有第一无线收发器7和信息处理器数据端口8，同时，云服务器4上对应设有云服务器数据端口9和与第一无线收发器7相匹配的云服务器无线收发器10；路由器5通过数据线分别与信息处理器数据端口8和云服务器数据端口9对应相接，同时，移动终端6内设有与云服务器无线收发器10相匹配的无线通讯模块或通过数据线与路由器5对应相接；所述智能家居电网参数调节设备12、智能家居电网参数传感器、智能家居电能表14、绿色能源发电系统电参数调节设备16上分别设有与云服务器无线收发器10相匹配的第二无线收发器2、第三无线收发器3、第四无线收发器18、第五无线收发器19，用于与云服务器4的无线连接，信息处理器1通过智能家居内部网线分别与该智能家居电网参数调节设备12、智能家居电网参数传感器、智能家居电能表14、绿色能源发电系统电参数调节设备16对应相接，智能家居物理硬件设备通过智能家居电网电源线17与智能家居电网参数调节设备12相接，同时，该智能家居电网参数调节设备12分别与智能家居电能表14和绿色能源发电系统电参数调节设备16对应相接，并且，该绿色能源发电系统电参数调节设备16连接绿色能源发电系统15。另外，本实施例上述智能家居物理硬件设备有三个，分别为智能家居物理硬件11A、智能家居物理硬件11B、智能家居物理硬件11C；所述智能家居电网参数传感器有三个，分别为智能家居电网参数传感器13A、智能家居电网参数传感器13B、智能家居电网参数传感器13C。

使用时，智能家居物理硬件11A、智能家居物理硬件11B、智能家居物理硬件11C连接智能家居电网电源线17，获得市电和绿色能源发电系统15并网所提供的电力而运行，在运行过程中，电网相关运行参数，通过智能家居电网参数传感器13A、智能家居电网参数传感器13B、智能家居电网参数传感器13C、智能家居电能表14采集，以有线或无线方式传输给信息处理器1，其中，有线和无线传输过程如下：

1）、有线传输：通过智能家居内部网线，将数据传输到信息处理器1，实现有线传输。

2）、无线传输：电网运行参数，分别通过第二无线收发器2、第三无线收发器3、第四无线收发器18、第五无线收发器19发射无线电磁波，第一无线收发器7予以接收数据，完成无线传输。

信息处理器1接收到相关数据后，再以有线或无线方式传输给云服务器4，经过云服务器4的分析、处理，形成相关控制指令，并将控制指令反馈到信息处理器1中，再以有线或无线方式（传输方式同上1、2点，传输方向相反），将控制指令传输给智能家居电网参数调节设备12、绿色能源发电系统电参数调节设备16，控制这些设备运行，调整电网运行参数，保证电网可靠、安全运行。

备注：

1）、智能家居物理硬件设备：指智能家庭所使用的，能完成某一特定功能的设备，如家用电器、计算机、照明等设备。

2）、智能家居电网参数传感器：指专门用于采集电网工作数据，如电网电压、频率、功率、功率因素、相角、对地绝缘、避雷器全电流和阻性电流、泄漏电流等参数的设备。

以下为本实施例上述云技术应用智能家居的具体控制工作原理：

用户根据需要，通过移动终端6，具体为电脑或者无线通讯设备（如手机）等将家庭电网管理需求信息传输给云服务器4，传输方式如下：

1. 无线传输

1.1. 登录设置

a) 如图2所示，用户根据需要，通过电脑，如平板电脑、手提电脑，利用无线互联网络，登录云服务器 4，设置需求信息。

b) 如图2所示，用户根据需要，通过无线通讯设备，如手机，利用无线通讯网络，利用手机短信的方式，发送给云服务器 4，设置需求信息。

1.2.短信设置

如图2所示，用户根据需要，无线通讯设备，如手机，利用无线通讯网络，利用手机短信的方式，发送给云服务器 4，设置需求信息。

1.3.语音设置

如图2所示，用户根据需要，无线通讯设备，如手机，利用无线通讯网络，利用手机无线语音通话的方式，给云服务器 4，提供语音需求。

2.有线传输

如图2所示，用户根据需要，通过电脑，如台式电脑，利用路由器5连接，利用互联有线网络，连接登录云服务器 4，设置需求信息。

用户需求信息通过以上1、2的两种方式传输，登录云服务器 4，设置需求信息后，云服务器 4根据需求，组织电力方面专家，借助一个存储和运算能力超强的云端后台，即云服务器4的后台处理，通过对图1中智能家居电网参数传感器13A、智能家居电网参数传感器13B、智能家居电网参数传感器13C、智能家居电能表14采集的电网参数，如电网电压、频率、功率、功率因素、相角、对地绝缘、避雷器全电流和阻性电流、泄漏电流等参数，进行综合分析、判断。

一方面，云服务器4形成的控制指令，最终将需求信息转换为操作指令，操作指令以有线或无线的方式传输给信息处理器1，通过信息处理器1控制上图1智能家居电网参数调节设备12、绿色能源发电系统电参数调节设备16，调整电网运行参数，保证电网可靠运行。操作指令传输方式如下：

3. 无线传输

如图2所示，云服务器4生成的操作指令，通过云服务器无线收发器10，以无线电磁传送的方式，传送到第一无线收发器7，第一无线收发器7接收到指令后，通过信息处理器1分配处理，再按照图1所述的工作原理，以有线或指无线的方式，将控制指令发给图1中智能家居电网参数调节设备12、绿色能源发电系统电参数调节设备16，调整电网运行参数，保证电网可靠运行。

4.有线传输

如图2所示，云服务器4生成的操作指令，利用互联有线网络，将控制指令传输入信息处理器1，经过信息处理器1分配处理，再按照图1所述的工作原理，以有线或指无线的方式，将控制指令发给图1中智能家居电网参数调节设备12、绿色能源发电系统电参数调节设备16，调整电网运行参数，保证电网运行。

另外一方面，云服务器4将相关电网运行控制参数自动存储，供用户实时查询。实时查询方法为：用户可以通过电脑或者无线通讯设备（如手机）等手段，以3、4条规定的方式，登录云服务器实时查询，或通过短信方式，用手机等无线通讯设备接收电参数。

除上述两方面外，当家庭电网出现对地绝缘强度达不到安全要求，即出现漏电时，或其它危害到电网安全运行、家居安全、家居人员安全时，通过云服务器4判断、分析，及时将相关报警信息以有线或无线方式反馈给用户，并且采取紧措施避免安全事故。

通过以上的设置，能实现以下7大基本功能：

A. 智能稳压功能

能保证电网以稳定的额定电压、频率供应电力，保证电网内的设备能以额定的电源参数安全、可靠工作。具体如下：

当图1中智能家居电网参数传感器13A、智能家居电网参数传感器13B、智能家居电能表14、智能家居电网参数传感器13C采集的电网电压、频率数据达不到额定参数值时，云服务器4即根据采集的参数，进行判断、分析，形成操作指令，按照上述3、4条规定的方式，以有线或无线的方式传输给信息处理器1，通过信息处理器1控制上图1智能家居电网参数调节设备12、绿色能源发电系统电参数调节设备16，调整电网运行电压、频率值在规定的范围内，保证电网电压、频率符合使用要求。

智能调压功能

当用户需要电网以某种特殊的电压、频率运行时，用户根据需要，通过电脑或者无线通讯设备（如手机）等手段将电参数调整需求信息，以上述1、2条的方式，传输给云服务器4,根据需求形成控制指令，按照上述3、4条规定的方式，以有线或无线的方式传输给信息处理器1，通过信息处理器1控制上图1智能家居电网参数调节设备12、绿色能源发电系统电参数调节设备16，调整电网运行电压、频率值在规定的范围内，保证电网电压、频率符合用户使用要求。

智能安全报警功能

云服务器4实时监控图1中智能家居电网参数传感器13A、智能家居电网参数传感器13B、智能家居电能表14、智能家居电网参数传感器13C采集的电网参数，如对地绝缘、避雷器全电流和阻性电流、泄漏电流等影响到电网、家居和人员安全的电参数超过警戒值时，云服务器4经过分析、判断，即将报警信息反馈给用户，并采取紧急措施确保安全。

智能故障报修功能

当电网发生故障，不能正常供电时，图1中智能家居电网参数传感器13A、智能家居电网参数传感器13B、智能家居电能表14、智能家居电网参数传感器13C采集的电网参数，经过云服务器4分析、判断，将故障信息以及故障原因反馈给用户，并采取紧急措施维修。

智能调整电网参数，提高功率因数功能

在电网使用过程中，为了提高电网电力利用率，云服务器4通过对图1中智能家居电网参数传感器13A、智能家居电网参数传感器13B、智能家居电能表14、智能家居电网参数传感器13C采集的电网参数，如电网电压、频率、功率、功率因素、相角、对地绝缘、避雷器全电流和阻性电流、泄漏电流等参数进行分析、判断，可以控制图1智能家居电网参数调节设备12、绿色能源发电系统电参数调节设备16调整电网参数，保证电网高功率因数，提高电网电力利用效率。

智能并网功能

给家庭电网提供电力，除了常规市电网络提供的电力外，还可以利用绿色能源提供的电力，如太阳能光伏发电，两部分电力可是实现并网供电，并网供电时，电网的管理可以通过云服务器4来进行，云服务器4根据图1中智能家居电网参数传感器13A、智能家居电网参数传感器13B、智能家居电能表14、智能家居电网参数传感器13C采集的电网参数进行分析、判断，通过图1中智能家居电网参数调节设备12、绿色能源发电系统电参数调节设备16调整电网参数，来实现对电网并网供电的高效率管理，保证以下功能实现：

1）、电网优先使用绿色能源提供的电力。

2）、绿色能源提供的电力不够时，不足部分由并网的市电提供；当电力充沛时，多余的电力反馈入局域电网中，供其它智能家居使用。

3）、绿色能源提供的电力不能完全使用时，可以存储在电网中，需要时再使用。

智能扩网功能

 通过云服务器4，可以管理多个智能家居的电网，且相临的智能家居电网自动可以扩展为一个局域电网，云服务器4可以综合管理这个局域电网，保证局域电网的可靠、安全、高效使用。

除以上基本功能外，具有智能电网控制功能的云技术应用智能家居还能根据具体的需要开发出更多电网智能控制的功能，以满足智能家居的需要。

备注：以上仅仅是对一个具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居电网控制功能进行描述，实际可以多个智能家居电网可以合并扩展为一个局域电网，供云服务器综合调度管理。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，它包括有绿色能源发电系统（15）、绿色能源发电系统电参数调节设备（16）、智能家居物理硬件设备、智能家居电网参数调节设备（12）、智能家居电网参数传感器、智能家居电能表（14），其特征在于：还包括

信息处理器（1）、云服务器（4）、路由器（5）、移动终端（6），其中所述信息处理器（1）上设有第一无线收发器（7）和信息处理器数据端口（8），同时，云服务器（4）上对应设有云服务器数据端口（9）和与第一无线收发器（7）相匹配的云服务器无线收发器（10）；路由器（5）通过数据线分别与信息处理器数据端口（8）和云服务器数据端口（9）对应相接，同时，移动终端（6）内设有与云服务器无线收发器（10）相匹配的无线通讯模块或通过数据线与路由器（5）对应相接；所述智能家居电网参数调节设备（12）、智能家居电网参数传感器、智能家居电能表（14）、绿色能源发电系统电参数调节设备（16）上分别设有与云服务器无线收发器（10）相匹配的第二无线收发器（2）、第三无线收发器（3）、第四无线收发器（18）、第五无线收发器（19），信息处理器（1）通过智能家居内部网线分别与该智能家居电网参数调节设备（12）、智能家居电网参数传感器、智能家居电能表（14）、绿色能源发电系统电参数调节设备（16）对应相接，智能家居物理硬件设备通过智能家居电网电源线（17）与智能家居电网参数调节设备（12）相接，同时，该智能家居电网参数调节设备（12）分别与智能家居电能表（14）和绿色能源发电系统电参数调节设备（16）对应相接，并且，该绿色能源发电系统电参数调节设备（16）连接绿色能源发电系统（15）。

2.根据权利要求1所述的一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，其特征在于：所述智能家居物理硬件设备有多个。

3.根据权利要求1所述的一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，其特征在于：所述智能家居电网参数传感器有多个。

4.根据权利要求1所述的一种具有家庭电网智能控制功能的云技术应用智能家居，其特征在于：所述移动终端（6）为电脑或手机。