CN108828975A - 一种基于Android的智能家庭能源管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Android的智能家庭能源管理系统，涉及智能家居领域，包括：手机App、家庭服务器、智能计量模块、传感器模块、家庭网络模块和智能家居设备。智能计量模块对电表、水表、燃气表、热量表的数据进行集中采集，传感器模块采集家庭中的各种传感数据，家庭服务器接收手机App指令控制智能家居设备，同时对计量模块、传感器模块采集到的数据进行存储、处理分析，并将结果可视化的展示在手机App中，手机App实时了解能源使用情况，管理家居设备。本发明基于Android开放平台，可以远程控制家居设备，对家庭能耗信息进行采集、处理、分析，通过手机App实时监控和预测分析家庭能源的使用情况。

Description

一种基于Android的智能家庭能源管理系统

技术领域

本发明涉及智能家居领域，特别涉及一种基于Android的智能家庭能源管理系统。

背景技术

随着科学技术的不断发展，物联网技术和通信网络技术得到极大地推广应用和发展，家居智能化成为未来发展的必然趋势。基于Android的智能家居系统凭借其卓越的性能和优越的交互性受到越来越多的智能家居厂商和民众的欢迎。

智能家居系统是以住宅为平台，以智能控制器为核心部件，利用通信网络技术、物联网技术将家居生活设施集成为一个高效的智能家居电力管理系统，实现系统配置与控制，提升家居生活的舒适性、安全性、便利性、环保性。但现有的智能家居系统中只是单纯的能控制家用电器设备的开关，并没有将对家庭能源数据的分析应用融入进来，还有改进的空间。

发明内容

针对现有方案的不足，本发明提供一种改进的家庭能源管理系统。

本发明的一种基于Android的家庭能源管理系统，包括手机App、家庭服务器、智能计量模块、传感器模块、家庭网络模块和智能家居设备。智能计量模块采集到的能源消耗数据和传感器模块采集到的传感数据上传至家庭服务器上，服务器对数据进行存储、处理、分析、预测，通过手机App可以实时查看家庭中能源使用信息，同时，可以发送指令到服务器远程控制智能家居设备。

本发明的有益效果为：本发明旨在解决现有方案的不足，提供了一种基于Android的智能家居能源管理系统，充分发挥了安卓平台的优势，实现对家居设备的远程控制，对电、水、气、热四表数据进行集中采集，实时监测房间电器设备电压、电流、温度等数据，对家庭未来能源使用情况进行预测，满足用户对家庭安全、生活舒适度、方便性、节能的诉求。

附图说明

图1：本发明一种基于Android的智能家庭能源管理系统的系统架构图

图2：智能计量模块数据采集框架图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明包括以下步骤：

如图1所示，本实施例公开的一种基于Android的智能家庭能源管理系统，包括：手机App、家庭服务器、智能计量模块、传感器模块、家庭网络模块、智能家居设备。所述手机App安装在智能手机上通过4G无线模块和WIFI无线通信模块与家庭服务器双向通信，所述手机App可以实时了解家庭能源使用情况，管理家居设备。所述智能家居设备通过WIFI控制模块连上路由器与家庭服务器双向通信，手机发送操作指令到服务器来控制智能家居设备的开关，所述智能计量模块对电表、水表、燃气表、热量表进行集中采集并将数据上传到家庭服务器上，所述传感器模块采集家庭中的各种传感数据并上传到家庭服务器上，所述家庭服务器通过控制指令实现对智能家居设备的控制，同时对计量模块、传感器模块采集到的数据进行存储、处理、分析，并将结果可视化的展示在手机App中。所述家庭网络模块实现对家庭网络的覆盖。

在上述技术方案基础上，如图2所示，包括：电表、水表、燃气表、热量表、采集器、集中器、家庭服务器，所述家庭服务器按照设定的抄表任务向各个采集器发出采集指令，所述采集器1、采集器2、采集器3、采集器4分别连接电表、水表、燃气表、热量表采集数据数据，并传输给所述集中器，所述集中器将数据上传到所述家庭服务器上。

在上述技术方案基础上，所述电表和采集器1通过M-Bus总线或RS485总线进行连接，所述水表和采集器2通过M-Bus总线或RS485总线进行连接，所述燃气表和采集器3通过M-Bus总线或RS485总线进行连接，所述热量表和采集器4通过M-Bus总线或RS485总线进行连接。所述采集器1、采集器2、采集器3、采集器4通过RS485总线连接集中器，所述集中器和家庭服务器通过WIFI连接。

在上述技术方案基础上，所述智能家居设备包括：调光灯、空调、电视机、电动窗帘、热水器、报警器，每个智能家居设备上都安装有WIFI控制模块，使所述智能家居设备能够接收和发送数据。

在上述方案的基础上，所述传感器模块包括：高清摄像头、电压传感器、电流传感器、温度传感器、烟雾传感器。所述高清摄像头安装在客厅和门口，并将画面实时传输给所述手机App,所述电压传感器并联在用电器电路两侧，所述电流传感器串联在用电器电路当中，所述温度传感器装在用电器外部和每个房间，所述烟雾传感器装在每个房间，所述电流传感器、电压传感器、温度传感器、烟雾传感器均通过无线通信模块与家庭路由器传输数据。

在上述方案的基础上，所述家庭服务器为智能家庭能源管理系统的主机，所述家庭服务器包括：家居控制模块、存储模块、数据处理模块、预测模块。

在上述方案的基础上，所述家居控制模块用来和智能家居设备保持长连接，接收来自手机App的操作指令，将其发送给智能家居设备，同时把智能家居设备反馈的数据再传递回手机App。

在上述方案的基础上，所述存储模块包括存储程序和磁盘矩阵，所述存储程序将智能计量模块和传感器模块采集的数据实时存储在磁盘矩阵上，所述数所述磁盘矩阵是把多块独立的硬盘按不同的方式组合来形成一个硬盘阵列，提供比单个硬盘更高的存储性能和数据备份技术，据备份技术自动进行数据备份，可以恢复损坏数据，提高系统的冗余度。

在上述方案的基础上，所述数据处理模块为数据分析程序。所述数据分析程序能实时处理采集过来的数据，所述数据分析程序自动比对传感器采集的数据和警戒值，如超过警戒值则向手机App发送警报消息。

在上述方案的基础上，所述预测模块为预测分析程序。所述预测分析程序建立基于BP神经网络的家庭能耗预测模型，所述预测分析程序对采集到的能耗数据先进行归一化处理，处理后的数据输入家庭能耗预测模型，输出未来一段时间家庭能耗情况。

在上述方案的基础上，所述手机App是基于Android开发平台所开发的一款Android应用，所述手机App预设有登陆模块，当所述登陆模块的登陆信息与服务器中的登陆信息一致时进入程序主界面，反之，无法进入；所述手机App主要功能包括：智能家居管理、安防监测报警、用电安全保护、能效分析预测。

在上述方案的基础上，所述智能家居管理功能主要用来对家居设备进行管理控制，进行控制操作时，手机App向家庭服务器发送一串对应的控制指令，家庭服务器的家居控制模块将控制指令再发送给对应的家居设备，同时，家居设备进行相应的控制操作后，将设备状态信息通过家庭服务器再传递回手机App。

在上述方案的基础上，所述安防监测报警模块主要用来对家庭进行安防监控，通过所述高清摄像头可以对家庭进行实时视频监控，所述烟雾传感器若采集的数据超过阈值，立即向手机App发送警报信息。

在上述方案的基础上，所述用电安全保护功能主要用来实现安全用电，所述电压传感器、电流传感器采集用电设备的电压、电流数据，服务器对数据进行监控，一旦数据异于正常值，立即向手机App发送警报信息。

在上述方案的基础上，所述能耗分析预测功能主要用来查看能源消耗情况及所述能耗预测模块输出的未来一段时间家庭的能耗情况。

以上实施方案仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。

Claims (7)

1.一种基于Android的智能家庭能源管理系统，其特征在于：包括、手机App、家庭服务器、智能计量模块、传感器模块、家庭网络模块、智能家居设备，所述手机App安装在智能手机上通过4G无线模块和WIFI无线通信模块与家庭服务器双向通信，所述手机App可以实时了解家庭能源使用情况，管理家居设备；所述智能家居设备通过WIFI控制模块连上路由器与家庭服务器双向通信，手机发送操作指令到服务器来控制智能家居设备的开关，所述智能计量模块对电表、水表、燃气表、热量表进行集中采集并将数据上传到家庭服务器上，所述传感器模块采集家庭中的各种传感数据并上传到家庭服务器上，所述家庭服务器通过控制指令实现对智能家居设备的控制，同时对计量模块、传感器模块采集到的数据进行存储、处理、分析，并将结果可视化的展示在手机App中；所述家庭网络模块实现对家庭网络的覆盖。

2.根据权利要求1所述的一种基于Android的智能家庭能源管理系统，其特征在于：所述智能计量模块包括：智能电表、智能水表、智能燃气表、智能热量表、采集器、集中器；所述采集器分别采集智能电表、水表、燃气表、热量表的数据，并传输给所述集中器，所述集中器通过无线通信模块将数据上传到所述家庭服务器上。

3.根据权利要求1所述的一种基于Android的智能家庭能源管理系统，其特征在于：所述智能家居设备包括：调光灯、空调、电视机、电动窗帘、热水器、报警器，每个智能家居设备上安装有WIFI控制模块，使所述智能家居设备能够接收和发送数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于Android的智能家庭能源管理系统，其特征在于：所述传感器模块包括：高清摄像头、电压传感器、电流传感器、温度传感器、烟雾传感器。

5.根据权利要求1所述的一种基于Android的智能家庭能源管理系统，其特征在于：所述家庭服务器为智能家庭能源管理系统的主机，所述家庭服务器包括：家居控制模块、存储模块、数据处理模块、预测模块。

6.根据权利要求5所述的家庭服务器，其特征在于：所述控制指令模块用来和智能家居设备保持长连接，接收来自手机App的操作指令，并将其发送给智能家居设备，所述存储模块对所述计量模块和所述传感器模块采集的数据进行存储，所述数据处理模块对数据进行处理分析，所述预测模块对未来能源使用情况进行预测。

7.根据权利要求1所述的一种基于Android的智能家庭能源管理系统，其特征在于：所述手机App是基于Android开发平台所开发的一款Android应用，所述手机App预设有登陆模块，当所述登陆模块的登陆信息与服务器中的登陆信息一致时进入程序主界面，反之，无法进入；所述手机App主要功能包括：智能家居管理、安防监测报警、用电安全保护、能效分析预测。