CN202009392U - 用于智能家居的智能交互终端 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于智能家居的智能交互终端,包括微处理器及其外围接口电路,所述外围接口电路包括用于连接新能源设备和智能计量表计信息采集装置的RS485接口;用于连接触摸屏的人机交互接口;用于接入Internet的以太网通讯接口;用于无线通讯的无线射频接口。采用本实用新型的智能交互终端,将传统智能家居的各种设备,以及新能源设备,智能电表(水表、气表)连成一种全新的与电网交互的智能家居系统。该系统实现了用户与电网的双向互动,智能交互终端可以通过智能电表实时接收来自电网的各种信息及优惠政策,用户可根据接收的实时信息调整自己的用电策略,优化家庭用电,节约成本。同时智能交互终端也可以把当前用户的信息通过以太网传送给电网,为电力系统的负荷预测等工作提供必要的数据支撑。

Description

用于智能家居的智能交互终端
技术领域
本实用新型涉及智能家居系统,特别是一种用于智能家居的智能交互终端。
背景技术
目前通常把传统的智能家居定义为利用电脑、网络和综合布线技术,通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种家电设备,灯光设备,可视对讲设备,安防设备,影音娱乐等设备有机结合的家居系统。传统的智能家居布线复杂,可操作性差,可扩展性差并且结构也较复杂,不利于智能家居的推广应用。
由于智能电网的发展,公众希望智能家居能够结合智能电网,从而在节能减排,环境保护,新能源利用方面做出应用的贡献。但是目前我国智能家居的厂商大部分是由家电厂商或系统集成商转换而来,这些厂商各自为战,对电力公司运行业务及相关技术要求了解不深,对电力系统安全性的认识不足,缺乏与电力公司的有效沟通,各种产品和方案在参与智能电网的建设方面局限性较大。
新能源接入和家庭能源管理是智能电网与智能家居结合的关键所在。如何引导家庭合理用电、如何节约用电、如何管理电力用户,使其相应阶梯电价、分时电价、实时电价等业务,还没有成熟的运行模式。尤其是在智能电网框架指导下的智能家居管理、能效管理、户内微电网管理等,到目前为止几乎是空白。
综上,目前的智能家居系统大多以单个家庭为单位,缺乏与电力公司的沟通,无法响应电力公司实时的电价政策,随着国家阶梯电价、分时电价等政策的实施,现有的智能家居系统已无法满足用户在节能环保方面的使用需求。因此推出一种包含新能源接入及管理,家庭能效管理以及具备与电网互动功能的智能家居系统势在必行。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于智能家居的智能交互终端,为包含新能源接入及管理、家庭能效管理、与电网互动的智能家居系统提供协调、管理、和控制的功能。
为实现上述目的,本实用新型的方案是:用于智能家居的智能交互终端,包括微处理器及其外围接口电路,所述外围接口电路包括用于连接新能源设备和智能计量表计信息采集装置的RS485接口;用于连接触摸屏的人机交互接口;用于接入Internet的以太网通讯接口;用于无线通讯的无线射频接口。
所述采集装置上设有对应所述智能计量表的无线接收端口。
所述新能源设备包括光伏发电设备、风力发电设备、储能设备和/或电动车充电设备。
所述智能计量表包括智能电表、智能水表和/或智能气表。
所述以太网通讯接口包括有线通讯接口与无线WIFI通讯接口。
采用本实用新型的智能交互终端,将传统智能家居的各种设备,以及新能源设备,智能电表(水表、气表)连成一种全新的与电网交互的智能家居系统。
该系统实现了用户与电网的双向互动,一方面智能交互终端可以通过智能电表实时接收来自电网的各种信息及优惠政策,用户可根据接收的实时信息调整自己的用电策略,优化家庭用电,节约成本。同时智能交互终端也可以把当前用户的信息通过以太网传送给电网,为电力系统的负荷预测等工作提供必要的数据支撑。另一方面在用户与电网公司约定的情况下,智能交互终端可以实时接收电网的各种控制信息,接受电网公司对用户负荷的实时导换,在为用户节约用电成本,提高用电效率,实现家庭能效管理的同时也优化了电网的负荷承载能力起到削峰填谷的作用。随着阶梯电价、分时电价的实施,与电网的双向互动及家庭的能效管理显得尤为重要。
系统能够实现新能源的接入及管理。家庭用电既可以来自电网也可以来自新能源发电。通过对新能源发电的利用在为用户节约用电成本的同时还可以提高电网在高峰期的承载能力,起到削峰填谷的作用。系统通过接入光伏发电、风力发电及储能等新能源设备与用户用电负荷构成一个户内微电网系统。户内微电网管理将有效实现对户内的各类负荷管理,并对户内各类负荷进行分类,并且当电网故障时能快速的启动和反应,按预定设置自动切除不必要的负荷,保证户内重要负荷的正常运行。通过户内微电网系统的管理和控制可以实现新能源的有效利用,电动汽车充放电的有效管理,各种家电设备的优化利用,提高用电可靠性的同时为用户节约用电成本。
附图说明
图1是一个家庭网络的基本构成图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示为一种智能家居网络的典型构成。从图中可以看出,智能家居系统中,智能交互终端(以下也称终端)是核心设备,通过终端与其他设备的交互实现智能家居基本功能——家电控制,灯光控制,各种情景模式控制,可视对讲、安防,影音娱乐等功能;以及新功能——与电网双向互动(是指智能交互终端与电网公司管理系统实时通讯,既可以接收来自电网的各种信息,同时也可以将相关信息传送至电网公司管理系统),家庭能效管理(是指智能交互终端通过接收电网的实时信息可自行调整用电策略或执行预先设定的用电策略,达到提高用电效率及节约成本的目的),系统还能够实现新能源接入及管理(是指对光伏发电、风力发电、储能等新能源的数据接入及控制管理)。
进一步的,户内微电网管理(是指一组负荷和微能源的集合,即家庭用电负荷与新能源的集合),电动汽车有序充放电管理(是指智能交互终端可以采集电动汽车充放电时的各种信息,通过集中监视及控制实现电动汽车的有序充放电管理)。
如图所示,本智能家居系统包含智能交互终端(及智能交互终端分机),智能计量表(智能电表、智能水表、智能气表),采集装置,智能开关,智能调光面板,智能插座,新能源设备(光伏发电设备、风力发电设备、储能设备、电动汽车充电桩),以及各种智能家电及可扩展设备(如安防、门禁系统,影音设备)。
智能家电,就是与智能交互终端采用无线射频方式通讯的家电,能够将家电相关参数上传到智能交互终端,并能够接收并执行智能交互终端的控制命令。智能开关,是指家庭中的各种控制开关,同样,它们也能够与终端通讯,并受终端的控制。智能调光面板,是用来调节室内灯光强度的。智能插座,是将普通家电转换为可控制家电的一种便捷方式。它不仅具备插座功能,而且内设无线射频通讯模块,将插入其中的家电的用电情况上传至智能交互终端,并接收执行智能交互终端的控制命令,断开或接通插入其中的家电的供电。
作为系统的核心,智能交互终端的结构为:包括微处理器及其外围接口电路,所述外围接口电路包括用于连接新能源设备及用于采集智能计量表信息的采集装置的RS485接口,所述采集装置上设有对应智能计量表的无线接收端口;用于连接触摸屏的人机交互接口;用于接入Internet的以太网通讯接口;用于无线通讯的无线射频接口。
终端主要通过有线与无线两类接口同户内网络中的其他各种设备进行交互。各种接口与微处理器的电气构成均为现有技术,不再赘述。下面分别介绍各种接口与户内网络的连接及其功能。
一、RS485接口(RS485接口也可以用RS232替代,当然,需要考虑RS232的传输距离与一对一的能力等问题)。利用RS485接口一带多的能力,终端通过一个RS485接口连接新能源设备及采集装置,新能源设备包括光伏发电设备、风力发电设备、储能设备。上述各种设备根据情况安装,可以同时安装,也可以只装一个或几个。采集设备设有无线接收端口,对应于智能计量表中的无线射频设备(它们之间的无线通讯采用433MHZ无线射频方式)。智能计量表至少包括智能电表,智能水表、气表为可扩展的。终端收集了智能电表的信息,就能够实时了解电力公司的实时电价、阶梯电价、分时电价,掌握电价的变化及电网运行的情况,为终端进行调整控制户内电器设备提供依据。
进一步的,考虑到电动汽车和混合动力汽车的普及,新能源设备还包括电动汽车充电桩。终端通过对电动汽车充放电的管理来展现家庭住宅对电动汽车的应用。在智能交互终端上可以选择定电量、定时间、定金额、自动(充满为止)四种充电模式;还可以实时显示当前充电模式、时间(已充电时间、剩余充电时间)、电量(已充电电量、待充电电量)及当前计费信息。同时也可以监视及控制电动汽车在放电时的各种信息。由此来实现电动汽车充放电的有序管理。电动汽车在充电时可作为负荷使用,在放电时可作为家庭备用电源使用。
二,以太网通讯接口。以太网通讯接口连接Internet,使系统中的各种信息汇总到终端后能够上传到互联网;同时,通过各种终端设备(如手机)接入互联网,也能够发送控制命令到终端,对户内设备进行操作。
进一步的,以太网通讯接口可以扩展为有线以太网通讯接口与无线以太网通讯接口,有线通讯接口通过网关连接互联网,网关还可以连接家庭中的PC,无线接口(WIFI)可以通过无线路由接入互联网。
进一步的,如果家庭中各种电气设备众多,智能交互终端还可以设置分机,各分机也通过各自的以太网通讯接口接入网关。
三,无线射频。终端中设有无线射频接口,对应于智能家电、智能开关、智能插座、智能调光面板,与它们进行通讯。无线射频的组网、控制等不再详述。这里,无线通讯仍采用433MHZ无线射频方式。
四,人机交互接口,即为输入输出口,微处理器通过特定的输入输出端口与触摸屏控制模块对应端口连接。作为一种可操作的设备,终端具备用于人机交互的设备是必要的,这里采用了触摸屏。
五,对应各种可扩展设备的接口。各种可扩展设备包括安保、门禁设备,影音设备等。各扩展接口可以根据需要设置,而且该接口也可以采用433MHZ无线射频方式,这样只需要在扩展设备上安装无线射频装置,使其成为无线射频网络的节点。
终端中嵌入能效管理软件,实现新能源的接入及管理。家庭用电既可以来自电网也可以来自新能源发电。通过对新能源发电的利用实现用户节约用电的目的和提高电网高峰期的承载能力,起到削峰填谷的作用。系统通过接入光伏发电、风力发电及储能等新能源设备与用户用电负荷构成一个户内微电网系统。户内微电网管理将有效实现对户内的各类负荷管理,并对户内各类负荷进行分类,并且当电网故障时能快速的启动和反应,按预定设置自动切除不必要的负荷,保证户内重要负荷的正常运行。通过户内微电网系统的管理和控制可以实现新能源的有效利用,电动汽车充放电的有效管理,各种家电设备的优化利用,提高用电可靠性的同时为用户节约用电成本。

Claims (5)

1.用于智能家居的智能交互终端,其特征在于,包括微处理器及其外围接口电路,所述外围接口电路包括用于连接新能源设备及用于采集智能计量表信息的采集装置的RS485接口;用于连接触摸屏的人机交互接口;用于接入Internet的以太网通讯接口;用于无线通讯的无线射频接口。
2.根据权利要求1所述的用于智能家居的智能交互终端,其特征在于,所述采集装置上设有对应所述智能计量表的无线接收端口。
3.根据权利要求1所述的用于智能家居的智能交互终端,其特征在于,所述新能源设备包括光伏发电设备、风力发电设备、储能设备和/或电动车充电设备。
4.根据权利要求1所述的用于智能家居的智能交互终端,其特征在于,所述智能计量表包括智能电表、智能水表和/或智能气表。
5.根据权利要求1所述的用于智能家居的智能交互终端,其特征在于,所述以太网通讯接口包括有线通讯接口与无线WIFI通讯接口。
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