CN210201557U - 一种智能家庭能量管控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能家庭能量管控装置，包括传感器模块、数据处理模块、以及分别与所述数据处理模块连接的本地无线通信模块、无线网卡模块以及数据存储模块，所述传感器模块分别与所述本地无线通信模块以及用户侧设备连接。本实用新型通过传感器模块采集用户侧设备的传感数据并通过所述本地无线通信模块发送给数据处理模块；所述数据处理模块接收采集得到的传感数据并进行程序计算，并且通过本地通信无线模块以及传感器模块下发处理结果至用户侧设备；另外通过无线网卡模块与智能台区云平台进行数据通信；通过无线网卡模块与手机等智能终端设备进行通信，实现台区终端与用户需求侧的信息交互。

Description

一种智能家庭能量管控装置

技术领域

本实用新型涉及电力综合监控技术领域，尤其涉及一种智能家庭能量管控装置。

背景技术

随着智能电网和电力市场的发展与完善，需求侧资源在竞争市场中的作用正在被重新认识，在电力市场竞争中引入需求响应，通过价格信号和激励机制来增加需求侧在市场中的作用，并将供应侧和需求侧的资源进行综合资源规划，面向灵活互动智能用电的需求响应成为发展趋势。而其中配电台区是未来配电网智能运行的关键部分，为实现台区管控系统更加高效可靠、灵活互动运行，向未来智能台区过渡，考虑到未来电力市场的深化改革，用户侧分布式发电、储能装置、电动汽车等可调度资源的大量接入，将智能化这一概念延伸至台区用户侧，通过实现台区电力用户的智能化，从而大大提升了配电台区管控水平的智能化。

然而目前台区管控中对于用户侧的用电信息采集，仅能够采集用户的用电量等基础信息，且其中的数据为单向传输，用户侧设备无法与台区实现信息交互，用户需求侧响应低；同时现有的用户侧家庭智能设备控制系统大多采用一种通信方式，由于通信方式单一，不能适应未来不同生产厂家生产的不同通信方式的产品，智能控制系统功能比较单一，无法实现与配电台区灵活互动。

实用新型内容

本实用新型为解决现有台区终端与用户需求侧无法实现信息交互、功能和通信方式单一的问题，提供了一种智能家庭能量管控装置。

为实现以上实用新型目的，而采用的技术手段是：

一种智能家庭能量管控装置，包括传感器模块、数据处理模块、以及分别与所述数据处理模块连接的本地无线通信模块、无线网卡模块，所述传感器模块分别与所述本地无线通信模块以及用户侧设备连接。

上述方案中，通过传感器模块采集用户侧设备的传感数据并通过所述本地无线通信模块发送给数据处理模块；所述数据处理模块接收采集得到的传感数据并进行所需的程序计算，并且通过本地通信无线模块以及传感器模块下发处理结果至用户侧设备；另外通过无线网卡模块与智能台区云平台进行数据通信；以及通过无线网卡模块与手机等智能终端设备进行通信，实现台区终端与用户需求侧的信息交互。

优选的，所述数据处理模块包括处理器，所述本地无线通信模块包括WIFI通信单元、ZigBee通信单元、蓝牙通信单元，所述WIFI通信单元、ZigBee通信单元、蓝牙通信单元均分别与所述处理器连接。在本优选方案中，本地无线通信模块的设置使得本装置同时满足WIFI、zigbee、蓝牙三种无线通信方式。

优选的，所述处理器的型号为STM32F103，所述WIFI通信单元的型号为ESP8266，所述ZigBee通信单元的型号为CC2530，所述蓝牙通信单元的型号为HC-08。在本优选方案中，STM32F103处理器有7个通信串口，同时其可以根据实际需要实现以下功能：根据各传感器所测数据进行优化计算、控制各智能用电设备开停机时段、运行方式、运行功率大小；根据所述配置信息，对各个模块的工作状态进行控制

优选的，所述WIFI通信单元通过RXD1端、TXD1端分别与所述处理器的USART_TX1端、USART_RX1端对应连接，所述ZigBee通信单元通过RXD2端、TXD2端分别与所述处理器的USART_TX2端、USART_RX2端对应连接，所述蓝牙通信单元通过RXD3端、TXD3端分别与所述处理器的USART_TX3端、USART_RX3端对应连接。

优选的，所述无线网卡模块的型号为BL_150UA，所述无线网卡模块的USB_DP端、USB_DM端分别与所述处理器的USB_DP端、USB_DM端对应连接。在本优方案中，装置通过无线网卡模块与智能台区云平台进行数据通信以及与手机等智能终端设备进行通信。

优选的，所述装置还包括SD卡数据存储模块，所述SD卡数据存储模块的CS端、CLK端、DO端、DI端、分别与所述处理器的SDIO_CK端、SDIO_CMD端、SDIO_D0端、SDIO_D1端对应连接。在本优选方案中，数据存储模块用于对数据处理模块的部分数据进行存储和调用。

优选的，所述装置还包括触摸屏控制模块，所述触摸屏控制模块的型号为ADS7843，其DLCK端、DIN端、DOUT端分别与处理器的SCK端、MOSI端、MISO端对应连接。在本优选方案中，触摸屏控制模块接收来自数据处理模块程序计算得到的如实时电费信息、电能消耗情况、负载设备运行情况、可再生能源出力等并进行可视化；同时接收电力用户设置的输入参数，并传输至数据处理模块参与计算。

优选的，所述装置还包括串口转以太网模块，所述串口转以太网模块分别与所述本地无线通信模块以及传感器模块连接。在本优选方案中，设置串口转以太网模块可以将有线通信转换成WiFi无线通信，以满足电气设备可能采用有线通信的需求。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

1.本实用新型的装置通过传感器模块采集用户侧设备的传感数据并通过本地无线通信模块发送给数据处理模块；所述数据处理模块接收采集得到的传感数据后进行相关的数据处理，并且通过本地通信无线模块以及传感器模块下发处理结果至用户侧设备；另外通过无线网卡模块与智能台区云平台进行数据通信；通过无线网卡模块与手机等智能终端设备进行通信，实现了台区终端与用户需求侧的信息交互。本实用新型的装置基于台区调度与用户行为，可实现以用户经济效益最大化、节能效益最大等为目标的能量管控。

2.本实用新型的装置采用触摸屏控制模块以及无线网卡模块与手机等智能终端设备相结合的人机交互模式，使得用户侧设备与台区方便地进行信息交互，极大程度提高用户需求侧响应。

3.本实用新型的装置采用包括WiFi、zigbee、蓝牙无线通信的多种通信组网方式，相比以往采用单一通信组网方式，能够提高本装置的兼容性和通信效率。本实用新型解决了现有台区终端与用户需求侧无法实现信息交互、功能和通信方式单一的问题。

附图说明

图1为实施例2中智能家庭能量管控装置的结构框图。

图2为实施例2中处理器与WIFI通信单元、ZigBee通信单元、蓝牙通信单元、数据存储模块、触摸屏控制模块的主要连接图。

图3为实施例2中WIFI通信单元的电路图。

图4为实施例2中ZigBee通信单元的电路图。

图5为实施例2中蓝牙通信单元的电路图。

图6为实施例2中无线网卡模块的电路图。

图7为实施例2中触摸屏控制模块的电路图。

图8为实施例2中数据存储模块的电路图。

图9为实施例1中智能家庭能量管控装置的结构框图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

一种智能家庭能量管控装置，如图9所示，包括传感器模块、数据处理模块、以及分别与所述数据处理模块连接的本地无线通信模块、无线网卡模块，所述传感器模块分别与所述本地无线通信模块以及用户侧设备连接。

实施例2

一种智能家庭能量管控装置，如图1所示，包括传感器模块、串口转以太网模块、数据处理模块、以及分别与所述数据处理模块连接的本地无线通信模块、无线网卡模块、数据存储模块以及触摸屏控制模块，所述传感器模块分别与所述本地无线通信模块以及用户侧设备连接，所述串口转以太网模块分别与所述本地无线通信模块以及传感器模块连接。

其中，如图2所示，所述数据处理模块包括型号为STM32F103的处理器，所述本地无线通信模块包括WIFI通信单元、ZigBee通信单元、蓝牙通信单元，所述WIFI通信单元通过RXD1端、TXD1端分别与所述处理器的USART_TX1端、USART_RX1端对应连接，所述ZigBee通信单元通过RXD2端、TXD2端分别与所述处理器的USART_TX2端、USART_RX2端对应连接，所述蓝牙通信单元通过RXD3端、TXD3端分别与所述处理器的USART_TX3端、USART_RX3端对应连接。

其中，如图3所示，所述WIFI通信单元的型号为ESP8266，其GND端接地，GPI015端与第三电阻R3连接后接地，GPI00端与第四电阻R4连接后接电源正极，RXD1端连接第一二极管D1后连接所述处理器的USART_TX1端，TXD1端连接第二二极管D2后连接所述处理器的USART_RX1端，RXD1端还连接第六电阻R6后接电源正极，TXD1端连接第二二极管D2后还通过第五电阻R5后接地，CH_PD端与第一电阻R1的一端连接，RESET与第二电阻R2的一端连接，VCC端与第一电阻R1的另一端连接以及第二电阻R2的另一端连接在一起后连接电源正极。

其中如图4所示，所述ZigBee通信单元的型号为CC2530，其中两个GND端连接在一起后接地，两个端VCC连接在一起后连接电源正极，P2.2端连接节点DC，P2.1端连接节点DD，P1.7端连接MISO，P1.6端连接节点MOSI，P1.5端连接节点SCK，P1.4端连接节点CSN，RST端连接节点RESET，P0.2端连接处理器的USART_TX2端、P0.3端连接处理器的USART_RX2端，P1.0端连接节点LED1，P1.1端连接节点LED2；

如图5所示，所述蓝牙通信单元的型号为HC-08，其中GND端接地，VCC端接电源正极，RXD3端、TXD3端分别与所述处理器的USART_TX3端、USART_RX3端对应连接。

其中，如图6所示，所述无线网卡模块的型号为BL_150UA，其中的USB_DP端、USB_DM端分别与所述处理器的USB_DP端、USB_DM端对应连接。

其中，如图8所示，SD卡数据存储模块的CS端、CLK端、DO端、DI端、分别与所述处理器的SDIO_CK端、SDIO_CMD端、SDIO_D0端、SDIO_D1端对应连接，DI端、DO端、CLK端还分别连接第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9后接电源正极，VCC端接电源正极、VSS端与VSS2连接在一起后接地。

其中，如图7所示，所述触摸屏控制模块的型号为ADS7843，所述触摸屏控制模块的DLCK端、DIN端、DOUT端分别与处理器的SCK端、MOSI端、MISO端对应连接。

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能家庭能量管控装置，其特征在于，包括传感器模块、数据处理模块、以及分别与所述数据处理模块连接的本地无线通信模块、无线网卡模块，所述传感器模块分别与所述本地无线通信模块以及用户侧设备连接。

2.根据权利要求1所述的智能家庭能量管控装置，其特征在于，所述数据处理模块包括处理器，所述本地无线通信模块包括WIFI通信单元、ZigBee通信单元、蓝牙通信单元，所述WIFI通信单元、ZigBee通信单元、蓝牙通信单元均分别与所述处理器连接。

3.根据权利要求2所述的智能家庭能量管控装置，其特征在于，所述处理器的型号为STM32F103，所述WIFI通信单元的型号为ESP8266，所述ZigBee通信单元的型号为CC2530，所述蓝牙通信单元的型号为HC-08。

4.根据权利要求3所述的智能家庭能量管控装置，其特征在于，所述WIFI通信单元通过RXD1端、TXD1端分别与所述处理器的USART_TX1端、USART_RX1端对应连接，所述ZigBee通信单元通过RXD2端、TXD2端分别与所述处理器的USART_TX2端、USART_RX2端对应连接，所述蓝牙通信单元通过RXD3端、TXD3端分别与所述处理器的USART_TX3端、USART_RX3端对应连接。

5.根据权利要求2所述的智能家庭能量管控装置，其特征在于，所述无线网卡模块的型号为BL_150UA，所述无线网卡模块的USB_DP端、USB_DM端分别与所述处理器的USB_DP端、USB_DM端对应连接。

6.根据权利要求2所述的智能家庭能量管控装置，其特征在于，所述装置还包括SD卡数据存储模块，所述SD卡数据存储模块的CS端、CLK端、DO端、DI端、分别与所述处理器的SDIO_CK端、SDIO_CMD端、SDIO_D0端、SDIO_D1端对应连接。

7.根据权利要求2所述的智能家庭能量管控装置，其特征在于，所述装置还包括触摸屏控制模块，所述触摸屏控制模块的型号为ADS7843，其DLCK端、DIN端、DOUT端分别与处理器的SCK端、MOSI端、MISO端对应连接。

8.根据权利要求1或2所述的智能家庭能量管控装置，其特征在于，所述装置还包括串口转以太网模块，所述串口转以太网模块分别与所述本地无线通信模块以及传感器模块连接。

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