CN220190527U - 一种多通信手段的智能配电箱系统及智能配电箱 - Google Patents

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杜书语
卢雄涛
毛彻
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Abstract

本实用新型属于智能家居技术领域，提供了一种多通讯手段的智能配电箱系统，包括：数据采集层，用于采集预设家庭终端设备的参数；网络通信层，用于将采集的预设家庭终端设备的参数进行解析并通过多种通信方式进行数据传输；用户管理层，用于接收网络通信层传输的数据并进行封装处理，并向用户展示对应的数据。本实用新型的优点在于通过多种通信方式在智能家居与用户之间建立网络连接，家庭中的终端设备可以通过ZigBee无线网络进行设备联网，集成蓝牙通信、WIFI通信、GPRS移动通信技术，通过多种无线通信方式与用户终端控制设备进行通信，实现用户远程对家用电器的控制和对家居设备用电情况的实时监测。本申请还提供一种智能配电箱。

Description

一种多通信手段的智能配电箱系统及智能配电箱
技术领域
本实用新型涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种多通信手段的智能配电箱系统及智能配电箱。
背景技术
近年来，智能家居已经成为提升人们的生活水平，提高居住体验的重要方面。而智能家居产品设计是以人们周波的社区环节为中心，利用现有的自动化技术，传感器技术，网络技术，人工智能技术和大数据技术设计出提高人们生活质量的高科技智能产品。智能家居产品的研究方向是指通过传感器、控制器和网络技术进行系统集成，实现集中管理和远程监控。而实现网络通信的智能配电箱是搭建家居系统的关键一步。智能配电箱必须保证网络的正常通信，为数据采集终端模块和用户手机客户端管理软件进行数据传输搭建桥梁。而现有的智能配电箱往往是采用单通信模式，容易发生通信故障，从而导致数据读取异常。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种，用以解决现有配电箱通信手段单一，容易发生通信故障，无法远程操控等的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种多通讯手段的智能配电箱系统，包括：
数据采集层，用于采集预设家庭终端设备的参数；
网络通信层，用于将采集的预设家庭终端设备的参数进行解析并通过多种通信方式进行数据传输；
用户管理层，用于接收网络通信层传输的数据并进行封装处理，并向用户展示对应的数据。
进一步的，网络通信层包括：
主控制器，用于采集的预设家庭终端设备的参数进行解析；
蓝牙模块，用于将解析后的数据通过蓝牙通信形式传输至所述用户管理层；
GPRS模块，用于将解析后的数据通过GPRS移动通信形式传输至所述用户管理层；
WIFI模块，用于将解析后的数据通过WIFI通信形式传输至所述用户管理层。
进一步的，网络通信层还包括：
声光报警模块，用于当采集的预设家庭终端设备的参数出现异常时，根据主控制指令发出报警信号。
进一步的，声光报警模块包括蜂鸣器和LED灯，所述蜂鸣器和LED灯均与所述主控制器连接。
进一步的，数据采集层包括多个家庭终端设备参数的采集终端，分别采集对应的设备参数并通过ZigBee组网方式将数据传输至主控制器。
进一步的，家庭终端设备参数的采集终端包括：
用电参数采集终端，用于通过电能采集芯片ATT7053AU采集家庭用电的电压、频率、电流、功率因数和供电量参数；
温湿度采集终端，用于通过型号为DHT11温湿度传感器采集周围环境的温湿度参数；
漏电流采集终端，通过漏电流互感器采集各终端设备的漏电流参数。
进一步的，主控制器为NanoPi Neo型号的单片机。
本实用新型的目的还在于提供一种智能配电箱，包括多通讯手段的智能配电箱系统。
本实用新型与现有技术相比，至少包含以下有益效果：
通过多种通信方式在智能家居与用户之间建立网络连接，家庭中的终端设备可以通过ZigBee无线网络进行设备联网，集成蓝牙通信、WIFI通信、GPRS移动通信技术，通过多种无线通信方式与用户终端控制设备进行通信，实现用户远程对家用电器的控制和对家居设备用电情况的实时监测。
附图说明
图1是本实用新型实施例的整体框架示意图；
图2是本实用新型实施例的功能框图。
具体实施方式
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1所示，本实用新型一种多通讯手段的智能配电箱系统，包括：
数据采集层，用于采集预设家庭终端设备的参数；
网络通信层，用于将采集的预设家庭终端设备的参数进行解析并通过多种通信方式进行数据传输；
用户管理层，用于接收网络通信层传输的数据并进行封装处理，并向用户展示对应的数据。
如图2所示，数据采集层包括多个家庭终端设备参数的采集终端，分别采集对应的设备参数并通过ZigBee组网模块将数据传输至主控制器。
其中，家庭终端设备参数的采集终端包括：
用电参数采集终端，用于通过电能采集芯片ATT7053AU采集家庭用电的电压、频率、电流、功率因数和供电量参数；
温湿度采集终端，用于通过型号为DHT11温湿度传感器采集周围环境的温湿度参数；
漏电流采集终端，通过漏电流互感器采集各终端设备的漏电流参数。
各个终端设备通过ZigBee无线网络把数据发送至协调器(图中未示出)，然后协调器再通过串口传送到主控制器NanoPi Neo中，完成数据的采集。
进一步的，网络通信层是多种无线通信方式组成的网络。现在的智能家居产品的控制端主要是智能手机和平板，所以本实用新型采用蓝牙、WiFI和数据流量通信模块设计多种无线通信方式供用户选择。网络通讯层可以把主控制器解析处理后的数据通过蓝牙、WiFI和数据流量通信等模块发送至用户终端控制设备。
其中，网络通信层包括：主控制器、ZigBee组网模块、蓝牙模块、GPRS模块、WIFI模块和声光报警模块。
主控制器用于采集的预设家庭终端设备的参数进行解析，主控制器为NanoPi Neo型号的单片机，其在外围提供6种接口，分别为系统电源接口、SD卡卡槽、调试器接口、USB接口、以太网接口和GPIO接口。系统电源接口是Micro USB接口，电压为4.7-5.6V。调试接口用于设计开发，便于开发者跟踪系统运行情况，快速解决异常问题。USB接口是通用串行总线，便于系统的升级；以太网接口为标准的RJ45接口，可以畅享网络信息。
蓝牙模块用于将解析后的数据通过蓝牙通信形式传输至终端控制设备，蓝牙模块通过串口和主控制器连接，支持蓝牙串口SPP协议，用户通过配置AT指令，就可以操作该蓝牙模块。在近距离数据通信时，可以使用PCB天线发射信号。每次通信时，主控制器通过串口发送AT指令到蓝牙模块的串口，内部的MCU会解析命令，然后对传输数据进行编码和解码等操作。
GPRS模块用于将解析后的数据通过GPRS移动通信形式传输至终端控制设备，其采用SIM900A模块，使用双频GSM和GPRS，都支持AT指令设置。其内部具有TCP/IP协议栈，可以通过GPRS和互联网连接。该模块带有串口，使之与NanoPi NEO的UART2串口进行传输。该模块使得智能供配电箱能够在没有WIFI网络的情况下，能与客户端管理软件进行数据通信。
WIFI模块用于将解析后的数据通过WIFI通信形式传输至用户终端控制设备，其采用的是GE-LW04-7601型号的USB-WIFI产品，传输速度可以达到150Mbps的传输速率，安全性高，并采用安全的加密方式WSA2进行数据传输。
声光报警模块，用于当采集的预设家庭终端设备的参数出现异常时，根据主控制指令发出报警信号。声光报警模块包括蜂鸣器和LED灯，所述蜂鸣器和LED灯均与所述主控制器连接。
当家用电器设备出现异常时，或者用电功率过高，导致出现过电流情况，容易产生火灾。因此本系统设计声光报警模块，能够发出报警信号，方便用户进行故障排查。当采集终端检测到温度大于70度或者出现欠压、过压、大电流等情况时，能够发出相应的报警信号。
用户管理层主要是将数据进行封装处理，以便捷的方式呈现给用户，从而将智能家居产品的所有功能展示给用户，方便用户进行查看和控制。用户管理层中包括用户终端控制设备等，能够实现用户远程对家用电器的控制和对家居设备用电情况的实时监测。
本实用新型还提供了一种智能配电箱，包括上述的多通讯手段的智能配电箱系统。
本实用新型通过多种通信方式在智能家居与用户之间建立网络连接，家庭中的终端设备可以通过ZigBee无线网络进行设备联网，集成蓝牙通信、WIFI通信、GPRS移动通信技术，通过多种无线通信方式与用户终端控制设备进行通信，实现用户远程对家用电器的控制和对家居设备用电情况的实时监测。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种多通信手段的智能配电箱系统，其特征在于，包括：
数据采集层，用于采集预设家庭终端设备的参数；
网络通信层，用于将采集的预设家庭终端设备的参数进行解析并通过多种通信方式进行数据传输；
用户管理层，用于接收网络通信层传输的数据并进行封装处理，并向用户展示对应的数据；
所述网络通信层包括：
主控制器，用于采集的预设家庭终端设备的参数进行解析；
蓝牙模块，用于将解析后的数据通过蓝牙通信形式传输至所述用户管理层；
GPRS模块，用于将解析后的数据通过GPRS移动通信形式传输至所述用户管理层；
WIFI模块，用于将解析后的数据通过WIFI通信形式传输至所述用户管理层；
所述数据采集层包括多个家庭终端设备参数的采集终端，分别采集对应的设备参数并通过ZigBee组网方式将数据传输至主控制器；
所述家庭终端设备参数的采集终端包括：
用电参数采集终端，用于通过电能采集芯片ATT7053AU采集家庭用电的电压、频率、电流、功率因数和供电量参数；
温湿度采集终端，用于通过型号为DHT11温湿度传感器采集周围环境的温湿度参数；
漏电流采集终端，通过漏电流互感器采集各终端设备的漏电流参数。
2.根据权利要求1所述的一种多通信手段的智能配电箱系统，其特征在于，所述网络通信层还包括：
声光报警模块，用于当采集的预设家庭终端设备的参数出现异常时，根据主控制指令发出报警信号。
3.根据权利要求2所述的一种多通信手段的智能配电箱系统，其特征在于，所述声光报警模块包括蜂鸣器和LED灯，所述蜂鸣器和LED灯均与所述主控制器连接。
4.根据权利要求1所述的一种多通信手段的智能配电箱系统，其特征在于，所述主控制器为NanoPi Neo型号的单片机。
5.一种智能配电箱，其特征在于，包括权利要求1～4任一项所述的多通信手段的智能配电箱系统。
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