基于云計(jì)算的智能家居的能源管理系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于云計(jì)算的智能家居的能源管理系統(tǒng)，利用家庭能耗的無(wú)線數(shù)據(jù)采集，將家庭能耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?，在云端服?wù)器安裝能耗統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)能耗情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并將分析結(jié)果發(fā)布，通過(guò)建立能源使用的最優(yōu)模型制定能源控制策略，通過(guò)家庭能源控制終端實(shí)現(xiàn)家庭能源的無(wú)線智能控制，移動(dòng)終端連接網(wǎng)絡(luò)獲取家庭能耗信息，同時(shí)可以根據(jù)個(gè)人偏好制定控制策略，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端遠(yuǎn)程制定控制策略并控制家庭能耗系統(tǒng)。該能源管理系統(tǒng)組網(wǎng)簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展性好無(wú)需本地架設(shè)服務(wù)器、無(wú)需大量線纜的鋪設(shè)節(jié)約能源、資源和資金。能耗數(shù)據(jù)采集和家庭能源控制終端采用片上SOC作為主控器，不僅硬件復(fù)雜度低、體積小、能耗低和使用成本低，且安裝和維護(hù)方便。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于云計(jì)算的智能家居的能源管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種家庭能源集中管理技術(shù)，特別涉及一種基于云計(jì)算的智能家居的能源管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越普遍，伴隨著能源問(wèn)題日益嚴(yán)重，家庭能源管理和控制越來(lái)越重要，因此，在智能家居系統(tǒng)中加入一套智能的能源管理系統(tǒng)對(duì)于節(jié)能具有重要意義。對(duì)于引入分布式發(fā)電系統(tǒng)的家庭，家庭能源管理系統(tǒng)將新能源和國(guó)家電網(wǎng)的能源進(jìn)行最優(yōu)調(diào)配，達(dá)到高效使用清潔能源的目的。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的家庭能源管理系統(tǒng)通常采用傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)，使用有線的方式對(duì)單一的設(shè)備進(jìn)行能耗管理和控制，屬于現(xiàn)場(chǎng)控制的范疇。因此推出一種無(wú)線智能的家庭能源管理控制系統(tǒng)用于勢(shì)在必行，本發(fā)明充分考慮傳統(tǒng)的能源管理控制系統(tǒng)的不足，將無(wú)線智能控制技術(shù)應(yīng)用到智能家居的能源管理控制系統(tǒng)中，避免了現(xiàn)場(chǎng)布線的麻煩，采用云存儲(chǔ)和云計(jì)算的方法對(duì)家庭能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，節(jié)省了架設(shè)服務(wù)器的費(fèi)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的家庭能源管理系統(tǒng)還停留在現(xiàn)場(chǎng)控制、智能化低的問(wèn)題，提出了一種基于云計(jì)算的智能家居的能源管理系統(tǒng)，利用家庭能耗的無(wú)線數(shù)據(jù)采集，將家庭能耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?，在云端服?wù)器安裝能耗統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)能耗情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并將分析結(jié)果發(fā)布，通過(guò)建立能源使用的最優(yōu)模型制定能源控制策略，通過(guò)家庭能源控制終端實(shí)現(xiàn)家庭能源的無(wú)線智能控制，移動(dòng)終端連接網(wǎng)絡(luò)獲取家庭能耗信息，同時(shí)可以根據(jù)個(gè)人偏好制定控制策略，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端遠(yuǎn)程制定控制策略并控制家庭能耗系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種基于云計(jì)算的智能家居的能源管理系統(tǒng)，包括能耗數(shù)據(jù)采集模塊、能耗數(shù)據(jù)處理和控制策略制定模塊、能源供給系統(tǒng)和家庭能源消耗系統(tǒng)；
所述能耗數(shù)據(jù)采集模塊包括智能家居系統(tǒng)的能耗采集模塊和智能三表的數(shù)據(jù)采集模塊，采集的數(shù)據(jù)采用WiFi的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥芎臄?shù)據(jù)處理和控制策略制定模塊中的云端;
所述能耗數(shù)據(jù)處理和控制策略制定模塊包括云端、能耗統(tǒng)計(jì)分析模塊、能耗信息發(fā)布模塊、移動(dòng)終端顯示模塊、移動(dòng)終端遠(yuǎn)程控制模塊、能耗控制策略模塊和家庭能源控制終端模塊；云端接收能耗數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)，送能耗統(tǒng)計(jì)分析模塊分析后送能耗控制策略模塊，能耗控制策略模塊將通過(guò)分析得到的最終能耗控制策略通過(guò)無(wú)線方式傳輸?shù)郊彝ツ茉聪南到y(tǒng)；能耗信息發(fā)布模塊將能耗統(tǒng)計(jì)分析模塊得到的結(jié)果在互聯(lián)網(wǎng)或者移動(dòng)終端進(jìn)行發(fā)布；移動(dòng)終端顯示模塊是通過(guò)移動(dòng)終端的調(diào)用數(shù)據(jù)查看能耗情況；個(gè)人通過(guò)移動(dòng)終端遠(yuǎn)程控制模塊設(shè)定控制策略，移動(dòng)終端遠(yuǎn)程控制模塊通過(guò)無(wú)線方式傳輸?shù)郊彝ツ茉聪南到y(tǒng)；
所述能源供給系統(tǒng)包括供水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、電網(wǎng)電能和家庭分布式新能源，給家庭能源消耗系統(tǒng)提供能源；
所述家庭能源消耗系統(tǒng)包括水消耗、氣消耗、智能家居系統(tǒng)和其他電能消耗。
[0006]所述智能家居系統(tǒng)的能耗采集模塊通過(guò)能耗采集傳感器采集智能家居系統(tǒng)中的能耗數(shù)據(jù)，能耗數(shù)據(jù)送第一類(lèi)MCU處理，第一類(lèi)MCU輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)到WiFi通信模塊，WiFi通信模塊將第一類(lèi)MCU輸出數(shù)據(jù)通過(guò)天線送出；
智能三表數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)智能三表數(shù)據(jù)采集傳感器采集家庭能源消耗系統(tǒng)中的能耗數(shù)據(jù)，能耗數(shù)據(jù)送第一類(lèi)MCU處理，第一類(lèi)MCU輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)到WiFi通信模塊，WiFi通信模塊將第一類(lèi)MCU輸出數(shù)據(jù)通過(guò)天線送出。
[0007]所述家庭能源控制終端包括第二類(lèi)MCU、電源管理、晶振、WiFi通信模塊、天線和能耗控制器，云端將能源控制策略通過(guò)WiFi通信模塊傳輸?shù)降诙?lèi)MCU，第二類(lèi)MCU輸出控制信號(hào)到能耗控制器，能耗控制器控制家庭能源消耗系統(tǒng)；同時(shí)移動(dòng)終端可以直接通過(guò)WiFi遠(yuǎn)程控制能耗控制器。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明基于云計(jì)算的智能家居的能源管理系統(tǒng)，采用無(wú)線通信、云計(jì)算和云存儲(chǔ)的方式對(duì)家庭能源進(jìn)行最優(yōu)控制，該能源管理系統(tǒng)組網(wǎng)簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展性好無(wú)需本地架設(shè)服務(wù)器、無(wú)需大量線纜的鋪設(shè)節(jié)約能源、資源和資金。能耗數(shù)據(jù)采集和家庭能源控制終端采用片上SOC作為主控器，不僅硬件復(fù)雜度低、體積小、能耗低和使用成本低，且安裝和維護(hù)方便。本發(fā)明智能程度高、節(jié)能、便捷和成本低的特點(diǎn)適用于家庭能源管理，具有實(shí)際的推廣意義。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明智能家居能耗采集單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明智能三表數(shù)據(jù)采集單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明家庭能源控制終端的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種基于云計(jì)算的智能家居能源管理系統(tǒng)如圖1所示，所述基于云計(jì)算的智能家居的能源管理系統(tǒng)，包括能耗數(shù)據(jù)采集模塊、能耗數(shù)據(jù)處理和控制策略制定模塊、能源供給系統(tǒng)和家庭能源消耗系統(tǒng)；所述能耗數(shù)據(jù)采集模塊包括智能家居系統(tǒng)的能耗采集模塊和智能三表的數(shù)據(jù)采集模塊；所述能耗數(shù)據(jù)處理和控制策略制定模塊包括云端、能耗統(tǒng)計(jì)分析模塊、能耗信息發(fā)布模塊、移動(dòng)終端顯示模塊、移動(dòng)終端遠(yuǎn)程控制模塊、能耗控制策略模塊和家庭能源控制終端模塊；所述能源供給系統(tǒng)包括供水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、電網(wǎng)電能和家庭分布式新能源；所述家庭能源消耗系統(tǒng)包括水消耗、氣消耗、智能家居系統(tǒng)和其他電能消耗。
[0011]本實(shí)施例中:智能家居系統(tǒng)的能耗采集模塊和智能三表數(shù)據(jù)采集模塊采用WiFi的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?。如圖2所示，本實(shí)施例中智能家居的能耗采集模塊包括第一類(lèi)MCU、電源管理、晶振、能耗采集傳感器、WiFi通信模塊和天線，其中能耗采集傳感器采集智能家居系統(tǒng)中的能耗數(shù)據(jù)，WiFi通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?，所述能耗采集傳感器和WiFi通信模塊由第一類(lèi)MCU驅(qū)動(dòng)控制。如圖3所示，本實(shí)施例中智能三表數(shù)據(jù)采集包括第一類(lèi)MCU、電源管理、晶振、智能三表數(shù)據(jù)采集傳感器、WiFi通信模塊和天線，其中智能三表數(shù)據(jù)采集傳感器采集家庭能源消耗系統(tǒng)中的能耗數(shù)據(jù)，WiFi通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?，所述智能三表?shù)據(jù)采集傳感器和WiFi通信模塊由第一類(lèi)MCU驅(qū)動(dòng)控制。
[0012]本實(shí)施例中智能家居能耗采集模塊的個(gè)數(shù)為1-50個(gè)，智能三表數(shù)據(jù)采集模塊的個(gè)數(shù)為1-10個(gè)。
[0013]本實(shí)施例中能耗數(shù)據(jù)處理和控制策略制定模塊中的能耗統(tǒng)計(jì)分析模塊和能耗控制策略模塊是指在云端服務(wù)器安裝有能耗統(tǒng)計(jì)分析的軟件，能夠分析出家庭能耗的分布圖并將分析結(jié)果進(jìn)行發(fā)布，所述能耗信息發(fā)布模塊是指將分析的能耗結(jié)果在互聯(lián)網(wǎng)或者移動(dòng)終端進(jìn)行發(fā)布；所述移動(dòng)終端顯示模塊是指能夠通過(guò)移動(dòng)終端的應(yīng)用程序查看能耗情況。所述移動(dòng)終端遠(yuǎn)程控制模塊是指能夠通過(guò)移動(dòng)終端的應(yīng)用程序根據(jù)個(gè)人偏好設(shè)定控制狀態(tài)和策略；所述家庭能源控制終端是指通過(guò)家庭能源控制終端實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭能源消耗系統(tǒng)的控制，包括人工設(shè)定控制方案、根據(jù)能耗控制策略進(jìn)行自動(dòng)控制以及使用移動(dòng)終端進(jìn)行控制。
[0014]本實(shí)施例中，如圖4所示，家庭能源控制終端包括第二類(lèi)MCU、電源管理、晶振、WiFi通信模塊、天線和能耗控制器，其中能耗控制器和WiFi通信模塊由第二類(lèi)MCU進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，云端將能源控制策略通過(guò)WiFi通信模塊傳輸?shù)降诙?lèi)MCU，第二類(lèi)MCU驅(qū)動(dòng)能耗控制器控制家庭能源消耗系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)能耗的自動(dòng)控制；同時(shí)移動(dòng)終端可以直接通過(guò)WiFi遠(yuǎn)程控制能耗控制器，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端遠(yuǎn)程控制家庭能源消耗系統(tǒng)。
[0015]本實(shí)施例中移動(dòng)終端包括智能手機(jī)、平板電腦等可攜帶智能操作系統(tǒng)的終端設(shè)備。
[0016]本實(shí)施例中能耗數(shù)據(jù)處理和控制策略制定模塊，采用云存儲(chǔ)和云計(jì)算的方式減少了家庭架設(shè)服務(wù)器的成本，通過(guò)能耗統(tǒng)計(jì)分析可以建立家庭能耗的數(shù)學(xué)模型，從而制定能耗控制策略；能耗統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，移動(dòng)終端通過(guò)WiFi/3G等網(wǎng)絡(luò)可以查看能耗情況；家庭能源控制終端執(zhí)行控制策略，實(shí)現(xiàn)能源消耗系統(tǒng)的最優(yōu)能耗控制；
本實(shí)施例中家庭分布式新能源包括分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)以及分布式燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)等；
本實(shí)施例中家庭能源消耗系統(tǒng)中的其他電能消耗為智能家居系統(tǒng)以外的電器設(shè)備；本實(shí)施例中能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)僅采集智能家居系統(tǒng)的能耗和智能三表采集家庭的整體能耗，因此能耗統(tǒng)計(jì)分析建立數(shù)學(xué)模型需考慮對(duì)其他能耗設(shè)備的補(bǔ)償，從而使制定的能源控制策略符合家庭能源使用的實(shí)際情況。
【權(quán)利要求】
1.一種基于云計(jì)算的智能家居的能源管理系統(tǒng)，其特征在于，包括能耗數(shù)據(jù)采集模塊、能耗數(shù)據(jù)處理和控制策略制定模塊、能源供給系統(tǒng)和家庭能源消耗系統(tǒng)； 所述能耗數(shù)據(jù)采集模塊包括智能家居系統(tǒng)的能耗采集模塊和智能三表的數(shù)據(jù)采集模塊，采集的數(shù)據(jù)采用WiFi的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥芎臄?shù)據(jù)處理和控制策略制定模塊中的云端; 所述能耗數(shù)據(jù)處理和控制策略制定模塊包括云端、能耗統(tǒng)計(jì)分析模塊、能耗信息發(fā)布模塊、移動(dòng)終端顯示模塊、移動(dòng)終端遠(yuǎn)程控制模塊、能耗控制策略模塊和家庭能源控制終端模塊；云端接收能耗數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)，送能耗統(tǒng)計(jì)分析模塊分析后送能耗控制策略模塊，能耗控制策略模塊將通過(guò)分析得到的最終能耗控制策略通過(guò)無(wú)線方式傳輸?shù)郊彝ツ茉聪南到y(tǒng)；能耗信息發(fā)布模塊將能耗統(tǒng)計(jì)分析模塊得到的結(jié)果在互聯(lián)網(wǎng)或者移動(dòng)終端進(jìn)行發(fā)布；移動(dòng)終端顯示模塊是通過(guò)移動(dòng)終端的調(diào)用數(shù)據(jù)查看能耗情況；個(gè)人通過(guò)移動(dòng)終端遠(yuǎn)程控制模塊設(shè)定控制策略，移動(dòng)終端遠(yuǎn)程控制模塊通過(guò)無(wú)線方式傳輸?shù)郊彝ツ茉聪南到y(tǒng)； 所述能源供給系統(tǒng)包括供水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、電網(wǎng)電能和家庭分布式新能源，給家庭能源消耗系統(tǒng)提供能源； 所述家庭能源消耗系統(tǒng)包括水消耗、氣消耗、智能家居系統(tǒng)和其他電能消耗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于云計(jì)算的智能家居的能源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述智能家居系統(tǒng)的能耗采集模塊通過(guò)能耗采集傳感器采集智能家居系統(tǒng)中的能耗數(shù)據(jù)，能耗數(shù)據(jù)送第一類(lèi)MCU處理，第一類(lèi)MCU輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)到WiFi通信模塊，WiFi通信模塊將第一類(lèi)MCU輸出數(shù)據(jù)通過(guò)天線送出； 智能三表數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)智能三表數(shù)據(jù)采集傳感器采集家庭能源消耗系統(tǒng)中的能耗數(shù)據(jù)，能耗數(shù)據(jù)送第一類(lèi)MCU處理，第一類(lèi)MCU輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)到WiFi通信模塊，WiFi通信模塊將第一類(lèi)MCU輸出數(shù)據(jù)通過(guò)天線送出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于云計(jì)算的智能家居的能源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述家庭能源控制終端包括第二類(lèi)M⑶、電源管理、晶振、WiFi通信模塊、天線和能耗控制器，云端將能源控制策略通過(guò)WiFi通信模塊傳輸?shù)降诙?lèi)MCU，第二類(lèi)MCU輸出控制信號(hào)到能耗控制器，能耗控制器控制家庭能源消耗系統(tǒng)；同時(shí)移動(dòng)終端可以直接通過(guò)WiFi遠(yuǎn)程控制能耗控制器。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK104035415SQ201410262005
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】錢(qián)平, 王文瑞 申請(qǐng)人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院