本發(fā)明涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種參與電網(wǎng)需求側(cè)響應的綜合智能家居系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的增長，人們生活水平的提高，越來越多的人開始追求更高質(zhì)量的生活品質(zhì)。近年來，控制技術(shù)的發(fā)展，智能手機的普及以及移動通信技術(shù)的應用，為智能家居的發(fā)展提供了設(shè)備和技術(shù)基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)的家居相比，智能家居技術(shù)不但具有智能化，便捷化的特點，還使人們的家居生活更加節(jié)能與安全。

智能家居系統(tǒng)是一種通過家庭局域網(wǎng)，將所有與家居生活有關(guān)的設(shè)備連接起來，實現(xiàn)信息交互共享，并且通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使屋主遠程控制用電設(shè)備成為可能。近年來，一些智能家居系統(tǒng)已經(jīng)得到實際應用，然而，目前的智能家居系統(tǒng)還存在以下一些缺陷：

(1)缺乏主動性，目前不能夠主動監(jiān)測屋主位置和移動狀態(tài)，實現(xiàn)智能判斷，智能控制一些家電的開啟和關(guān)閉。

(2)功能不齊全，只能夠?qū)崿F(xiàn)一些基本家電的智能控制，沒有將所有的家電連接成一個整體；一些智能家居系統(tǒng)雖然具有防盜報警系統(tǒng)，但無法向屋主發(fā)布報警信息，往往造成無法挽回的財產(chǎn)損失；

(3)缺乏安全環(huán)保措施，不能夠在屋主長期外出期間，關(guān)閉必要的閥門與家電，造成了有毒氣體的泄露和能源的損耗。無法獲取家電的耗電情況，監(jiān)測能耗情況。

(4)無法參與電網(wǎng)的需求側(cè)響應，不能適應目前部分地區(qū)開始出現(xiàn)的實時電價、分時電價機制。無法減輕電網(wǎng)負荷，加重了電網(wǎng)負擔。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服目前智能家居系統(tǒng)的不足，本發(fā)明提供一種參與電網(wǎng)需求側(cè)響應的綜合智能家居系統(tǒng)，能夠以一定頻率獲取屋主的位置信息，當屋主將要到達房屋時，進入待命狀態(tài)，開啟一些智能家電；當屋主遠離房屋時，進入守備狀態(tài)，關(guān)閉一些智能家電；當屋主長期遠離房屋時，進入封閉狀態(tài)，關(guān)閉管道閥門；在屋主外出時，提供防盜報警功能，以及遠程喊話功能；日常工作中，本智能家居系統(tǒng)能夠監(jiān)測各個智能家電的能耗情況，屋主通過手機APP查詢能耗信息，可針對性采取節(jié)電措施，并且能夠通過APP遠程開關(guān)智能家電；該系統(tǒng)可以參與電網(wǎng)的需求側(cè)響應，能夠?qū)崟r獲取電價信息，一旦當前電價出現(xiàn)高峰，通過手機APP發(fā)出警告，提示用戶切斷高耗能設(shè)備電源。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種參與電網(wǎng)需求側(cè)響應的綜合智能家居系統(tǒng)，包括家庭網(wǎng)關(guān)、無線網(wǎng)絡(luò)適配器、中心服務器、智能手機、家庭電器設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)中的售電公司服務器，所述家庭網(wǎng)關(guān)通過寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)，所述家庭網(wǎng)關(guān)通過無線網(wǎng)絡(luò)適配器建立家庭無線局域網(wǎng)，家庭電器設(shè)備連接家庭無線局域網(wǎng)；所述中心服務器連接家庭網(wǎng)關(guān)，通過采集家庭網(wǎng)關(guān)獲得家庭電器設(shè)備的信息，監(jiān)測并控制各家庭電器設(shè)備的工作狀態(tài)；中心服務器通過家庭網(wǎng)關(guān)，從互聯(lián)網(wǎng)中的售電公司服務器獲取實時電價信息；所述智能手機通過移動通信技術(shù)連接互聯(lián)網(wǎng)，遠程連接家庭網(wǎng)關(guān)，向中心服務器發(fā)送位置與操作指令，或接收來自中心服務器的信息。

進一步的，所述家庭電器設(shè)備為無線照明開關(guān)、智能閥門、智能家電、人體紅外傳感器、監(jiān)視器、報警電鈴或無線喇叭；所述智能家電為空調(diào)、熱水器、電飯煲、照明燈具或電動車充電樁，所述智能閥門為天然氣總閥門、煤氣總閥門、自來水總閥門或暖氣總閥門；家庭電器設(shè)備內(nèi)置有無線通訊模塊，能夠接入家庭無線局域網(wǎng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測自身工作狀態(tài)，獲取功率信息，并能夠接收來自家庭網(wǎng)關(guān)的指令，開啟或關(guān)閉。

進一步的，所述智能手機具有基于GPS和通訊基站的定位功能，其上安裝有APP用于遠程控制家庭設(shè)備，并以一定頻率向中心服務器發(fā)送屋主所處位置信息。

本發(fā)明的有益效果是：其一，根據(jù)屋主位置智能調(diào)整家居設(shè)備狀態(tài)，包括智能家電與管道閥門，通過智能手機獲取屋主位置信息，監(jiān)測屋主的運動狀態(tài)，判斷屋主是否將要回到房屋，或者是否已經(jīng)遠離房屋，當屋主將要到達房屋時，進入待命狀態(tài)，開啟一些智能家電，當屋主遠離房屋時，進入守備狀態(tài)，關(guān)閉一些智能家電，當屋主長期遠離房屋時，進入封閉狀態(tài)，關(guān)閉智能閥門，切斷煤氣、天然氣、供水、供暖管道，為生活提供了便利，實現(xiàn)了智能化，同時能夠及時智能切斷一些不必要的管道，或防止有毒氣體泄露，或?qū)崿F(xiàn)節(jié)能，實現(xiàn)安全環(huán)保；其二，通過判斷屋主的位置，一旦屋主不在房屋內(nèi)，則開啟防盜報警功能，對房屋內(nèi)的異常情況，在現(xiàn)場響起報警電鈴的同時，監(jiān)視器錄取盜賊活動視頻，并將異常情況通過互聯(lián)網(wǎng)實時發(fā)送給屋主，屋主得知異常情況后，可遠程通過智能手機和無線網(wǎng)絡(luò)，通過無線喇叭向屋內(nèi)喊話，極大震懾犯罪分子，保全家庭財產(chǎn)；其三，通過家庭無線局域網(wǎng)，獲取各個智能家電的用電信息，通過中心服務器處理后向屋主提供能耗分布情況，屋主可以通過所提供的信息，有針對性地采取用電策略，減少用電量；其四，本發(fā)明在家庭內(nèi)部均采用無線局域網(wǎng)通信，并采用了無線照明開關(guān)，無需單獨對照明開關(guān)進行布線，可以靈活地布置家庭內(nèi)所有照明開關(guān)位置，大大減少了布線的麻煩，增加了靈活性；其五，本發(fā)明中的智能手機APP，可以顯示各智能家電的開關(guān)狀態(tài)，屋主可以通過遠程操作，手動開啟和關(guān)閉智能家電。其六，本發(fā)明可以參與電網(wǎng)的需求側(cè)響應，本發(fā)明中的智能手機APP，可顯示當前電網(wǎng)實時電價，并且在高峰時期發(fā)出警告，提示用戶切斷高耗能設(shè)備電源，選擇移動至電網(wǎng)用電低谷時使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

本發(fā)明的參與電網(wǎng)需求側(cè)響應的綜合智能家居系統(tǒng)包括家庭網(wǎng)關(guān)，無線網(wǎng)絡(luò)適配器、中心服務器、智能手機、家庭電器設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)中的售電公司服務器，所述家庭網(wǎng)關(guān)通過無線網(wǎng)絡(luò)適配器建立家庭無線局域網(wǎng)連接智能家庭設(shè)備，同時通過寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)；所述中心服務器連接家庭網(wǎng)關(guān)，通過采集家庭網(wǎng)關(guān)獲得的家庭電器設(shè)備信息，監(jiān)測并控制各設(shè)備的工作狀態(tài)；所述智能手機通過移動通信技術(shù)連接互聯(lián)網(wǎng)，遠程連接家庭網(wǎng)關(guān)，向中心服務器發(fā)送位置與操作指令，或接收來自中心服務器的信息；所述家庭電器設(shè)備為無線照明開關(guān)、智能閥門、智能家電、人體紅外傳感器、監(jiān)視器、報警電鈴或無線喇叭；所述智能家電為空調(diào)、熱水器、電飯煲、照明燈具或電動車充電樁，所述智能閥門為天然氣總閥門、煤氣總閥門、自來水總閥門或暖氣總閥門；家庭電器設(shè)備內(nèi)置有無線通訊模塊，能夠接入家庭無線局域網(wǎng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測自身工作狀態(tài)，獲取功率信息，并能夠接受來自家庭網(wǎng)關(guān)的指令，開始或停止工作；所述智能手機具有基于GPS和通訊基站的定位功能，其上安裝有APP，具有遠程控制家庭設(shè)備的功能，并以一定頻率向中心服務器發(fā)送屋主所處位置信息。

所述中心服務器可以是個人電腦，安裝有Windowssever操作系統(tǒng)或Linux操作系統(tǒng)，但不限于此；所述家庭無線局域網(wǎng)可以采用WiFi或ZigBee組網(wǎng)協(xié)議，但不限于此；所述寬帶接入方式可采用包括ISDN(綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng))或ADSL(非對稱數(shù)字用戶環(huán)路)或FTTH(光纖到戶)，但不限于此；所述移動通信技術(shù)可采用GPRS(通用分組無線服務技術(shù))或3G(第三代移動通信技術(shù))或4G(第四代移動通信技術(shù))，但不限于此；所述智能手機可以為Android系統(tǒng)或IOS系統(tǒng)，但不限于此。

本發(fā)明工作過程：

本發(fā)明提供的一種參與電網(wǎng)需求側(cè)響應的綜合智能家居系統(tǒng)，所述中心服務器與家庭網(wǎng)關(guān)直接聯(lián)系，中心服務器能夠接收來自家庭網(wǎng)關(guān)的信號，進行分析、處理、判斷和儲存信息，并且將處理后的信息以指令或數(shù)據(jù)的方式發(fā)送給家庭網(wǎng)關(guān)，其內(nèi)部儲存有地圖信息，并且預先設(shè)定好本房屋在地圖上所處的空間位置，且其內(nèi)儲存有歷史電價信息，能將時間電價信息與歷史電價信息進行比對。所述家庭網(wǎng)關(guān)具有連接房屋內(nèi)各個家庭電器設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)中的遠程智能手機，互相傳遞信息并獲取互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)布的實時電價的功能。其連接房屋內(nèi)家庭電器設(shè)備的方式為，家庭網(wǎng)關(guān)與無線網(wǎng)絡(luò)適配器相連，無線網(wǎng)絡(luò)適配器建立起無線網(wǎng)絡(luò)，房屋內(nèi)的所有家庭電器設(shè)備均有無線通訊模塊，接入家庭無線局域網(wǎng)后，與無線網(wǎng)絡(luò)適配器建立通訊，家庭電器設(shè)備通過無線通訊的方式，將自身的狀態(tài)通過無線電信號傳遞給無線網(wǎng)絡(luò)適配器，進而傳遞給家庭網(wǎng)關(guān)，家庭網(wǎng)關(guān)將中心服務器發(fā)出的信號傳遞給無線網(wǎng)絡(luò)適配器后，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞給家庭電器設(shè)備；其連接遠程智能手機控制設(shè)備的方式為，家庭網(wǎng)關(guān)通過寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)，在互聯(lián)網(wǎng)中注冊一個遠程地址，遠程智能手機通過移動通信技術(shù)連接入互聯(lián)網(wǎng)，其上安裝有智能手機APP，通過訪問家庭網(wǎng)關(guān)的遠程地址，與家庭網(wǎng)關(guān)交換信息；其獲取實時電價的方式，家庭網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)后，訪問當?shù)厥垭姽痉掌鳎@取實時電價。

所述的無線照明開關(guān)采用直流電池或交直流電源適配器供電，可以將屋主開啟和關(guān)閉照明燈具的動作信息轉(zhuǎn)化為電信號，發(fā)送給家庭網(wǎng)關(guān)。所述智能家電，能夠?qū)崟r監(jiān)測自身工作狀態(tài)，獲取功率信息，與家庭網(wǎng)關(guān)交換，并且可以根據(jù)網(wǎng)關(guān)發(fā)出的控制信號，開始或停止工作。所述的智能閥門可根據(jù)接收到的控制信號，開啟或關(guān)閉煤氣總閥門、天然氣總閥門、自來水總閥門或暖氣總閥門。所述人體紅外傳感器可檢測室內(nèi)人員活動情況，并單向發(fā)送給家庭網(wǎng)關(guān)。所述監(jiān)視器可記錄屋內(nèi)活動人員視頻，發(fā)送給中心服務器進行儲存。所述報警電鈴可以單向接收控制信號，發(fā)出報警鈴聲。所述無線喇叭可以單向接收語音信號，將屋主的遠程喊話聲音予以播放。

所述智能手機具有GPS與手機基站的定位功能。當手機位于室內(nèi)時，通過手機基站的方式確定手機位置，當手機位于室外時，通過GPS和基站綜合確定手機位置，生成以經(jīng)緯度表示的手機位置信息。其上安裝有智能APP，能夠?qū)⑹謾C的位置信息以一定的頻率發(fā)送給家庭網(wǎng)關(guān)，其頻率根據(jù)屋主的活動半徑和生活習慣可在APP中進行設(shè)置，一種典型的設(shè)置參數(shù)為：當屋主離家距離在5km以內(nèi)時，以2分鐘一次的頻率上報位置信息；當屋主離家距離大于5km小于10km時，以10分鐘一次的頻率上報位置信息；當屋主離家距離大于10km小于100km時，以20分鐘一次的頻率上報位置信息；當屋主離家距離大于100km時，以一小時一次的頻率上報位置信息。手機APP具有顯示信息、接收控制指令以及錄音的功能，。

實施例1：

根據(jù)屋主位置智能調(diào)整家居設(shè)備狀態(tài)，包括智能家電與家庭管道閥門。當網(wǎng)關(guān)收到手機以一定頻率發(fā)送來的經(jīng)緯度信號時，將其上傳給中心服務器，中心服務器將獲取的經(jīng)緯度信號在內(nèi)部存儲的地圖上進行定位，進而與房屋位置進行對比計算，得到手機位置與房屋之間的距離，由于屋主持有手機，故中心服務器可以得出屋主與房屋之間的空間距離。當屋主與房屋的距離小于2km，且距離明顯縮小時，中心服務器判斷屋主將要回到房屋，此時本智能家居系統(tǒng)進入待命狀態(tài)，中心服務器通過家庭網(wǎng)關(guān)向智能家電發(fā)送開啟指令，便可開啟電熱水器、空調(diào)，一種情況下，空調(diào)可以使室內(nèi)溫度保持在令人舒適的20℃；當屋主與房屋的距離大于100m，且距離明顯增大時，中心服務器判斷屋主遠離房屋，此時本智能家居系統(tǒng)進入守備狀態(tài)，中心服務器通過家庭網(wǎng)關(guān)向智能家電發(fā)送關(guān)閉指令，便可關(guān)閉電熱水器、空調(diào)和所有照明燈具；當屋主與房屋的距離大于50km，且距離不斷增大時，中心服務器判斷屋主將要長期遠離房屋，可能是出差或者旅游，此時本智能家居系統(tǒng)進入封閉狀態(tài)，中心服務器在關(guān)閉上述智能家電的同時，通過家庭網(wǎng)關(guān)向智能閥門發(fā)送關(guān)閉指令，關(guān)閉天然氣總閥門、煤氣總閥門、自來水總閥門、暖氣總閥門，切斷天然氣、煤氣、供水、供暖管道。

實施例2：

防盜報警與喊話功能。當中心服務器判斷出屋主與房屋存在空間距離，即屋主不在房屋內(nèi)時，本智能家居系統(tǒng)進入防盜報警模式。其中監(jiān)視器實時錄取屋內(nèi)視頻，上傳至中心服務器進行儲存。紅外人體傳感器可以檢測出屋內(nèi)是否存在人員活動，一旦檢測到人員活動跡象，將此信息上傳至中心服務器，中心服務器判斷出屋內(nèi)存在異常情況，有盜賊進入，則通過家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)送指令給報警電鈴，響起報警鈴聲，并且將異常情況與屋內(nèi)視頻截圖通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給屋主的智能手機，屋主看到視頻截圖，判斷出確實存在盜竊情況后，可遠程通過手機向屋內(nèi)喊話，手機實時錄取喊話語音，上傳至中心服務器，中心服務器再將語音信號傳遞給無線喇叭，無線喇叭在屋內(nèi)發(fā)出屋主的警告，如：“我是房屋主人，我已經(jīng)發(fā)現(xiàn)你在我家中實施盜竊行為，請馬上停止犯罪舉動”，屋主還可選擇撥打報警電話，極大震懾犯罪分子，保全家庭財產(chǎn)。

實施例3：

能耗信息采集與分析功能。本發(fā)明中，各智能家電能夠?qū)崟r監(jiān)測自身工作狀態(tài)，獲取功率信息，并發(fā)送給中心服務器，中心服務器獲得各智能家電的功率后，并進行功率分時累計，可以得到某一段時間內(nèi)，所有智能家電的能耗情況，將其以數(shù)據(jù)庫文件的形式存儲在磁盤上。用戶在智能手機APP中，可以通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)出查詢能耗信息指令，中心服務器接收到查詢指令后，將某一段時間內(nèi)的能耗信息發(fā)送給智能手機，用戶得知能耗分布情況后可以針對性地采取用電策略，例如減少一些大功率用電設(shè)備的使用。

實施例4：

無線照明開關(guān)的靈活布置，減少了布線的麻煩，增加了靈活性。無線照明開關(guān)實時將屋主開啟或關(guān)閉照明燈具的動作信息轉(zhuǎn)化為電信號，發(fā)送給中心服務器，中心服務器在小于一毫秒的時間內(nèi)做出反應，中心服務器通過家庭網(wǎng)關(guān)向某一智能插座發(fā)送開啟或關(guān)閉指令，便開啟或關(guān)閉連接在其上的照明燈具。由于無線照明開關(guān)采用電池或交直流電源適配器供電，不需要通過物理電路與照明燈具直接相連，因此不需要事先進行布線，可以在照明燈具安裝完畢后，以粘貼或者其他方式固定在墻上，并且可以根據(jù)屋主的需要靈活地移動位置，大大減小了布線的麻煩，增加了靈活性。

實施例5：

屋主可以通過智能手機APP遠程開啟或關(guān)閉智能家電。智能家電將自身開啟或關(guān)閉狀態(tài)，并發(fā)送給中心服務器。用戶在智能手機APP中，可以通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)出查詢各智能家電開關(guān)狀態(tài)的指令，中心服務器接收到查詢指令后，將各智能家電開關(guān)狀態(tài)信息發(fā)送給智能手機，用戶可以在APP上進行操作，向中心服務器發(fā)送開啟或關(guān)閉某一智能家電的指令，中心服務器在接收到遠程控制指令后，通過家庭網(wǎng)關(guān)向某一智能家電發(fā)送開啟或關(guān)閉指令，便可開啟或關(guān)閉智能家電。例如，屋主可以通過手機APP開啟電飯煲，電動車充電樁等，實現(xiàn)智能家電的遠程控制。

實施例6：

本發(fā)明中的智能手機APP，可以參與電網(wǎng)的需求側(cè)響應。手機APP可顯示當前電網(wǎng)實時電價，并且在高峰時期發(fā)出警告，提示用戶切斷高耗能設(shè)備電源，選擇移動至電網(wǎng)用電低谷時使用。當?shù)厥垭姽静扇崟r電價時，在其服務器上發(fā)布實時電價信息，由于電網(wǎng)負荷隨時間存在高峰和低谷，故實時電價也存在高峰與低谷。中心服務器定時通過家庭網(wǎng)關(guān)訪問售電公司服務器，獲取實時電價信息后，與歷史電價信息進行比較，判斷出此時位于電網(wǎng)高峰，此時，中心服務器分析當前智能家電的能耗信息，找出若干能耗最大的智能家電，之后通過互聯(lián)網(wǎng)將其信息傳遞給智能手機，使智能手機發(fā)出警告，提示屋主關(guān)閉這些設(shè)備，并且給出低谷電價時段，建議屋主將高耗能設(shè)備移動至此時段使用，一種典型的情況是：智能手機在用電高峰時建議屋主將電動車充電樁關(guān)閉，并建議移動至凌晨用電低谷時開啟，為電動車充電。

以上六個實施例以中心服務器為控制核心，在中心服務器的分析、處理判斷和信息傳遞下，實現(xiàn)六個功能的穩(wěn)定實現(xiàn)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。