收到各個(gè)網(wǎng)關(guān)發(fā)送來(lái)的由房間控制器匯總的用電信息，并將信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)做記錄分析，同時(shí)監(jiān)控中心可以對(duì)各個(gè)房間做統(tǒng)一調(diào)配控制，向網(wǎng)關(guān)發(fā)送遙控指令。
[0035]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制用電器，可以控制用電器的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)燈光亮度的調(diào)節(jié)；接收并顯示由房間控制器采集的大樓的用電和環(huán)境信息；完成對(duì)接收的信息的儲(chǔ)存，將信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)。本系統(tǒng)的功能齊全，監(jiān)控中心的控制界面操作簡(jiǎn)便且友好。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1本發(fā)明的系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；
[0037]圖2樓宇的智能用電及能源優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖3系統(tǒng)總體框圖；
[0039]圖4 MSP430F149MCU最小系統(tǒng)主芯片；
[0040]圖5紅外轉(zhuǎn)發(fā)模塊系統(tǒng)框圖；
[0041]圖6CC2530 原理圖；
[0042]圖7紅外接收電路；
[0043]圖8紅外發(fā)射電路；
[0044]圖9開(kāi)關(guān)電路；
[0045]圖10傳感器節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序流程圖；
[0046]圖11本發(fā)明智能網(wǎng)關(guān)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖12本發(fā)明智能網(wǎng)關(guān)的無(wú)線通信電路原理圖；
[0048]圖13本發(fā)明智能網(wǎng)關(guān)的電源電路圖；
[0049]圖14本發(fā)明智能網(wǎng)關(guān)的復(fù)位電路圖；
[0050]圖15服務(wù)器接收數(shù)據(jù)流程圖；
[0051]圖16服務(wù)器發(fā)送指令流程圖。
[0052]圖中，1、智能用電及能源優(yōu)化監(jiān)控中心，2、數(shù)據(jù)服務(wù)器，3、樓宇內(nèi)部監(jiān)控中心，4、無(wú)線路由器，5、樓層網(wǎng)關(guān)，6、交換機(jī)，7、優(yōu)化控制系統(tǒng)，71、熱水優(yōu)化控制系統(tǒng)，711、電熱水系統(tǒng)，712、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，72、電能優(yōu)化控制系統(tǒng)，721電力系統(tǒng)，722、太陽(yáng)能系統(tǒng)，723、風(fēng)能系統(tǒng)，73、熱能優(yōu)化控制系統(tǒng)，731、中央空調(diào)系統(tǒng)，732、地源熱栗系統(tǒng)，8、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。
【具體實(shí)施方式】
:
[0053]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0054]大型辦公樓宇智能用電電器控制系統(tǒng)是一套基于互聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)。設(shè)在電力相關(guān)部門(mén)的智能用電及能源優(yōu)化監(jiān)控中心1，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)所管理的大廈進(jìn)行智能用電及能源調(diào)度信息的監(jiān)測(cè)，并可以對(duì)權(quán)限內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行深入控制，可深入到房間內(nèi)部具體的燈具開(kāi)關(guān)等。
[0055]整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的框架是一個(gè)Internet網(wǎng)，每一座樓宇都有一個(gè)樓宇內(nèi)部監(jiān)控中心3，每個(gè)樓宇內(nèi)部監(jiān)控中心3均包括中心計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)整個(gè)樓宇的信息監(jiān)測(cè)和相關(guān)設(shè)備控制，每個(gè)中心計(jì)算機(jī)都是通過(guò)一個(gè)無(wú)線路由器4與外部的Internet網(wǎng)相連，并與總的監(jiān)控中心即智能用電及能源優(yōu)化監(jiān)控中心I交互信息，從而配合監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)和控制功能。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0056]系統(tǒng)組成:樓宇內(nèi)部是一個(gè)以局域網(wǎng)、ZigBee、CAN、WiFi為主要通信鏈路的綜合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。樓宇內(nèi)部的系統(tǒng)組成部分有:智能用電及能源優(yōu)化監(jiān)控中心1、數(shù)據(jù)服務(wù)器2、樓層網(wǎng)關(guān)、房間控制器、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能傳感器(安防、溫度、濕度、光照、電量等)、智能照明系統(tǒng)、智能電器系統(tǒng)(電器、空調(diào)、窗簾、插座等)、優(yōu)化控制系統(tǒng)7，優(yōu)化控制系統(tǒng)7包括熱水優(yōu)化控制系統(tǒng)71、電能優(yōu)化控制系統(tǒng)72、熱能優(yōu)化控制系統(tǒng)73。熱水優(yōu)化控制系統(tǒng)71分別控制電熱水系統(tǒng)711及太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)712，電能優(yōu)化控制系統(tǒng)72分別控制電力系統(tǒng)721、太陽(yáng)能系統(tǒng)722及風(fēng)能系統(tǒng)723，熱能優(yōu)化控制系統(tǒng)73分別控制中央空調(diào)系統(tǒng)731及地源熱栗系統(tǒng)732。樓宇的智能用電及能源優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。智能用電及能源優(yōu)化監(jiān)控中心I還通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)8與交換機(jī)6通信。監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)通過(guò)局域網(wǎng)與樓層網(wǎng)關(guān)、熱水優(yōu)化控制系統(tǒng)71、電能優(yōu)化控制系統(tǒng)72、熱能優(yōu)化控制系統(tǒng)73進(jìn)行信息交互和控制，鏈路可通過(guò)交換機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展。
[0057]樓層網(wǎng)關(guān)5在每一樓層設(shè)有一個(gè)，無(wú)線路由器4主要負(fù)責(zé)支持WiFi攝像頭的視頻接入，并可以通過(guò)LAN上傳控制視頻；樓層網(wǎng)關(guān)5的功能是通過(guò)ZigBee通信將每個(gè)房間的信息收集起來(lái)，再通過(guò)LAN上傳；也可以將來(lái)自于LAN的信息和命令通過(guò)ZigBee通信至房間控制器傳遞給房間的受控設(shè)備(支持ZigBee的設(shè)備)，以實(shí)現(xiàn)控制和信息采集。
[0058]本申請(qǐng)為基于ZigBee的智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為三個(gè)部分:無(wú)線收發(fā)模塊、MCU模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊。其中，無(wú)線收發(fā)模塊是型號(hào)為WLT2408SZ的ZigBee無(wú)線通信模塊。MCU模塊即由STM32F207ZET單片機(jī)、多功能μ P監(jiān)控芯片頂Ρ706組成。網(wǎng)絡(luò)接口模塊則由單電源物理層收發(fā)器KSZ8041TL和網(wǎng)絡(luò)插座變壓器HR911105A組成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖11所示。
[0059]網(wǎng)絡(luò)接口電路主要由兩部分組成，一部分是單電源的物理層收發(fā)器KSZ8041TL的外圍電路，另一部分則是帶磁模塊和LED的單端口 RJ45連接器帶電路，專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)接
□ O
[0060]在STM32F207ZET微處理器與KSZ8041FTL物理收發(fā)器連接時(shí)用到很多的插針，以便于二者能夠更好的連接在一起，保證串行通信始終的一致性，更好地采集信息和控制二者之間信息數(shù)據(jù)的輸入和輸出。
[0061]無(wú)線通信電路如圖12所示，WLT2408SZ是2.4GHz無(wú)線ZigBee模塊，采用貼片封裝，郵票孔工藝，輸出功率最大為+8dBm，視距傳輸距離500米@5dbi天線，模塊采用1.9?3.3V供電，支持TTL串口通訊，具備定時(shí)器進(jìn)入休眠及深度休眠功能，休眠電流最低〈I μ A，尺寸大小為22 X 36mm。
[0062]電源電路如圖13所示:為了滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)電源的要求即輸出的波紋盡量較小以及降低整個(gè)系統(tǒng)的干擾，在輸入端與輸出端連接兩個(gè)電容(0.1uF瓷片電容)，以濾除高頻和低頻的干擾，在輸出端得到穩(wěn)定的電壓。
[0063]復(fù)位電路如圖14所示，IMP706是頂P公司推出的uP監(jiān)控系列產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品的主要優(yōu)勢(shì)是:低功耗、高性能價(jià)格比、工作溫度范圍寬、使用簡(jiǎn)單等。該產(chǎn)品能在上電、掉電或手動(dòng)情況下產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，內(nèi)含一個(gè)4.40V的電源電壓監(jiān)視器，另外，還有一個(gè)1.25V門(mén)限的電源故障報(bào)警電路，可應(yīng)用于檢測(cè)電池的電壓和非5V的電源。該系列產(chǎn)品主要用于提高系統(tǒng)的抗干擾能力，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)智能儀器、儀表、各式電子設(shè)備及消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品之中O
[0064]IMP706的供電電壓是5V，但是，在電路申請(qǐng)時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電壓降到1.1V以下的時(shí)候，IMP706的復(fù)位輸出極為不穩(wěn)定，所以，我們專(zhuān)門(mén)在RESET引腳之上接入一個(gè)大小為1KΩ的下拉電阻，用來(lái)收集接地的散亂電荷，同時(shí)保持RESET處于低電平狀態(tài)。
[0065]電器控制系統(tǒng):本申請(qǐng)是基于ZigBee、以MSP430單片機(jī)系列(本申請(qǐng)是選用MSP430F149)作為最小系統(tǒng)的電器控制模塊申請(qǐng)的主芯片，該系統(tǒng)包括:
[0066](I)智能燈光墻面開(kāi)關(guān)
[0067]智能燈光墻面開(kāi)關(guān)為觸摸智能控制燈具的開(kāi)關(guān)；可實(shí)現(xiàn)電量測(cè)量；可通過(guò)ZigBee對(duì)燈具實(shí)時(shí)控制；可通過(guò)ZigBee對(duì)電量、燈具狀態(tài)進(jìn)行讀取。組成智能開(kāi)關(guān)的模塊有M0C3041光電親合器，光親合器的主要優(yōu)點(diǎn)是單向傳輸信號(hào)，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，抗干擾能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。它廣泛用于電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離、開(kāi)關(guān)電路、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。由于光電親合器的輸入阻抗與一般干擾源的阻抗相比較小，因此分壓在光電親合器的輸入端的干擾電壓較小，它所能提供的電流并不大，不易使半導(dǎo)體二極管發(fā)光；由于光電耦合器的外殼是密封的，它不受外部光的影響；光電耦合器的隔離電阻很大(約1012Ω)、隔離電容很小(約幾個(gè)PF)所以能阻止電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾。線性方式工作的光電耦合器是在光電耦合器的輸入端加控制電壓，在輸出端會(huì)成比例地產(chǎn)生一個(gè)用于進(jìn)一步控制下一級(jí)的電路的電壓。線性光電耦合器由發(fā)光二極管和光敏三極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管接通而發(fā)光，光敏三級(jí)管導(dǎo)通，光電耦合器是電流驅(qū)動(dòng)型，需要足夠大的電流才能使發(fā)光二極管導(dǎo)通，如果輸入信號(hào)太小，發(fā)光二極管不會(huì)導(dǎo)通，其輸出信號(hào)將失真。在開(kāi)關(guān)電源，尤其是數(shù)字開(kāi)關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過(guò)調(diào)節(jié)控制端電流來(lái)改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。
[0068](2)智能墻面調(diào)光開(kāi)關(guān)
[0069]智能墻面調(diào)光開(kāi)關(guān)可以通過(guò)ZigBee對(duì)燈光進(jìn)行變亮、變暗控制，用一個(gè)雙向可控硅調(diào)光電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體包括:可控硅、觸發(fā)電路、保護(hù)電阻、功率調(diào)整電阻、電位器、濾波網(wǎng)絡(luò)、溫度保險(xiǎn)絲。
[0070](3)智能遙控器
[0071]可通過(guò)ZigBee對(duì)房間內(nèi)的燈具、電氣設(shè)備、插座實(shí)施控制；可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單地自定義組合場(chǎng)景控制，如全開(kāi)、全關(guān)、影視等；電池供電、可移動(dòng)控制。智能遙控器為紅外轉(zhuǎn)發(fā)器，智能遙控器最主要的組成部分是智能紅外轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，包括:
[0072]①紅外接收模塊:一體化紅外接收頭1838T，沒(méi)有接收到紅外信號(hào)時(shí)，1838T輸出為高電平，當(dāng)接受到紅外信號(hào)時(shí)，輸出為高電平與低電平組成的脈沖。
[0073]②紅外發(fā)射模塊:二極管和電阻電源組成二極管與門(mén)電路，發(fā)光二極管作為紅外發(fā)射管。
[0074]③數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊:選取的Flash存儲(chǔ)器為SST25VF016B，其為