一种家庭能源管理终端及系统技术方案

本申请公开了一种家庭能源管理终端及系统，终端包括采集模块、模数转换模块、控制模块和通信模块。采集模块分别与智能仪表信息采集设备和多个家用能耗设备连接，模数转换模块与采集模块连接，控制模块与模数转换模块连接，通信模块与控制模块连接，通信模块用于将用户家庭实时总能源消耗数据和实时能耗数据发送到用户终端。系统包括多个家庭能源管理终端、与多个家庭能源管理终端连接的能源管理终端前置机以及与能源管理终端前置机依次连接的能源管理上位机和内外网交互上位机。本申请提供的家庭能源管理终端及系统，利用家庭能源管理终端进行家庭能源管理，有效解决了用户无法获取各家用能耗设备能源利用数据的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种家庭能源管理终端及系统
本申请涉及物联网
，尤其涉及一种家庭能源管理终端及系统。
技术介绍
随着能源需求的迅速增长，能源短缺问题越来越突出，逐渐成为制约社会发展的重要因素，高度重视节约、积极开展节能工作是缓解能源短缺问题的重要措施。开展节能工作依赖企业和公众的积极参与，其中，公众参与的广度和深度是决定节能效果的一个重要因素，而让公众了解自己的能源利用数据是提高公众的节能意识、提高公众节能积极性的重要途径。现有技术中，公众了解自己的能源利用数据的方式有现场观察智能仪表显示的家庭能源使用量数据、利用终端应用程序远程获取集抄系统内智能仪表上报的能源使用量数据等。其中，通过现场观察智能仪表通常能够获取家庭能源剩余量数据，通过终端应用程序能够获取家庭能源剩余量数据、家庭能源日使用量等数据。然而，公众从智能仪表或终端应用程序获取的数据均为户内多个家电等耗能设备所消耗的总能源消耗数据，不能获取家庭内单个家用能耗设备所消耗的能源数据，了解单个家用能耗设备的能耗水平，因此很难通过合理地管理多个家用能耗设备的使用以达到节能的目的，并且，公众对家庭内单个家用能耗设备耗能异常也无法及时发现，不利于能源节约和能源使用安全。
技术实现思路
本申请提供了一种家庭能源管理终端及系统，以解决用户无法获取各家用能耗设备能源利用数据的问题。第一方面，本申请提供了一种家庭能源管理终端，该终端包括采集模块、模数转换模块、控制模块和通信模块，其中：所述采集模块，分别与智能仪表信息采集设备和多个家用能耗设备连接，用于采集所述智能仪表信息采集设备记录的用户家庭实时总能源消耗数据、多个所述家用能耗设备的实时能耗信息和身份信息，并将所述用户家庭实时总能源消耗数据、实时能耗信息和身份信息发送到所述模数转换模块，所述身份信息包括硬件地址或网络地址；所述模数转换模块，与所述控制模块连接，用于将所述实时能耗信息转换为数字信号，并将所述用户家庭实时总能源消耗数据和数字信号发送到所述控制模块；所述控制模块，包括数据库单元和数据处理单元，所述数据库单元内存储有多种家用能耗设备的功率特征数据，所述数据处理单元，用于从所述数字信号中提取特征量，并根据所述特征量与所述功率特征数据的相似度分别识别多个所述家用能耗设备，得到分别对应各所述家用能耗设备身份信息的设备实时能耗数据，并将所述用户家庭实时总能源消耗数据和设备实时能耗数据发送到所述通信模块；所述通信模块，与用户终端连接，用于向所述用户终端发送所述用户家庭实时总能源消耗数据和设备实时能耗数据。优选地，所述采集模块包括ZigBee模块。优选地，所述通信模块包括蓝牙模块和/或WIFI模块。优选地，所述控制模块，包括跳合闸控制单元，所述跳合闸控制单元分别与多个所述家用能耗设备连接，用于控制多个所述家用能耗设备的开关。优选地，所述控制模块，与分路开关通信连接，其中，所述分路开关分别与多个所述家用能耗设备连接，用于控制多个所述家用能耗设备的开关。优选地，所述家庭能源管理终端还包括存储模块，所述存储模块与所述控制模块连接，用于存储所述设备实时能耗数据和用户家庭实时总能源消耗数据，并分别统计多个所述家用能耗设备的总能耗数据和用户家庭总能源消耗数据。优选地，所述家庭能源管理终端还包括报警模块，所述报警模块与所述控制模块连接，用于根据所述设备实时能耗数据超出预设范围时进行报警。第二方面，本申请还提供了一种家庭能源管理系统，所述系统包括能源管理终端前置机、能源管理上位机、内外网交互上位机和上述方案任一所述的多个家庭能源管理终端，其中：多个所述家庭能源管理终端，均与所述能源管理终端前置机连接，所述能源管理终端前置机、能源管理上位机和内外网交互上位机依次连接，所述内外网交互上位机与电力管理系统连接。本申请提供的家庭能源管理终端及系统的有益效果包括：本申请提供的家庭能源管理终端，包括采集模块、模数转换模块、控制模块和通信模块。利用与智能仪表信息采集设备和多个家用能耗设备连接的采集模块分别对用户家庭实时总能源消耗数据、多个家用能耗设备的实时能耗信息和身份信息进行采集，并通过模数转换模块进行数据处理，进而与控制模块内数据库单元存储的多种家用能耗设备能耗数据进行相似度匹配，从而识别多个家用能耗设备分别对应的实时能耗数据，将对应身份信息的实时能耗数据和用户家庭实时总能源消耗数据通过通信模块发送到用户终端，使用户终端能够获取各个家用能耗设备的实时能耗数据和用户家庭实时总能源消耗数据，从而使家庭用户能够获取自己家庭的实时能源消耗状态，有利于提高家庭用户的节能意识，为家庭用户对不同家用能耗设备进行控制提供重要依据，促进能源节约。有利于家庭用户及时发现耗能异常，提高能源使用安全性合理的根据。本申请提供的家庭能源管理系统，有利于电力管理系统的管理人员依据不同家庭用户内的多种家用能耗设备的实时能耗数据制定更为科学的能源控制指令和实时能源价格，有利于用户通过家庭能源管理终端根据能源控制指令和实时能源价格对家庭内的家用能耗设备的能耗使用进行控制，实现了用户与电网系统的双向互动，提高了能耗使用控制的可行性，促进了能源节约。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种家庭能源管理终端的结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种485通讯电路的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种家庭能源管理系统的结构示意图。具体实施方式参见图1，为本申请实施例提供的一种家庭能源管理终端的结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供的家庭能源管理终端，包括采集模块、模数转换模块、控制模块通信模块和存储模块。具体的，采集模块分别与智能仪表信息采集设备、第一家用能耗设备、第二家用能耗设备和第三家用能耗设备通信连接，与模数转换模块、控制模块和通信模块依次连接，控制模块与存储模块连接，通信模块与用户终端通信连接。本申请实施例中，智能仪表信息采集设备与多个用户家庭的智能仪表连接，可采集多个用户家庭的实时总能源消耗数据。第一家用能耗设备、第二家用能耗设备和第三家用能耗设备均为同一个用户家庭内的智能家电设备，如智能电视机、智能空调、智能插座等。智能家电设备内设置有无线网络模块，如ZigBee模块、蓝牙模块等，可与包含相同无线网络模块的家庭能源管理终端进行通信。家庭能源管理终端的采集模块可包括ZigBee模块。家庭能源管理终端与包含ZigBee模块的第一家用能耗设备、第二家用能耗设备和第三家用能耗设备之间利用各自的ZigBee模块建成ZigBee网络。采集模块对第一家用能耗设备、第二家用能耗设备和第三家用能耗设备的能耗信息和身份信息进行采集。其中，能耗信息包含水、电、气等实时用量数据，身份信息包含各家用能耗设备的硬件地址或网络地址，硬件地址可为MAC地址，网络地址可为IP地址。当然，采集模块也可为其他无线网络模块，如蓝牙模块，与包含蓝牙模块的第一家用能耗设备、第二家用能耗设备和第三家用能耗设备建立蓝牙连接，采集能耗信息和身份信息。采集模块还设置有RS485接口，便于与设置有RS485接口的智能仪表信息采集设备进行通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种家庭能源管理终端，其特征在于，包括采集模块、模数转换模块、控制模块和通信模块，其中：所述采集模块，分别与智能仪表信息采集设备和多个家用能耗设备连接，用于采集所述智能仪表信息采集设备记录的用户家庭实时总能源消耗数据、多个所述家用能耗设备的实时能耗信息和身份信息，并将所述用户家庭实时总能源消耗数据、实时能耗信息和身份信息发送到所述模数转换模块，所述身份信息包括硬件地址或网络地址，所述家用能耗设备设置有无线网络模块，所述采集模块与所述无线网络模块通信连接；所述模数转换模块，与所述控制模块连接，用于将所述实时能耗信息转换为数字信号，并将所述用户家庭实时总能源消耗数据和数字信号发送到所述控制模块；所述控制模块，包括数据库单元和数据处理单元，所述数据库单元内存储有多种家用能耗设备的功率特征数据，所述数据处理单元，用于从所述数字信号中提取特征量，并根据所述特征量与所述功率特征数据的相似度分别识别多个所述家用能耗设备，得到分别对应各所述家用能耗设备身份信息的设备实时能耗数据，并将所述用户家庭实时总能源消耗数据和设备实时能耗数据发送到所述通信模块；所述通信模块，与用户终端连接，用于向所述用户终端发送所述用户家庭实时总能源消耗数据和设备实时能耗数据；所述控制模块，与分路开关通信连接，其中，所述分路开关分别与多个所述家用能耗设备连接，用于控制多个所述家用能耗设备的开关。...

【技术特征摘要】
1.一种家庭能源管理终端，其特征在于，包括采集模块、模数转换模块、控制模块和通信模块，其中：所述采集模块，分别与智能仪表信息采集设备和多个家用能耗设备连接，用于采集所述智能仪表信息采集设备记录的用户家庭实时总能源消耗数据、多个所述家用能耗设备的实时能耗信息和身份信息，并将所述用户家庭实时总能源消耗数据、实时能耗信息和身份信息发送到所述模数转换模块，所述身份信息包括硬件地址或网络地址，所述家用能耗设备设置有无线网络模块，所述采集模块与所述无线网络模块通信连接；所述模数转换模块，与所述控制模块连接，用于将所述实时能耗信息转换为数字信号，并将所述用户家庭实时总能源消耗数据和数字信号发送到所述控制模块；所述控制模块，包括数据库单元和数据处理单元，所述数据库单元内存储有多种家用能耗设备的功率特征数据，所述数据处理单元，用于从所述数字信号中提取特征量，并根据所述特征量与所述功率特征数据的相似度分别识别多个所述家用能耗设备，得到分别对应各所述家用能耗设备身份信息的设备实时能耗数据，并将所述用户家庭实时总能源消耗数据和设备实时能耗数据发送到所述通信模块；所述通信模块，与用户终端连接，用于向所述用户终端发送所述用户家庭实时总能源消耗数据和设备实时能耗数据；所述控制模块，与分路开关通信连接，其中，所述分路开关分别与多个所述家用能耗设备连...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏龄，曹敏，赵旭，龚金忠，王东林，唐立军，邹京希，沈鑫，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，江苏麦希通讯技术有限公司，
类型：新型
国别省市：云南,53