楼宇智能用电管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种楼宇智能用电管理系统，具体说是一种楼宇自动化和智能用电技术相结合的硬件系统和软件系统的统称。本发明专利技术包括无线测控装置，用于采集用电设备的电量信息、环境状况信息以及执行控制命令；智能用电通信网络，用于各个无线测控装置与智能交互终端之间的数据信息和控制命令的传递；智能交互终端，运行电能管理软件系统，对整个楼宇内采集到的用电信息和环境信息数据进行统计分析和处理，下达控制指令。本发明专利技术将楼宇自动化和智能用电技术相结合，基于IPv6的网络互联机制，针对人行为和感知的用电控制策略，支持分时电价模型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种楼宇智能用电管理系统，具体说是一种楼宇自动化和智能用电技术相结合的硬件系统和软件系统的统称。
技术介绍
国家电网公司现致力于建设坚强智能电网，主要涵盖电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度6个环节，其中楼宇智能用电技术是智能电网用电环节的重要组成部分。另外，伴随着我国城市化进程的加快，越来越多的高楼大厦拔地而起，但是，随之而来的却是能耗的急速加剧，高能耗既增加了楼宇等建筑的运行成本，同时也浪费了大量的不可再生资源。所以，楼宇智能用电管理技术无论对家庭还是商用都具有重大的意义。现有的相关技术中，一类是只有智能控制的系统，这类系统中，比较常见的就是智能家居控制系统，它主要是实现对用电设备的自动化控制，这类控制系统没有和智能用电技术(如分时电价机制)相结合，只是根据环境因素(如温湿度、人员活动情况等)或者简单的定时机制等去控制，没有实现真正的智能用电；还有一类是利用电能检测装置，实时采集楼宇内的各个用电设备的能耗情况，根据能耗分布去控制设备，这类控制系统中，多数是根据长时间的检测，而后给出经验性的控制策略，不能给出用户的用电模型，以至于不能根据用户需求、用电模型以及分时定价机制作出一个更为合理的控制策略，而且此类系统中主要是针对能耗的降低，没有把人的感受和生活环境等因素考虑在内，不符合当代人们追求高质量的生活条件的需求。此外，现有的楼宇控制系统中，大多数是采用有线的方式进行通信，布置难度大，成本高，维护不方便。就算是采用了无线的方式，也都是基于简单的组网方式，没有嵌入IPv6协议，大大限制了网络规模，也为向其他网络融合增加了难度。专利技术内容为了解决上述技术问题，本专利技术设计一种楼宇自动化技术和智能用电技术相结合的控制系统，能够根据人的行为感知和分时电价机制，给出一套尽可能的节约能耗同时又不影响舒适程度的用电设备控制策略，并且，本系统的通信网络采用基于IPv6的网络互联机制，有利于组建大规模的通信网络，也有利于网络的融合和统一。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是:楼宇智能用电管理系统，包括无线测控装置，用于采集用电设备的电量信息、环境状况信息以及执行控制命令；智能用电通信网络，用于各个无线测控装置与智能交互终端之间的数据信息和控制命令的传递；智能交互终端，运行电能管理软件系统，对整个楼宇内采集到的用电信息和环境信息数据进行统计分析和处理，下达控制指令。所述无线测控装置为由检测和执行单元、中央处理单元以及无线通信单元组成的嵌入式设备。所述无线测控装置嵌入了 IPv6协议栈，网络中每一个无线测控装置可以用IP来区分。所述无线测控装置可以为具有数据采集功能的温湿度采集装置、光照度采集装置和人员活动信息采集装置；也可以为具有执行控制指令功能的空调墙控器和照明墙控器；还可以为采集和执行一体的装置，兼有电能信息采集和执行控制指令的功能的智能电表和智能插座。所述述智能用电通信网络的通信电路采用支持IEEE 802.15.4标准的CC2420芯片组成，整个通信网络使用IEEE 802.15.4作为MAC层协议，网络层支持IPv6协议，并且采用优化压缩IPv6头部的方法，在资源受限的嵌入式设备上实现IPv6。所述优化压缩IPv6头部的方法，是对IPv6的协议栈进行裁剪，去掉冗余信息，压缩通用信息，将IPv6头部由48字节压缩到6字节，减轻网络负担。所述冗余信息为报文长度、地址、版本；所述通用信息为信息分类、地址前缀、校验和；所述智能交互终端由采集与控制单元、数据存储单元、通信单元、液晶显示单元和中央处理单元组成。所述电能管理软件系统把分时电价机制和人的行为感知结合起来，作出用电设备控制策略。所述智能交互终端还具有GPRS模块和以太网模块，可以与移动通信网络互连，用户也可以使用移动电话终端软件通过互联网与智能交互终端交互，随时随地监控用电设备。本专利技术具有以下优点:1.楼宇自动化和智能用电技术相结合。本专利技术能够实现楼宇中用电设备的集中管理和分散控制。2.基于IPv6的网络互联机制。每个测控装置都集成了嵌入式IPv6协议栈，联网灵活可靠，标准统一，成本低，支持即插即用网络连接。3.针对人行为和感知的用电控制策略。实现把用电设备的控制和人的行为喜好结合在一起，在节约能源的同时又不影响舒适程度。4.支持分时电价模型。通过对采集到的电能消耗数据进行统计分析，建立能耗模型，结合分时电价机制，在不影响舒适程度的前提下，尽可能的降低电能消耗。附图说明图1是本专利技术实施例的原理框图；图2是本专利技术实施例中无线测控装置的总体结构框图；图3是本专利技术实施例通信网络中IPv6报文格式图；图4是本专利技术实施例中智能交互终端的结构框图；图5是本专利技术实施例中中央空调的控制流程图；图6是本专利技术实施例中照明系统的控制流程图7是本专利技术实施例中智能插座的控制流程图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。一种楼宇智能用电管理系统，由无线测控装置、智能用电通信网络、智能交互终端和电能管理软件系统，共三大部分组成。无线测控装置分为采集装置、执行装置以及采集和执行一体装置三类。其中采集装置只具有数据采集功能，包括温湿度采集装置、光照度采集装置和人员活动信息采集装置；执行装置只具有执行控制指令的功能，包括空调墙控器和照明墙控器；采集和执行一体装置兼有电能信息采集和执行控制指令的功能，包括智能电表和智能插座。智能用电通信网络采用基于IPv6的网络互联机制，系统中每个测控装置都嵌入了 IPv6协议栈，致使网络中可以用IP来区分每一个设备，由于IPv6可以为网络提供充足的资源，所以这种联网机制为建立大型量测和控制系统提供了基础。本专利技术实施例的通信网络主要有以下特点:在简单小巧的嵌入式设备中增加IPv6的功能，将大大降低设备联网的成本；IPv6引入自动配置以及重配置技术，对于IP地址等信息实现自动增删和更新配置，即插即用；使用IP进行路由和寻址，无需手动进行，提高了设备的易管理性；本网络无线通信单点信息传输通信成功率大于99%，广播信息通信成功率大于98%;网络可实现每15分钟数据双向传输一次，下发的控制指令时延小于5秒，数据信息时延小于10秒；支持远程软件更新，支持远程设置采样速率、数据传输速率。本网络的上述特点有利于向其他网络的融合和统一，并提升了网络的可管理性和可扩展性。智能交互终端是整个系统的控制核心，运行电能管理软件系统，具有参数设置和查询，负荷控制与管理，智能用电分析，事件记录等功能。电能管理软件系统主要由海量数据存储系统、统计与分析系统和管理与控制系统三部分组成。支持用电载荷情况和用户环境信息实时显示，支持多种电器控制模式，支持用电设备能效性分析，支持分时电价模型。图1所示为系统的原理框图，整个系统分为三层:信息采集与命令执行层、通信层和控制与管理层。信息采集与命令执行层由各种无线测控装置组成，其中，温湿度采集装置由温湿度传感单元、无线通信单元和微处理器组成，负责对用电设备的周围环境和人居住环境的温湿度信息采集，并通过无线传输的方式，按照设定的时间间隔，(例如，每隔5分钟，可远程设置)，经由路由器把采集到的数据传送给智能交互终端。光照度采集装置由光照度传感单元、无线通信单元和微处理器组成，负责对用电环境的灯光亮度信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种楼宇智能用电管理系统，其特征在于，包括无线测控装置，用于采集用电设备的电量信息、环境状况信息以及执行控制命令；智能用电通信网络，用于各个无线测控装置与智能交互终端之间的数据信息和控制命令的传递；智能交互终端，运行电能管理软件系统，对整个楼宇内采集到的用电信息和环境信息数据进行统计分析和处理，下达控制指令。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔世界，葛维春，王英男，王芝茗，尹晓华，曾鹏，藏传治，尚志军，于海斌，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁省电力有限公司沈阳供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：