嵌入式智能用電家居系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、當(dāng)前，新一輪的世界能源變革已經(jīng)拉開序幕，智能電網(wǎng)已成為目前世界電力發(fā)展的新趨勢(shì)。智能用電是中國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分，對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)，可實(shí)現(xiàn)電力資源的最佳配置，降低用戶用電成本，提高用電效率。
　　本文根據(jù)智能用電的概念，分析家庭普通電器對(duì)智能用電系統(tǒng)的要求，并結(jié)合當(dāng)前實(shí)時(shí)電價(jià)用電策略的響應(yīng)機(jī)制，構(gòu)建了嵌入式智能用電家居系統(tǒng)的整體方案。該系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)電力用戶對(duì)普通家電的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)借助系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能開關(guān)，能使普通家電實(shí)時(shí)

2、響應(yīng)低電價(jià)，有效解決了普通家電的軟控制和智能用電問(wèn)題。
　　系統(tǒng)包括模擬智能電表，智能用電控制中心和智能開關(guān)三個(gè)模塊：模擬智能電表負(fù)責(zé)向智能用電控制中心傳遞供電公司傳送過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)電價(jià)信息；智能用電控制中心的功能在于，借助RTC報(bào)警功能，傳遞低電價(jià)時(shí)刻控制信息，同時(shí)，電力用戶通過(guò)移植Boa服務(wù)器遠(yuǎn)程訪問(wèn)家用電器，并輸入電器遠(yuǎn)程控制信息，再借助nRF24L01無(wú)線發(fā)送模塊將低電價(jià)時(shí)刻控制信息或者是遠(yuǎn)程控制信息傳送到與普通電器相連接的智

3、能開關(guān)，通過(guò)智能開關(guān)解析控制信息，進(jìn)而控制電器產(chǎn)生響應(yīng)。
　　在系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，首先借助prote199SE設(shè)計(jì)模擬智能電表、智能開關(guān)模塊、無(wú)線收發(fā)模塊的硬件電路及原理圖，并制成PCB板，同時(shí)完成硬件調(diào)試。其次，完成智能用電控制中心軟硬件平臺(tái)的搭建與嵌入式Boa服務(wù)器的移植，完成Linux下的nRF24L01無(wú)線模塊驅(qū)動(dòng)程序的編碼與測(cè)試。再次，為實(shí)現(xiàn)智能用電家居系統(tǒng)對(duì)普通電器的遠(yuǎn)程控制功能，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)電力用戶遠(yuǎn)程登錄界面、家

4、居家電控制界面，同時(shí)編寫電力用戶登錄驗(yàn)證CGI程序和家居電器控制模塊CGI程序。最后，借助智能用電控制中心RTC報(bào)警功能，以獲取最低電價(jià)時(shí)刻的控制信息，實(shí)現(xiàn)智能用電系統(tǒng)對(duì)普通電器的低電價(jià)控制功能。此外還設(shè)計(jì)了nRF24L01無(wú)線通信數(shù)據(jù)傳輸中控制電器數(shù)據(jù)域的協(xié)議，給出智能開關(guān)對(duì)無(wú)線接收模塊接收到的控制信息的解析過(guò)程及其代碼實(shí)現(xiàn)。
　　最后，對(duì)智能用電系統(tǒng)的各個(gè)模塊功能進(jìn)行了測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行良好，工作較為穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)