嵌入式智能用電家居系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、當前，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。智能用電是中國堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分，對智能電網(wǎng)的建設，可實現(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智能用電系統(tǒng)的要求，并結合當前實時電價用電策略的響應機制，構建了嵌入式智能用電家居系統(tǒng)的整體方案。該系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)電力用戶對普通家電的遠程控制，同時借助系統(tǒng)設計的智能開關，能使普通家電實時

2、響應低電價，有效解決了普通家電的軟控制和智能用電問題。
　　系統(tǒng)包括模擬智能電表，智能用電控制中心和智能開關三個模塊：模擬智能電表負責向智能用電控制中心傳遞供電公司傳送過來的實時電價信息；智能用電控制中心的功能在于，借助RTC報警功能，傳遞低電價時刻控制信息，同時，電力用戶通過移植Boa服務器遠程訪問家用電器，并輸入電器遠程控制信息，再借助nRF24L01無線發(fā)送模塊將低電價時刻控制信息或者是遠程控制信息傳送到與普通電器相連接的智

3、能開關，通過智能開關解析控制信息，進而控制電器產生響應。
　　在系統(tǒng)的具體實現(xiàn)過程中，首先借助prote199SE設計模擬智能電表、智能開關模塊、無線收發(fā)模塊的硬件電路及原理圖，并制成PCB板，同時完成硬件調試。其次，完成智能用電控制中心軟硬件平臺的搭建與嵌入式Boa服務器的移植，完成Linux下的nRF24L01無線模塊驅動程序的編碼與測試。再次，為實現(xiàn)智能用電家居系統(tǒng)對普通電器的遠程控制功能，設計并實現(xiàn)電力用戶遠程登錄界面、家

4、居家電控制界面，同時編寫電力用戶登錄驗證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報警功能，以獲取最低電價時刻的控制信息，實現(xiàn)智能用電系統(tǒng)對普通電器的低電價控制功能。此外還設計了nRF24L01無線通信數(shù)據(jù)傳輸中控制電器數(shù)據(jù)域的協(xié)議，給出智能開關對無線接收模塊接收到的控制信息的解析過程及其代碼實現(xiàn)。
　　最后，對智能用電系統(tǒng)的各個模塊功能進行了測試，系統(tǒng)運行良好，工作較為穩(wěn)定，達到預期的設計要求。同時