[發明專利]照明燈具用電量采集及無線控制裝置

無效

• 申請號: 201210461957.7
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102917519A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 林順富;劉慶強;崔龍龍;李東東
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

????本發明涉及一種智能用電技術，特別涉及一種照明燈具用電量采集及無線控制裝置。

背景技術

近年來隨著智能用電技術的發展，家庭能源管理系統（HEMS：Home?Energy?Management?System）得到廣泛的關注，HEMS能夠監測家庭用電設備的能源使用情況，優化家庭能源消耗結構，實現家庭節能。要實現HEMS的功能，必須采集家庭各負荷的用電信息，并且建立雙向互動平臺，互動平臺不僅可以獲得電力市場的實時電價并且可以根據相應的能效管理策略對家庭負荷進行開關操作等，因此用戶用電信息采集系統的建設和雙向互動平臺是構建HEMS系統不可缺少的兩個內容。

智能用電環節及家庭能效管理系統中強調用戶的參與，鼓勵電網和用戶之間的雙向互動。要構建雙向互動的需求響應，電力部門需要采集用戶側的電能消耗情況與各電器設備的詳細用電信息，根據這些用電信息進行負荷預測，制定電價以及用電策略并反饋給用戶。同時用戶可以看到電器的用電信息能夠對自己電器的電能消費情況有一個更加直觀、量化的了解，這就從側面激勵用戶去更加合理的使用電能。

在用戶信息采集系統和雙向互動平臺中，用戶的各個用電器的電量采集和控制成為關鍵的問題，對于居民負荷，各類電器（除了已安裝的燈具）都是通過插頭插入到插座上的，他們的用電信息的采集和控制可以通過智能插座完成。但是家庭的燈具，其電線已經植入到墻體內，而且所有的走線都不可見，對于燈具的用電信息的采集和控制難度非常大。考慮到安全，美觀等因素，將燈的走線從墻體內挖出來接上采集控制裝置是不可行的，從燈的總控制板上安裝設備雖然可以實現，但用戶自己安裝是不安全的，只能找專業的電工技術人員才可以實現安裝，這會帶來不便和費用上的增加。因此照明燈具的采集控制裝置設計遇到了很大的障礙。

要實現優化家庭能源消耗結構和家庭節能，燈具的用電信息是必不可少的，因此燈具的用電信息采集控制裝置及控制系統是必不可少的。

發明內容

本發明是針對照明燈具電量采集裝置安裝的不便及現有的采集裝置不具有控制燈具開關功能的問題，提出了一種照明燈具用電量采集及無線控制裝置，為一簡單、方便的接入系統，該裝置可以避免打開燈線控制面板帶來的不安全因素和撥開墻體安裝裝置帶來的美觀破壞影響。可以將測量的數據通過無線傳輸到無線控制平臺，并且接受控制平臺的指令進行開關操作。不僅可以方便用戶，實現燈具的無線控制，對于家庭待裝修的用戶，還可以避免安裝開關而使用大量電線，經濟節約，對于燈具的用電信息有直觀的認識；對于家庭已裝修的用戶本裝置可以使用戶方便的進行電燈的開關操作，無需到開關旁進行操作，方便，人性化。

本發明的技術方案為：一種照明燈具用電量采集及無線控制裝置，置于電源與照明燈具之間，由電源模塊、實時時鐘電路、無線通訊模塊、電量測量模塊、微處理器模塊、燈具接頭、過載保護模塊、開關電路、調光電路和燈具接頭模塊組成，電源模塊與實時時鐘電路、無線通訊模塊、電量測量模塊、微處理器模塊連接，提供電能；微處理器模塊與通訊模塊、電量測量模塊、開關電路，調光電路連接，控制它們協調運行，燈具接頭一頭接市電，另一頭接過載保護模塊，過載保護模塊輸出端接電量測量模塊和開關電路，調光電路輸出通過燈具接頭模塊接燈具。

所述無線通訊模塊采用ZigBee收發芯片CC2430，通過4線的SPI接口與微處理器模塊連接，以ZigBee無線通訊進行雙向通訊，上報燈具電量信息及接受控制指令，無線通訊方式除了采用zigbee通訊方式外還可以采用wifi無線通訊方式。

所述電量測量模塊包括電壓和電流采集電路，電壓和電流采集電路采集的電壓和電流信號經過A/D轉換成數字信號送入微處理器模塊。

所述電量測量模塊可選用AD采樣電路或電能測量芯片。

所述微處理器模塊可采用DSP單片機、PIC單片機作為微處理器。

所述過載保護電路可選保險管，當燈具發生短路或過載嚴重時可以快速斷電。

所示開關電路與微處理器模塊的I/O口連接，采用線圈側電壓為5V的繼電器進行通斷電控制，用三極管S8050驅動繼電器。

所述調光電路與微處理器模塊的I/O口連接，微處理器模塊根據通過無線通訊模塊接收來自交互終端傳輸過來的指令調節流過燈具電流的大小。

所述燈具接頭模塊為根據所接通用燈具設計出的安全接入端子。