[发明专利]基于WiFi和ZigBee的智能开关系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于WiFi和ZigBee的智能开关系统。

背景技术

随着智能电网的大力发展和物联网技术的推进，智能设备的技术水平突飞猛进，智能设备解决方案逐步向一次设备加上内嵌的智能组件，完成包括测量、控制、状态监测、计量、保护等所有功能。而目前家用能量监控设备种类繁多，但大多价格昂贵，或者功能较原始，不能满足物联网时代智能家庭电力控制的需要。

目前，国内市场已经存在空气开关、漏电保护开关、功率表等电能监测和控制设备，但各开关功能比较原始和单一，很难实现智能监控。国外智能化电能设备主要有Google PowerMeter和澳大利亚昆士兰政府推广的ClimateSmart Home Service项目等。这些设备虽功能较多，但价格昂贵，并且其电气参数不能适应我国电网的特点，因此难以在我国市场推广。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种基于WiFi和ZigBee的智能开关系统，集监控、保护和通信等多种功能于一体，满足现阶段及将来智能电网的改造需求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于WiFi和ZigBee的智能开关系统，包括上位机、若干个移动终端和若干个智能开关；

上位机，用于接收各个移动终端的数据进行远程监控和数据记录保存；

移动终端，用于接收各个智能开关的数据，并根据显示的数据进行人机互动；

智能开关，包括MCU模块、单相计量SoC芯片、零序电流传感器、温湿度传感器模块、LCD模块、ZigBee模块和WiFi模块；其中，单相计量SoC芯片、零序电流传感器、温湿度传感器模块、LCD模块、ZigBee模块和WiFi模块分别与MCU模块连接；

各个智能开关通过ZigBee模块和WiFi模块实现自组网和数据发送。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、设计集成了电能参数检测、漏电过载开关保护、远程抄表、温湿度检测和火灾预警于一体，实现了电力系统的小型化和智能化；

2、移动终端的开发是一大创新，移动终端APP通过WIFI与智能开关连接可以方便用户随时查看用电情况，进行监控，提高电能质量水平；另外，移动终端的加入成为电力抢修工人的一大利器，当维修人员需要对某处故障线路进行断电维修时就不需要不停地往返于故障点和闸刀处来进行开合闸检测，只需要操作手中的移动终端APP就能轻松的对线路进行开合闸测试，极大地提高了维修工作的效率；

3、上位机的开发结合ZigBee自组网功能能够实现大范围电网的远程监测和控制。本发明还创新性的加入了漏电流检测功能，通过对PC端记录的大量漏电流数据进行分析，可以得出不同季节不同时间的漏电规律，供电部门以此为依据根据不同季节时间制定不同的供电方案，普通用户据此采取对应漏电保护措施。

附图说明

图1为本发明中基于WiFi和ZigBee的智能开关系统的结构框图；

图2为图1中智能开关的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

基于WiFi和ZigBee的智能开关系统，包括上位机、若干个移动终端和若干个智能开关。

上位机，用于接收各个移动终端的数据进行远程监控和数据记录保存；

移动终端，用于接收各个智能开关的数据，并根据显示的数据进行人机互动；

智能开关，包括MCU模块、单相计量SoC芯片、零序电流传感器、温湿度传感器模块、LCD模块、ZigBee模块和WiFi模块；其中，单相计量SoC芯片、零序电流传感器、温湿度传感器模块、LCD模块、ZigBee模块和WiFi模块分别与MCU模块连接。

对应的，移动终端设有WiFi模块，方便与智能开关进行WiFi通信。

MCU模块，可以采用MSP430芯片。单相计量SoC芯片，可以采用V9401电能IC芯片，用于实现电力参数，诸如电压、电流、瞬时功率和功率因数等的测量。零序电流传感器，用于采集漏电流。温湿度传感器模块，可以采用DHT11数字温湿度传感器，用于检测环境温湿度。LCD模块，用于显示测量数据。各个智能开关通过ZigBee模块和WiFi模块实现自组网和数据发送。智能开关带有漏电保护和过载保护功能。

本发明中的智能开关系统，具有体积小、功耗低、人机界面良好等优点，适合批量生产。另外，本发明结合ZigBee和WiFi两种通信技术，形成优势互补。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。