[发明专利]一种融入模型预测的开源型智慧家庭能源管理系统

权利要求书

1.一种融入模型预测的开源型智慧家庭能源管理系统，包括安防子系统、家电控制子系统、分布式发电子系统、数据采集管理子系统、预测优化子系统、终端控制子系统，各子系统功能如下：

安防子系统是通过各传感器等设备对室内空气环境、电力环境、和特定区域进行7*24小时不间断监控，并利用数据通信技术将相关数据传输给数据采集管理模块，发生紧急情况时会触发警报器；

家电控制子系统是对家庭各用电设备进行管理，一方面通过智能主板接收控制指令对不同的用电设备进行智能控制，另一方面利用智能电表对各用电器的负载状态进行计量并传输给数据采集管理模块、预测优化模块，最终实现各用电设备的经济运行；

分布式发电子系统是通过光能、风能、化学能进行分布式发电并存储，为整个能源管理系统提供电能，在电力发生故障时启用紧急供电；

数据采集管理子系统是对各子系统的设备用电负载信息、分布式发电子系统的储能信息、能源价格信息、实时气象信息等进行存储管理，根据信息的时效性分别存储在实时数据库与历史数据库，并与终端控制子系统和预测优化子系统进行数据交互；

预测优化子系统是结合数据采集管理子系统提供的用电负载信息，分布式储能信息，能源价格信息、实时气象信息等，利用神经网络进行短期负荷，生成日调度计划、实时最优调度计划，实现家庭能源的最优化调度；

终端控制子系统是用户通过电脑和手机APP利用通信技术对各个子系统实现访问控制，可进行实时的查看负载信息，调整调度计划，控制用电设备工作等操作。

2.根据权利要求1所述的一种融入模型预测的开源型智慧家庭能源管理系统，其特征在于：所述安防子系统上控制子模块上设有控制子模块，所述控制子模块上设有警报器、arduino主板、WiFi模块，所述控制子模块上的警报器、arduino主板、WiFi模块通过导线互连，所述控制子模块与数据管理模块与环境监测器、电力故障监测器、视频监控器相连，所述视频监控器与短时缓存模块相连，用于缓存近8小时视频数据，当任意模块发生故障时会触发警报器，所述arduino主板通过WiFi模块接收控制指令对环境监测器、电力故障监测器、视频监控器进行控制，并将实时数据传送给送给数据采集管理子系统。

3.根据权利要求1所述的一种融入模型预测的开源型智慧家庭能源管理系统，其特征在于：所述家电控制子系统上设有控制子模块，所述控制子模块上设有智能电表、arduino主板、WiFi模块，所述控制子模块上的智能电表、arduino主板、WiFi模块通过导线互连，所述控制子模块与智能灯光、红外转发器、智能窗帘、电动交通工具相连，所述红外转发器对智能空调、智能音响进行解码控制，所述智能电表通过对智能灯光、智能空调、智能音响、智能窗帘、电动交通工具的用电信息进行实时采集，所述arduino主板通过WiFi模块接收控制指令对智能灯光、红外转发器、智能窗帘、电动交通工具进行控制，并将实时数据给送给数据采集管理子系统。

4.根据权利要求1所述的一种融入模型预测的开源型智慧家庭能源管理系统，其特征在于：所述分布式发电子系统上设有智能电力存储模块、紧急供电模块，所述电力存储模块与光伏发电模块、风力发电模块、化学能发电模块相连，用于存储分电能，并通过WiFi将实时数据传送给数据采集管理子系统，发生断电故障时，启动紧急供电模块为系统供电。

5.根据权利要求1所述的一种融入模型预测的开源型智慧家庭能源管理系统，其特征在于：所述数据采集管理子系统上设有实时数据库和历史数据库共同对负载设备信息、自产能量信息、能源价格信息、实时气象信息进行采集管理，实时数据库存储近24小时的数据信息，便于终端进行实时查看和预测优化子系统调用，大于24小时的数据信息以5年为上限存储在历史数据库，便于终端进行历史信息查看和预测优化子系统调用，所述负载设备信息来自安防子系统和家电控制子系统，所述自产能量信息来自分布式发电子系统，所述能源价格信息和实时气象信息来自互联网。