一種電力需求側(cè)能源信息采集節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電力需求側(cè)能源信息采集節(jié)點(diǎn)，屬于物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國電網(wǎng)系統(tǒng)正向著信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化的方向有序推進(jìn)，并有效提高了輸配電能效。然而在用電環(huán)節(jié)，當(dāng)前電力需求側(cè)用電消費(fèi)反饋依然存在著內(nèi)容單一、方式簡單、周期過長等問題，沒有抓住智能電網(wǎng)需求側(cè)節(jié)約能源和提高能效的關(guān)鍵問題，用電反饋數(shù)據(jù)的完整性及反饋內(nèi)容的針對(duì)性在技術(shù)上尚不成熟。據(jù)此，迫切需要研究電力需求側(cè)行之有效的能源反饋策略，輔助電力消費(fèi)者及時(shí)了解全面、準(zhǔn)確的電能使用情況，從而激勵(lì)他們的節(jié)電行為和態(tài)度，減少電力能源浪費(fèi)，確保電力在消費(fèi)側(cè)高效、合理的使用。
[0003]電力需求側(cè)能源反饋是指將總體電能耗費(fèi)、電器用電情況、用戶使用習(xí)慣等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析、歸類和比較，從而為用戶提供準(zhǔn)確詳實(shí)的用電歷史和合理化節(jié)電建議。它可分為兩類:間接反饋(Indirect Feedback)和直接反饋(Direct Feedback)。間接反饋包括利用現(xiàn)有電力測量基礎(chǔ)設(shè)施如自動(dòng)儀表讀取(Automatic Meter Reading, AMR)等提供用電反饋的方法，但是它們構(gòu)建成本較高，沒有脫離電表計(jì)量的固有模式，在反饋方式和內(nèi)容上有較大局限性。間接反饋方法通常僅提供總用電量和花費(fèi)，無法對(duì)用戶用電行為和各電器用電量進(jìn)行有針對(duì)性的分析和反饋。直接反饋方法不依賴于電表測量，而是利用最新的無線傳感器以及無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)時(shí)感知、傳輸、處理、反饋用戶用電情況。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供了一種電力需求側(cè)能源信息采集節(jié)點(diǎn)，解決了電力用戶不能及時(shí)了解全面，準(zhǔn)確的電能使用情況，從而激勵(lì)他們的節(jié)電行為和態(tài)度，減少電力能源的浪費(fèi)。
[0005]本實(shí)用新型所提供的電力需求側(cè)能源信息采集節(jié)點(diǎn)由電流互感器，電流采集模塊，處理器模塊，無線通信模塊和電源模塊組成。所述電流互感器夾在用電設(shè)備的電線的火線上，輸出端與電流采集模塊的輸入端相連，所述電流采集模塊主要由運(yùn)放與濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片組成，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片接收經(jīng)運(yùn)放與濾波電路的電流數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量存在寄存器中，所述處理器模塊作為本節(jié)點(diǎn)的核心模塊，其輸入端與電流采集模塊的輸出端相連，通過i2c接口進(jìn)行通信，將讀取的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行換算并計(jì)算用電設(shè)備的電功率；其輸出端與無線通信模塊的輸入端相連，通過RS232串口進(jìn)行通信，所述無線通信模塊接收處理器模塊發(fā)送來的能耗數(shù)據(jù)，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)將用電設(shè)備的能耗信息經(jīng)網(wǎng)關(guān)上傳至服務(wù)器，所述電源模塊負(fù)責(zé)將接入的220V交流電轉(zhuǎn)換成5V和3.3V的直流電，5V為電流采集模塊供電，3.3V為處理器模塊和無線通信模塊供電。
[0006]有益效果
[0007]本節(jié)點(diǎn)可布置在室內(nèi)各家用電器的插座上，用來實(shí)時(shí)采集各電器的能耗數(shù)據(jù)。電力用戶可通過采集節(jié)點(diǎn)及時(shí)了解室內(nèi)各電器準(zhǔn)確的電能使用情況，從而激勵(lì)他們的節(jié)電行為和態(tài)度，減少電力能源浪費(fèi)，確保電力在消費(fèi)側(cè)高效、合理的使用，對(duì)我國的節(jié)能減排綠色環(huán)保建設(shè)具有重要的意義。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例實(shí)物圖。
[0009]圖2為本實(shí)用新型的一種電力需求側(cè)能源信息采集節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0010]圖3為本實(shí)用新型的一種電力需求側(cè)能源信息采集節(jié)點(diǎn)的基本運(yùn)行流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0012]本實(shí)施例提供的電力需求側(cè)能源信息采集節(jié)點(diǎn)主要由電流互感器，電流采集模塊，MCU模塊，無線通信模塊和電源模塊組成。
[0013]所述的電流互感器實(shí)時(shí)感應(yīng)電器工作的電流信號(hào)，并將感應(yīng)的電流信號(hào)發(fā)送至節(jié)點(diǎn)的電流采集模塊。
[0014]所述的電流采集模塊主要由運(yùn)放與濾波電路和A/D轉(zhuǎn)換電路組成，用于將電流互感器所感應(yīng)的電流模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。電流模擬信號(hào)首先經(jīng)過運(yùn)放與濾波電路的處理放大模擬信號(hào)并過濾掉噪聲，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路的ADS1015芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，數(shù)據(jù)保存在ADS1015芯片的轉(zhuǎn)換寄存器中，采樣頻率和波特率可通過設(shè)置ADS1015的配置寄存器進(jìn)行設(shè)置。
[0015]所述的MCU模塊為節(jié)點(diǎn)的處理器模塊，采用意法半導(dǎo)公司生產(chǎn)的STM8S003芯片。處理器模塊通過1?數(shù)據(jù)接口與電流采集模塊的的A/D轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行通信，傳輸頻率可通過配置寄存器進(jìn)行設(shè)置，處理器讀取A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換寄存器中的16位電器工作電流數(shù)據(jù)，再通過運(yùn)算得出此電器的瞬時(shí)電功率。
[0016]考慮到WIFI在家庭中的普及性，所述的無線通信模塊采用有人公司的USR-WIFI232-S芯片。處理器模塊與WIFI無線通信模塊通過RS232串口進(jìn)行通信，可通過配置WIFI模塊進(jìn)行傳輸頻率設(shè)置和WIFI網(wǎng)絡(luò)的連接，處理器通過WIFI無線通信模塊將用電設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)發(fā)送出去，經(jīng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上傳至服務(wù)器。所述的電源模塊采用愛普電子WA3-220S05A3芯片，電源模塊負(fù)責(zé)將接入的220V交流電轉(zhuǎn)換成5V和3.3V的直流電，5V為電流采集模塊供電，3.3V為處理器模塊和無線通信模塊供電。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電力需求側(cè)能源信息采集節(jié)點(diǎn)，其特征在于，包括有:電流互感器，電流采集模塊，處理器模塊，無線通信模塊和電源模塊組成， 所述電流互感器夾在用電設(shè)備的電線的火線上，輸出端與電流采集模塊的輸入端相連；所述電流采集模塊由運(yùn)放與濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片組成，其輸出端連接處理器模塊的輸入端；所述處理器模塊的輸入端與電流采集模塊的輸出端相連，其輸出端與無線通信模塊的輸入端相連；所述無線通信模塊的輸入端連接處理器模塊的輸出端，其輸出端通過wifi網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)送數(shù)據(jù)；所述電源模塊的輸入端連接220V交流電，其輸出端連接各個(gè)模塊并為其供電。
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種電力需求側(cè)能源信息采集節(jié)點(diǎn),通過電流互感器采集用電設(shè)備的電流數(shù)據(jù)，電流采集模塊將模擬量的電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，處理器模塊讀取電流采集模塊的電流數(shù)據(jù)并通過運(yùn)算得到電器的瞬時(shí)電功率，并通過WIFI模塊將能源消耗信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過因特網(wǎng)與服務(wù)器相連接，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過WIFI接收采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送的能源消耗信息，再將各采集節(jié)點(diǎn)傳送過來的能耗信息數(shù)據(jù)通過因特網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器上，用戶可通過Internet登入服務(wù)器的網(wǎng)站實(shí)時(shí)查詢設(shè)備的能耗信息，解決了電力用戶不能及時(shí)了解全面，準(zhǔn)確的電能使用情況，從而激勵(lì)他們的節(jié)電行為和態(tài)度，減少電力能源的浪費(fèi)。
【IPC分類】G08C17/02
【公開號(hào)】CN205068752
【申請?zhí)枴緾N201520851977
【發(fā)明人】劉琦, 李鑫, 蔡衛(wèi)東
【申請人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月30日