一种基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法
【专利摘要】本发明提供一种基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法，其步骤为：设置基于微处理器的智能电表和家庭网关的本地通讯协议；采用基于Zigbee协议的家用遥控器控制用电设备；用户利用电力公司服务器提供的接口进行手机应用软件通信；所述智能电表和Zigbee无线模块采集的用电数据经电力专网上传至电力公司服务器。本发明提出的智能电表和Zigbee模块共同完成数据采集上传，其功耗要比传统的基于WIFI网络的家庭网关低的多。与传统的家庭网关使用公网传输相比，更加安全。且可以得到最大限度的简化，无需提供数据库和web服务等传统家庭网关需要提供的组件，不需要使用复杂的底层操作系统支持，可以加快产品开发的速度。
【专利说明】—种基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种实现方法，具体涉及一种基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法。
【背景技术】
[0002]广泛使用的基于微处理器的智能电表，具有准确，快捷测计电力参数、记录事件、存储负荷曲线、通信的技术功能。但对智能电表的使用，却仅仅体现出在自动抄表和便捷付费的功能优势。事实上，基于微处理器的智能电表的功能和能力远不至于此。随着智能电网的建设，物联网和云计算技术的发展，人们提出了智能小区、智能家居的概念。这种技术手在供电企业和电力用户之间构建了准实时、双向互动信息共享平台，提高了电网和用户需求间的智能化互动水平、能源利用效率和电力设备的使用效率，提升了供电企业市场营销管理水平、促进节能减排，极大的方便了用户生活。
[0003]为实现上述目标，现有技术提供了连接家庭内部电器设备和外界的作为中转的家庭网关设备，这种方式使用户遥控家里的电器设备。但目前市场上面的家庭网关都是单独的设备，放置于用户家中，这就需要考虑安放位置和布线，且对供电企业采集用户用电信息不支持，不能实现双向交互。因此需要提供一种针对现有的家庭网关缺点，供电企业可对用户能效管理，满足双向交互的技术方案。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明提出一种基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法，通过在现有的智能电表和家电上添加通讯装置来构建一个家庭网关，既具备普通家庭网关的功能，也具备对用户的能效管理，实现双向交互。
[0005]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0006]基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法，所述方法包括下述步骤:设置基于微处理器的智能电表和家庭网关的本地通讯协议；采用基于Zigbee协议的家用遥控器控制用电设备；用户利用电力公司服务器提供的接口进行手机应用软件通信；所述智能电表和Zigbee无线模块采集的用电数据经电力专网上传至电力公司服务器。
[0007]优选的，所述步骤(I)中，智能电表设有与所述Zigbee无线模块通信的RS232接□。
[0008]进一步的，所述Zigbee无线模块保存节点信息，且智能电表的控制芯片通过RS232接口和Zigbee无线模块通信；协调器模块和控制芯片内部的软件程序采集和上传数据以及控制Zigbee模块。
[0009]进一步的，所述家用遥控器内部装配的Zigbee模块工作时处于节点模式，不工作时处于休眠模式；家用遥控器自动增加可控制的用电设备，通过Zigbee模块节点自动将设备信息传递到遥控器。
[0010]优选的，所述步骤(I)中的本地通讯协议为Zigbee2007协议。
[0011]进一步的，所述步骤(3)中，用电设备包括窗帘控制器、电视、冰箱、空调、智能插座和智能门锁；
[0012]优选的，所述家用遥控器包括扩展模块，所述扩展模块用于控制新增的用电设备。
[0013]优选的，所述手机应用软件可以通过无线连接到电力公司提供的服务器上，应用软件通过服务器开放的端口，通过网络层协议来获取数据；也可以向电力公司服务器发送数据，服务器产生相应的命令传递给智能电表，从而达到对用户家庭内部设备的控制。
[0014]优选的，所述Zigbee模块和智能电表控制芯片内部的通信模块采集和上传数据以及控制Zigbee模块。
[0015]与现有技术比，本发明的有益效果为:
[0016]1.本发明中家庭网关系统具有电力信息采集功能，克服了传统家庭网关系统无法给电力公司提供数据分析所需要的数据的缺陷。
[0017]2.本发明基于现有的智能电表，无需在家庭内部考虑以太网布线，只需在智能电表的硬件上添加Zigbee模块，充分利用了基础架构。同时系统基于Zigbee多跳网络，不存在系统穿墙问题，其功耗要比传统的基于WIFI网络的家庭网关低得多。
[0018]3.信息存储在电力公司专用服务器上，电表上传通道为电力专网，可以提高数据传输的速率和可靠性，改善网络性能，避免数据拥塞和丢包，相对于利用公网传输，其信息安全性较高。
[0019]4.数据处理在电力公司的服务器上进行，本地只负责数据采集和简单的控制，使本地智能电表和Zigbee模块的软件代码得到最大限度的简化，加快了产品开发的速度，从而获得最大的效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]如图1所示为本发明中智能电表在家庭网关中的应用流程示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0022]如图1所示，基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法，所述方法包括下述步骤:设置基于微处理器的智能电表和家庭网关的本地通讯协议；采用基于Zigbee协议的家用遥控器控制用电设备；用户利用电力公司服务器提供的接口进行手机应用软件通信；所述智能电表和Zigbee无线模块采集的用电数据经电力专网上传至电力公司服务器。
[0023]其中，智能电表是整个系统的核心，负责用户用电信息的采集和用户远程控制的实现。
[0024]所述步骤(I)中，智能电表设有与所述Zigbee无线模块通信的RS232接口。
[0025]所述Zigbee无线模块保存节点信息，且智能电表的控制芯片通过RS232接口和Zigbee无线模块通信；协调器模块和控制芯片内部的软件程序采集和上传数据以及控制Zigbee 模块。
[0026]所述家用遥控器内部装配的Zigbee模块工作时处于节点模式，不工作时处于休眠模式；家用遥控器自动增加可控制的用电设备，通过Zigbee模块节点自动将设备信息传递到遥控器。
[0027]所述步骤(I)中的本地通讯协议为Zigbee2007协议。
[0028]所述步骤(3)中，用电设备包括窗帘控制器、电视、冰箱、空调、智能插座和智能门锁；
[0029]所述家用遥控器包括扩展模块，所述扩展模块用于控制新增的用电设备。
[0030]所述手机应用软件可以通过无线连接到电力公司提供的服务器上，应用软件通过服务器开放的端口，通过网络层协议来获取数据；也可以向电力公司服务器发送数据，服务器产生相应的命令传递给智能电表，从而达到对用户家庭内部设备的控制；
[0031]其中，用户的手机操作系统为1S或者ANDROID、WebOS、Symbian、WindowsPhone中的一种；
[0032]通过网络层协议获取的这些数据，用户可以在手机软件中查看当前家庭内部用电电量信息、设备状态信息、安防信息、分时和阶梯电价信息。
[0033]所述Zigbee模块和智能电表控制芯片内部的通信模块采集和上传数据以及控制Zigbee 模块。
[0034]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法，其特征在于，所述方法包括: (1)设置基于微处理器的智能电表和家庭网关的本地通讯协议； (2)采用基于Zigbee协议的家用遥控器控制用电设备； (3)用户利用电力公司服务器提供的接口进行手机应用软件通信； (4)所述智能电表和Zigbee无线模块采集的用电数据经电力专网上传至电力公司服务器。
2.如权利要求1所述的基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法，其特征在于，所述步骤(I)中，智能电表设有与所述Zigbee无线模块通信的RS232接口。
3.如权利要求2所述的基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法，其特征在于，所述Zigbee无线模块保存节点信息，且智能电表的控制芯片通过RS232接口和Zigbee无线模块通信；协调器模块和控制芯片内部的软件程序采集和上传数据以及控制Zigbee模块。 所述家用遥控器内部装配的Zigbee模块工作时处于节点模式，不工作时处于休眠模式；家用遥控器自动增加可控制的用电设备，通过Zigbee模块节点自动将设备信息传递到遥控器。
4.如权利要求1所述的一种基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法，其特征在于，所述步骤(I)中的本地通讯协议为Zigbee2007协议。
5.如权利要求1所述的一种基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法，其特征在于，所述步骤(3)中，用电设备包括窗帘控制器、电视、冰箱、空调、智能插座和智能门锁。
6.如权利要求1所述的一种基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法，其特征在于，所述家用遥控器包括扩展模块，所述扩展模块用于控制新增的用电设备。
7.如权利要求1所述的一种基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法，其特征在于，所述手机应用软件可以通过无线连接到电力公司提供的服务器上，应用软件通过服务器开放的端口，通过网络层协议来获取数据；也可以向电力公司服务器发送数据，服务器产生相应的命令传递给智能电表，从而达到对用户家庭内部设备的控制。
8.如权利要求1所述的一种基于智能电表用电双向交互的家庭网关实现方法，其特征在于，所述Zigbee模块和智能电表控制芯片内部的通信模块采集和上传数据以及控制Zigbee 模块。
【文档编号】G08C17/02GK104333495SQ201410500289
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】王亮, 袁玉湘, 姜学平 申请人:国家电网公司, 国网智能电网研究院