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1、智能家居可再生能源管理系统摘要：智能电网一个主要的属性的是在消费前提下把可再生能源资源和存储,本文介绍了设计、实现和测试的嵌入式系统,可将太阳能和存储能源资源的智能家居。该系统提供和管理一个安装可再生能源的智能住宅能源要求;调度和安排功率流在繁忙和非繁忙时期.此外,双向通信协议是进化为使住房所有者和公用事业部门更好地优化能量流和消费效率。提出了精确设计、实现和测试的系统原型,并使用受控负载银行来模拟相随机的房子消费行为。测试了三种不同的场景，并报道了结果。1.介绍职能家居管理系统，一个让家庭与能源提供者之间交换命令以达到优化能源消耗的系统。这种能源股东之间的合作可以减少消费者的电费账单，电力公
2、共事业单位也可以更好地管理高峰负荷。智能电网是一种新兴研发的概念，集成了传统电网与最近开发的信息和通讯技术来提高发电、变电，输电与消耗系统的工作效率。智能电网的一个关键特性是基于消费方面的能源回收与存储的集成。另一个关键特性是能够使消费者和团体相互沟通，共同承担管理功率流和消耗的责任。本文介绍的家庭能源管理系统设计,集成了传统电网和可再生能源即太阳能和能源存储的电力资源。基于公共设备与户主中间的通信，根据房子的需要，用一个单片机来复用给房子供电的三种电源。通信协议,能量流,需求与回应和计费系统的硬件和软件都需要我们开发一个家用和公共服务器。家庭网关(H-Gateway)是一个在消费者的前提下结
3、合GSM调制解调器的嵌入式系统单片机。该公共服务器(U-Server)是一种高端个人电脑,它安装在公用事业公司总部。消费者和单位可以利用基于GSM调制解调器的相互通信管理能源遵循和能耗。图1。显示了系统概念模型。图1所提出的系统概念模型2.系统需求系统的功能和非功能性需求描述。设计并优化一个硬件和软件架构,必须满足下列条件:2.1系统需求系统的功能要求如下:l一个双向的沟通渠道必须建立在使用GSM调制解调器的H-Gateway和U-Server之间。l利用所建立的通道,H-Gateway必须能够从U-Serve得到第二天的预测峰值间隔。l在单片机需要通过变压器测量仪表存储功耗的读数。l基于峰值
4、的间隔,在单片机必须采取适当的选择,来供应、使用和控制替代能源。l已存储的能量消耗读数必须从H-Gateway发出，并存储在UServer数据库里lU-Server方面的软件必须运行24/7来分析通过GSM调制解调器接收到的读数，并把它们存储在相应的数据库。lU-Server方面必须要建立一个提供一个接口为家庭用户查看他们的电力消费行为的网站。l利用短信可以增加额外的服务来控制家庭电力的负载。2.2非功能性需求:系统的非功能需求是把更多注意力集中在可靠性和系统的可维护性。而且，提供的服务的外观和感觉,比如网站,要用户友好并可让所有的用户都可以访问。最后，从web服务器上加载web页面要快;因此
5、托管网站在一个附近位置。3.提出的系统硬件体系结构基于系统的要求,提出了系统硬件应该有两个基本构建模块即H-Gateway和U-Server。图2显示了这个系统的硬件体系结构。图2.提出的系统硬件体系结构H-Gateway块由太阳能电池、电荷转换器、电池、DC/AC逆变器、能源仪表和GSM调制解调器组成。图3显示的是实际的系统硬件的细节图。图3实验装置房子的动力来自两个来源即电网和太阳能电池。太阳能电池能源会被储存在电池里,然后转换成交流电。阳光明媚时太阳能电池给蓄电池充电，如果有需要，电网也可以在非用电高峰时给蓄电池充电。备用电源和电网电力场景收取和切换将在下一个章节讨论。GSM调制解调器是
6、用来提供U-Server和户主之间的通信。它利用移动电话服务提供商管理的公众移动网络。U-Server模块位于电力公司总部，这是一个联网的高端个人电脑。主机拥有成熟能源管理系统软件。公用事业家庭及个人业主允许通过万维网和移动公共网络访问服务器和H-Gateway。每个用户有已经注册的用户名、密码和权限等级。服务器软件操作将在后面的小节中描述。图2显示了系统硬件布局。4.提出的系统软件模型该系统软件分为三个主要功能:能流控制、沟通和服务模块。下面是每个部分简短的描述:4.1能流控制模块这个模块包括三个函数。这是安装在家里的H-Gateway控制器里。lRandom_Behaviour()函数:它
7、赋予负载一些随机的行为,模拟房子里的负载。lGet_Power()函数:它读取当前数据的计算出功率,得出能源消耗。lSwitch_Source()函数:根据高峰时间将负载连接到电网或替代能源上。4.2通信模块这个模块的主要功能是为用户和供电单位即H-Gateway和UServer之间提供通信。它是用来交换消息和推荐更好的优化家里的能源消耗。下面是每个函数一个简短的描述Connect_GSM()函数
