基于ZigBee的智能家庭能源管理系统-论文.pdf

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1、低压电器(2014No．8)·现场总线与网络通信·基于ZigBee的智能家庭能源管理系统米蒋跃文，杨思程(嘉应学院，广东梅州514015)摘要：提出一种利用ZigBee无线传感器网络的智能家庭能源管理系统(HEMS)实施方案。由人机交互客户端、若干无线电能计量和执行器节点组成星形拓扑网络，蒋跃文(1974一)，用以测量家庭电器设备的功率和电能消耗以及控制其运行。提供了详细的软硬件设男，讲师，研究方向计。试验证明该方案成功地实现了功率和电能测量、温湿度监测以及交互控制功能。为测量与控制技关键词：ZigBee；无线传感器网络；能源管理；智能电表术、无线传感器网中图分类号：T

2、M762：TP273．5文献标志码：A文章编号：1001—5531(2014)络与算法。08-0040}-04SmartHomeEnergyManagementSystemBasedonZigBeeJIANGYttewen，YANGSicheng(JiayingUniversity，Meizhou514015，China)Abstract：Aplanofsmarthomeenergymanagementsystem(HEMS)basedonZigBeewirelesssensornetworkwasproposed．TheHEMSconsistsofaclient，so

3、mewirelesssensorandactuatornodes．ThroughHEMSconsumercanmastertheirelectricalequipmentrunningstatusandpowerconsumptionandcontrolthem．Detailsaboutsoftwareandhardwarewerepresented，whichhavepassedalltestsincludingpowermeasurement，temperatureandhumiditymonitoringandinteractivecontrolfunctions

4、．Keywords：ZigBee；wirelesssensornetworks；energymanagement；smartmeter0引言1系统硬件设计能耗在经济发展与环境保护上倍受关注，将1．1系统设计创新技术和先进的管理技术应用于能源的生产与HEMS系统架构如图1所示。HEMS通过家消耗环节，对全球经济发展与环境保护至关重要。庭网关与互联网相连，具有远程交互功能。利用随着智能电网的逐步实施，智能电表与面向消费智能客户端，用户可以即时获取电费信息、远程控者的客户端的开发，迎来前所未有的机遇。在智制家用电器设备等。HEMS涉及的主要内容为虚能电网概念的推动下，我国消费

5、者对能源的使用线框圈出部分，由主节点、若干分节点、客户端组习惯和电能的计量方式的现状将彻底改变。智能成。其中主节点安装在室内电网的干路上，对整家庭能源管理系统(HomeEnergyManagement个室内的电能数据进行监控。各分节点安装在各System，HEMS)的推广和应用将在减少能源浪费、用电器(如电灯、电视机、电冰箱、洗衣机、空调提高能效、改变节能观念和行为习惯、减少CO：等)所在支路，用于检测用电器的实际功率、电能气体排放和保护环境等方面产生深远的影响。为消耗和运行状态并控制电器的运行。客户端为人此，本文提出一种基于ZigBee的可交互的智能机交互系统，用于显

6、示节点运行状态、能耗及电费HEMS实施方案。等信息，用户可通过客户端控制设备运行状态。杨思程(199O一)，男，研究方向为单片机技术与应用。基金项目：梅州市科学技术局与嘉应学院联合自然科学项目(2012KJA07)．．——40-——·现场总线与网络通信·低压电器(2014No．8)保电能测量的准确性、可靠性，没有直接采用CC2530来完成电量计量采样和无线通信两项任务。其中，电源电路提供单片机和ZigBee模块所需电源；单片机通过外部中断连接到ADE7755电能计量模块的高频输出端进行计量统计，通过ZigBee模块CC2530将数据发送至客户端；控制电路根据接收指令控制

7、负载的运行。1．2．1电源与继电器控制电路匦匪；系统电源与继电器控制电路如图2所示。设图1HEMS系统架构计了+5V和+3．3V两种规格稳压电源以满足整个系统采用ZigBee技术组成星形无线传感器系统所需。继电器控制电路由单片机、光耦和继网络拓扑结构。电器等组成。其原理是：由单片机通过接口P7的1．2节点硬件设计1脚下达开关指令，如开指令为低电平0，此时光节点的主要任务为电能测量、通信和设备耦工作，输出为高电平i使晶体管VT1导通，因控制。设计选用单片机STC12LE5608、电能计而继电器得电接通负载电源；反之则切断负载电量芯片ADE7