本發(fā)明涉及電力設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

中國目前正致力于建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)，主要涵蓋電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度6個環(huán)節(jié)，其內(nèi)涵是以堅強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺為職稱，以智能控制為手段，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)從發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)的智能感知、智能識別、智能控制的功能，實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合，智能電網(wǎng)可以整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網(wǎng)的管理，將電網(wǎng)提升為互動運(yùn)轉(zhuǎn)的全新模式，提高整個電網(wǎng)的可靠性、可用性和綜合效率。隨著智能電網(wǎng)高級計量體系的研究和建設(shè)，與居民直接相關(guān)的用電信息采集和在線控制保護(hù)的功能需求逐漸顯現(xiàn)。

目前我國電力系統(tǒng)在用電環(huán)節(jié)仍以傳統(tǒng)用電方法為主，一般是采用智能電能表與空氣開關(guān)配合使用，在電力參數(shù)測量和遠(yuǎn)程抄表方面有初步應(yīng)用，目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的分時峰谷電表、預(yù)付費(fèi)電表和自動抄表均不支持信息和電腦的交互，它們都不能同電網(wǎng)和用戶進(jìn)行實(shí)時互動，缺少具有電力計量、智能控制和雙向通信的產(chǎn)品面世。隨著階段電價政策在國內(nèi)的推廣和展開，用戶的用電量被分為幾個階段，為了更合理的安排自己的用電，用戶有了解每天甚至是每個時刻自己用電信息的需求。另一方面，不同的家用電氣在不同的時間段內(nèi)的用電量也不一樣，而經(jīng)過合理的規(guī)劃，控制和調(diào)節(jié)不同用電器在不同時間段內(nèi)的工作情況，可以有效的減少電能損壞，避免浪費(fèi)。

但是，供電公司一般只于每月底向用戶提供一張用電量及金額的單據(jù)。此時，用電信息對于用戶來說屬于歷史信息，只能指導(dǎo)繳費(fèi)，無法合理的安排自己的用電情況。若用戶想及時了解自己的用電情況，只能去表箱查看。而由于 大單元地方電力計量表箱是物業(yè)集中管理，業(yè)主無法直接看到電力計量表的數(shù)據(jù)。對于用戶關(guān)心的階梯電價的設(shè)置情況，更是只能通過去供電公司營業(yè)廳去查詢。同時，用戶根本無法掌握不同家用電器的用電情況，也就無法實(shí)時根據(jù)用電實(shí)際情況調(diào)整自己的用電計劃。

另一方面，現(xiàn)在大部分的家庭都實(shí)現(xiàn)了寬帶網(wǎng)絡(luò)的接入，在鋪設(shè)電路線的時候，會同時鋪設(shè)強(qiáng)電電路和弱電電路，以分別滿足電器用電需求和信息數(shù)據(jù)的傳輸需求。然而，同時鋪設(shè)兩種電路既增加了施工量和施工難度，也容易出現(xiàn)各種各樣的問題。隨著電力線載波通信技術(shù)的發(fā)展，利用電力線同時完成強(qiáng)電和弱電信號的輸送成為可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同電氣設(shè)備用電數(shù)據(jù)的實(shí)時計量，且能根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時參數(shù)主動保護(hù)分閘和在故障解除后自動或根據(jù)遠(yuǎn)程命令合閘，并能通過電力線實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)和控制信號的實(shí)時雙向傳輸，以及用戶根據(jù)實(shí)際情況制定或選擇節(jié)電策略后自動執(zhí)行節(jié)電策略，以達(dá)到合理用電，避免浪費(fèi)的目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置，包括電力負(fù)荷總控模塊、信息處理模塊、通信模塊及安全保護(hù)模塊，以及至少一個對應(yīng)于單路電氣負(fù)載設(shè)備的單路電力負(fù)荷管理模塊；

所述電力負(fù)荷總控模塊包括總開關(guān)單元、電力參數(shù)采集單元、計量單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、剩余電流檢測單元；所述電力參數(shù)采集單元包括電流互感器、電壓采樣電路、第一信號調(diào)理單元，用于系統(tǒng)電壓、用戶電流信號的采集，所述計量單元包括計量芯片及其外圍電路，用于計量實(shí)時電能，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元用于對所述電力參數(shù)采集單元采集的電壓、電流信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，所述剩余電流檢測單元包括剩余電流互感器、第二信號調(diào)理單元、A/D轉(zhuǎn)換單元，用于系統(tǒng)中剩余電流的檢測；

所述單路電力負(fù)荷管理模塊包括分路開關(guān)單元、分路電力參數(shù)采集單元、分路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、分路剩余電流檢測單元；所述分路電力參數(shù)采集單元用于分路電流信號的采集，所述分路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元用于對所述分路電力參數(shù)采集單元采集的電流信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，所述分路剩余電流檢測單元用于分路電路中剩余電流的檢測；

所述信息處理模塊用于數(shù)據(jù)處理、分析及主動保護(hù)；

所述通信模塊用于裝置與家庭內(nèi)部其它智能設(shè)備、外部網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互以及裝置與各單路電氣負(fù)載設(shè)備之間的通信；

所述安全保護(hù)模塊用于抑制、吸收系統(tǒng)電壓出現(xiàn)的突波尖峰、毛刺，并在系統(tǒng)電壓超過保護(hù)值或出現(xiàn)雷擊涌流時斷開電路，以保護(hù)所述基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置及用戶用電設(shè)備。

進(jìn)一步的，所述信息處理模塊包括控制單元、數(shù)據(jù)處理單元、人機(jī)交互單元、電能質(zhì)量分析單元；其中，

所述控制單元用于控制所述電力負(fù)荷總控模塊和各個單路電力負(fù)荷管理模塊進(jìn)行電能計量及完成分閘/合閘操作；所述數(shù)據(jù)處理單元用于處理及存儲所述電力負(fù)荷總控模塊和各個單路電力負(fù)荷管理模塊采集的電能計量數(shù)據(jù)；所述人機(jī)交互單元用于狀態(tài)參數(shù)和控制指令的顯示及輸入；所述電能質(zhì)量分析單元用于分析處理所述電力負(fù)荷總控模塊中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換后的電壓、電流信號，完成漏電、諧波、過壓、欠壓、缺相、過流、暫升及暫降的檢測，以及用于分析處理所述單路電力負(fù)荷管理模塊中分路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換后電流信號，完成漏電、諧波及過流檢測，并將報警信息發(fā)送到控制單元；所述電能質(zhì)量分析單元還用于分析處理所述電力負(fù)荷總控模塊中剩余電流檢測單元和單路電力負(fù)荷管理模塊中分路剩余電流檢測單元檢測的信號。

進(jìn)一步的，所述電能質(zhì)量分析單元檢測到電力參數(shù)越限后，所述控制單元控制所述電力負(fù)荷總控模和單路電力負(fù)荷管理模塊進(jìn)入主動保護(hù)模式，并根據(jù)故障類型執(zhí)行相應(yīng)處理預(yù)案，實(shí)現(xiàn)自動分/合閘，或者人工確認(rèn)后合閘。

進(jìn)一步的，所述通信模塊包括以太網(wǎng)模塊、電力載波通信模塊及本地通信接口；其中，

所述以太網(wǎng)模塊用于實(shí)現(xiàn)所述基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置與互聯(lián)網(wǎng)的有線及無線連接；所述電力載波通信模塊用于通過電力載波方式將網(wǎng)絡(luò)信號耦合到電力線上，實(shí)現(xiàn)所述基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置與其它智能家居設(shè)備之間的通信，所述本地通信接口用于所述基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置與本地其它智能設(shè)備之間的互聯(lián)；

進(jìn)一步的，所述電力載波通信模塊包括耦合單元、濾波單元、模擬前端單元、載波通迅控制單元、FLASH存儲單元、DDR內(nèi)存單元、PHY接口單元，其中，耦合單元用于將網(wǎng)絡(luò)通信信號耦合到電力線實(shí)施傳輸并實(shí)現(xiàn)與電力線市電的隔離；濾波單元用于濾除電力載波信號中的干擾、噪聲信號；模擬前端單元用于網(wǎng)絡(luò)通信信號的A/D、D/A轉(zhuǎn)換；載波通信控制單元包括CPU、與FLASH存儲單元連接的SPI通信接口，以及與DDR內(nèi)存單元連接的DDR接口，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號的調(diào)制、解調(diào)與處理；PHY接口單元用于實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)MAC層與物理層的連接。

進(jìn)一步的，所述以太網(wǎng)模塊包括MAC模塊、WIFI模塊、PHY接口及相關(guān)電路，且集成TCP/IP協(xié)議棧；所述本地通信接口包括RS232、485、CAN總線通信接口和Zigbee、Z-wave、藍(lán)牙無線通信中的至少一種接口。

進(jìn)一步的，所述通信模塊內(nèi)設(shè)有加密單元；所述加密單元包括對稱加密單元和非對稱加密單元，所述對稱加密單元使用對稱密鑰組加密所述通信模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，所述非對稱加密單元用于根據(jù)固件信息或外部即時數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述對稱密鑰組。

進(jìn)一步的，所述單路電力負(fù)荷管理模塊還包括過零檢測單元及狀態(tài)檢測單元，所述過零檢測單元用于檢測電壓、電流過零點(diǎn)，所述狀態(tài)檢測單元用于檢測分路開關(guān)單元的工作狀態(tài)，并在檢測到異常狀態(tài)時將報警信息發(fā)送給所述電力負(fù)荷總控模塊。

進(jìn)一步的，所述過零檢測單元用于檢測電壓、電流過零點(diǎn)，且所述開關(guān)單元在電壓為零時合閘，在電流為零時分閘。

優(yōu)選的，所述基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置集成于入戶配電箱中。

本發(fā)明還提供了一種基于多種通信方式的智能安全用電管理系統(tǒng)，包括至少一個如上所述的基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置，以及遠(yuǎn)程終端和客戶端，所述基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置通過電力負(fù)荷總控模塊連接外部電力線，通過通信模塊連接互聯(lián)網(wǎng)，并通過通信模塊和單路電力負(fù)荷管理模塊經(jīng)電力線分別連接各個單路電氣負(fù)載設(shè)備及其它智能設(shè)備，用于所述單路電氣負(fù)載設(shè)備的電能計量、開/合閘操作，以及通信數(shù)據(jù)和控制指令的交互；

所述遠(yuǎn)程終端通過互聯(lián)網(wǎng)與所述基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置連接，所述遠(yuǎn)程終端用于監(jiān)測、存儲及管理所述基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置測量的數(shù)據(jù)，以及分析數(shù)據(jù)并生成由節(jié)電策略指令集組成的節(jié)電方案和用電指導(dǎo)方案；

所述客戶端通過互聯(lián)網(wǎng)或其它電信網(wǎng)絡(luò)與所述遠(yuǎn)程終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，所述客戶端用于用戶與系統(tǒng)進(jìn)行交互，包括查詢各個單路電氣負(fù)載設(shè)備用電信息、管理綁定用戶、遠(yuǎn)程控制單路電力負(fù)荷管理模塊進(jìn)行分/合閘操作，以及生成或選擇所述節(jié)電方案。

進(jìn)一步的，所述遠(yuǎn)程終端為云計算網(wǎng)絡(luò)中心，所述云計算網(wǎng)絡(luò)中心包括服務(wù)器和硬件隔離裝置；所述服務(wù)器包括數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器、彈性計算服務(wù)器、數(shù)據(jù)分析服務(wù)器和實(shí)時控制服務(wù)器；所述服務(wù)器和硬件隔離裝置連接于數(shù)據(jù)總線上，所述硬件隔離裝置與數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器、彈性計算服務(wù)器、數(shù)據(jù)分析服務(wù)器和實(shí)施控制服務(wù)器一一對應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述客戶端為PC終端或移動終端，通過安裝于所述PC終端上的應(yīng)用程序或者移動終端上的APP訪問所述云計算網(wǎng)絡(luò)中心。

本發(fā)明的基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置，對應(yīng)于單路電氣負(fù)載設(shè)備設(shè)置有單路電力負(fù)荷管理模塊，以控制電路開關(guān)的通斷；同時，所有的單路電力負(fù)荷管理模塊均對應(yīng)于電力負(fù)荷總控模塊及信息處理模塊，以完成單個分路的電力計量和通斷控制，從而實(shí)現(xiàn)了對單路或單個用電設(shè)備的分別計量和控制，方便用戶監(jiān)測和控制單路或單個用電設(shè)備的用電量和用電時間，并制定合理的用電計劃，避免電能的浪費(fèi)。

另一方面，本發(fā)明的基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置，通過通信模塊實(shí)現(xiàn)了與外部網(wǎng)絡(luò)或內(nèi)部電氣設(shè)備及其它智能設(shè)備之間多種方式的通信連接。其通過以太網(wǎng)模塊連接外部互聯(lián)網(wǎng)，通過本地通信接口連接其它智能設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)了本地其它智能設(shè)備和外部網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)、視頻、音頻信號的無縫傳輸。進(jìn)一步的，本發(fā)明的裝置通過電力載波通信模塊實(shí)現(xiàn)了弱電信號的電力線傳輸，從而省去了傳統(tǒng)的強(qiáng)弱電布線中的弱電布線，簡化了裝修布線工程，節(jié)省了資源。同時，結(jié)合通信模塊中的以太網(wǎng)模塊和本地通信接口，實(shí)現(xiàn)了本地電氣設(shè)備和外部設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通信。采用上述設(shè)計，本發(fā)明的基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置，整合了整個家庭的電力及信息交互資源，提高了家庭電氣布局的集約化和智能化程度。

本發(fā)明的電能分路計量系統(tǒng)，將上述基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置通過多種通信方式接入基于云計算的互聯(lián)網(wǎng)，方便用戶及時了解掌握單路或單個用電設(shè)備的用電信息，進(jìn)而以單路或單個用電設(shè)備為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)合理用電、管電，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電。同時，可建立和完善用戶家庭用電統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)家庭電路的智能化，實(shí)時檢測供電線路負(fù)荷狀態(tài)，確保了用電安全。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置實(shí)施例的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1實(shí)施例中電力載波通信模塊的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

本發(fā)明首先提供了一種基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置，以實(shí)現(xiàn)對家庭或其它場所中單個電氣設(shè)備用電量的實(shí)施監(jiān)測，以及電路的安全智能通斷控制；同時，通過電力線載波通信方式整合了強(qiáng)弱電資源，提高布線的集約化和智能化程度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，如圖1所示，在一個較佳實(shí)施例中，本發(fā)明的基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置包括電力負(fù)荷總控模塊、信息處理模塊、通信模塊及安全保護(hù)模塊，以及至少一個對應(yīng)于單路電氣負(fù)載設(shè)備的單路電力負(fù)荷管理模塊。

具體的，電力負(fù)荷總控模塊包括：

用于系統(tǒng)總的電力線路開合閘的總開關(guān)單元；

用于系統(tǒng)電壓、用戶電流信號采集的電力參數(shù)采集單元，其包括電流互感器、電壓采樣電路、第一信號調(diào)理單元，以完成電壓、電流信號的采集；

用于計量實(shí)時電能的計量單元，其包括計量芯片及其外圍電路，以完成整個系統(tǒng)的計量級電能計量；

用于對電力參數(shù)采集單元采集的電壓、電流信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，以供信息處理模塊中的電能質(zhì)量分析單元進(jìn)行電能質(zhì)量分析；

用于系統(tǒng)中剩余電流檢測的剩余電流檢測單元，其包括剩余電流互感器、第二信號調(diào)理單元、A/D轉(zhuǎn)換單元。

具體的，單路電力負(fù)荷管理模塊包括：

用于對分路的電力線路進(jìn)行開合閘操作的分路開關(guān)單元；

用于分路電流信號的采集的分路電力參數(shù)采集單元；此處只采集分路電流信號，電壓信號因與系統(tǒng)電壓相同，故不再進(jìn)行采集。利用采集的分路電流信號和系統(tǒng)電壓信號，即可通過信息處理模塊中的數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行計算以完成 分路電能的計量。采用此種設(shè)計，不需要每個分路均設(shè)置計量芯片進(jìn)行分路電能的計量，從而節(jié)約了成本，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。

用于對分路電力參數(shù)采集單元采集的電流信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的分路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，以供信息處理模塊中的電能質(zhì)量分析單元進(jìn)行分路電能質(zhì)量分析；

用于分路電路中剩余電流檢測的分路剩余電流檢測單元。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，本實(shí)施例中，單路電力負(fù)荷管理模塊中的開關(guān)單元包括分/合閘電源和分/合閘機(jī)構(gòu)，其中，分/合閘機(jī)構(gòu)可以是由電機(jī)帶動的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接觸，或者是電磁吸合動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接觸，或者是電源激勵永磁體吸合動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接觸，也可以是SCR/IGBT/MOSFET/GTR半導(dǎo)體器件中的任意一種。單路電力負(fù)荷管理模塊還包括過零檢測單元及狀態(tài)檢測單元，過零檢測單元用于檢測電壓、電流過零點(diǎn)，狀態(tài)檢測單元用于檢測分路開關(guān)單元的工作狀態(tài)，并在檢測到異常狀態(tài)時將報警信息發(fā)送給控制單元。

具體的，信息處理模塊用于數(shù)據(jù)處理、分析及主動保護(hù)，其包括：

用于控制電力負(fù)荷總控模塊和各個單路電力負(fù)荷管理模塊進(jìn)行電能計量及完成分閘/合閘操作的控制單元；

用于處理及存儲電力負(fù)荷總控模塊和各個單路電力負(fù)荷管理模塊采集的電能計量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元；

用于狀態(tài)參數(shù)和控制指令的顯示及輸入的人機(jī)交互單元；作為優(yōu)選方案，本實(shí)施例中，人機(jī)交互單元包括自發(fā)光顯示屏、操作按鍵和指示燈。

以及，電能質(zhì)量分析單元，其用于分析處理電力負(fù)荷總控模塊中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換后的電壓、電流信號，完成漏電、諧波、過壓、欠壓、缺相、過流、驟升及暫降的檢測，以及用于分析處理單路電力負(fù)荷管理模塊中分路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換后電流信號，完成漏電、諧波及過流檢測，并將報警信息發(fā)送到控制單元；

還用于，分析處理電力負(fù)荷總控模塊中剩余電流檢測單元和單路電力負(fù)荷管理模塊中分路剩余電流檢測單元檢測的信號。

當(dāng)上述電能質(zhì)量分析單元檢測到參數(shù)越限后，電力負(fù)荷總控模塊和單路電力負(fù)荷管理模塊進(jìn)入主動保護(hù)模式，分路故障時，單路電力負(fù)荷管理模塊自動分閘并報警，根據(jù)故障類型自動執(zhí)行相應(yīng)處理預(yù)案，預(yù)案允許自動合閘情況下故障解除后，自動合閘；預(yù)案不允許自動合閘情況下報警等待人工確認(rèn)?？傠娫垂收蠒r，電力負(fù)荷總控模塊自動分閘并報警，根據(jù)故障類型自動執(zhí)行相應(yīng)處理預(yù)案，預(yù)案允許自動合閘情況下故障解除后，自動合閘；預(yù)案不允許自動合閘情況下報警等待人工確認(rèn)。

具體的，通信模塊用于裝置與外部網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互以及裝置與各單路電氣負(fù)載設(shè)備及其它本地智能設(shè)備之間的通信；其包括：

用于實(shí)現(xiàn)裝置與互聯(lián)網(wǎng)的有線及WIFI連接的以太網(wǎng)模塊；作為優(yōu)選，包括MAC模塊、WIFI模塊、PHY接口及相關(guān)電路，且集成TCP/IP協(xié)議棧。

用于通過電力載波方式將網(wǎng)絡(luò)信號耦合到電力線上，以實(shí)現(xiàn)裝置與各單路電氣負(fù)載設(shè)備的通信連接的電力線載波通信模塊。作為優(yōu)選方案，如圖2所示，電力載波通信模塊包括耦合單元、濾波單元、模擬前端單元、載波通迅控制單元、FLASH存儲單元、DDR內(nèi)存單元、PHY接口單元，其中，耦合單元用于將網(wǎng)絡(luò)通信信號耦合到電力線實(shí)施傳輸并實(shí)現(xiàn)與電力線市電的隔離；濾波單元用于濾除電力載波信號中的干擾、噪聲信號；模擬前端單元用于網(wǎng)絡(luò)通信信號的A/D、D/A轉(zhuǎn)換；載波通信控制單元包括CPU、與FLASH存儲單元連接的SPI通信接口，以及與DDR內(nèi)存單元連接的DDR接口，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號的調(diào)制、解調(diào)與處理；PHY接口單元用于實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)MAC層與物理層的連接。

以及，用于裝置及其它智能設(shè)備之間互聯(lián)的本地通信接口。作為優(yōu)選，包括RS232、485、CAN總線通信接口和Zigbee、Z-wave、藍(lán)牙無線通信中的至少一種接口。

安全保護(hù)模塊用于抑制、吸收系統(tǒng)電壓出現(xiàn)的突波尖峰、毛刺，并在系統(tǒng)電壓超過保護(hù)值或出現(xiàn)雷擊涌流時斷開電路，以保護(hù)整個裝置及用戶用電設(shè)備。

作為優(yōu)選方案，本實(shí)施例中，通信模塊內(nèi)設(shè)有加密單元，應(yīng)用于所有需要 身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密/解密、安全存儲、通信保密等較高數(shù)據(jù)安全要求的操作，實(shí)現(xiàn)安全控制的目的。

具體的，加密單元包括對稱加密單元和非對稱加密單元，對稱加密單元使用對稱密鑰組加密通信模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，非對稱加密單元用于根據(jù)固件信息或外部即時數(shù)據(jù)產(chǎn)生對稱密鑰組。其中，外部即時數(shù)據(jù)產(chǎn)生對稱密鑰組包括通過手機(jī)獲取驗(yàn)證碼等即時信息。

優(yōu)選的，實(shí)際實(shí)施時，上述基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置集成于一體化的家庭電能接線箱里，通過設(shè)于箱體上的各個接線部與內(nèi)外部電路線連接。

本發(fā)明還提供了一種基于多種通信方式的智能安全用電管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)用戶對家庭或其它場所中單個用電器用電量的實(shí)施監(jiān)控，以及在單個用電器的基礎(chǔ)上制定或選擇家庭節(jié)電策略，以實(shí)現(xiàn)節(jié)電目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種基于多種通信方式的智能安全用電管理系統(tǒng)，在其一個實(shí)施例中，包括至少一個基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置，以及遠(yuǎn)程終端和客戶端。其中，基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置通過電力負(fù)荷總控模塊連接外部電力線，通過以太網(wǎng)模塊連接互聯(lián)網(wǎng)，并通過電力線載波通信模塊和單路電力負(fù)荷管理模塊經(jīng)電力線分別連接各個單路電氣負(fù)載設(shè)備，用于單路或單個電氣負(fù)載設(shè)備的電能計量、開/合閘操作，以及通信數(shù)據(jù)和控制指令的交互，還通過本地通信接口連接本地其它智能設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)本地智能設(shè)備與外部網(wǎng)絡(luò)或本地電氣負(fù)載設(shè)備的通信連接。

遠(yuǎn)程終端通過互聯(lián)網(wǎng)與基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置連接，用于監(jiān)測、存儲及管理基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置測量的數(shù)據(jù)，以及分析數(shù)據(jù)并生成由節(jié)電策略指令集組成的節(jié)電方案和用電指導(dǎo)方案。該節(jié)電方案被選擇后發(fā)送到基于多種通信方式的智能安全用電管理裝置中進(jìn)行執(zhí)行，以達(dá)到智能節(jié)電目的。

優(yōu)選的，遠(yuǎn)程終端可以為云計算網(wǎng)絡(luò)中心，包括服務(wù)器和硬件隔離裝置； 服務(wù)器包括數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器、彈性計算服務(wù)器、數(shù)據(jù)分析服務(wù)器和實(shí)時控制服務(wù)器；服務(wù)器和硬件隔離裝置連接于數(shù)據(jù)總線上，硬件隔離裝置與數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器、彈性計算服務(wù)器、數(shù)據(jù)分析服務(wù)器和實(shí)施控制服務(wù)器一一對應(yīng)。

客戶端通過互聯(lián)網(wǎng)或其它電信網(wǎng)絡(luò)(如4G網(wǎng)絡(luò))與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。具體的，客戶端用于用戶與系統(tǒng)進(jìn)行交互，包括查詢各個單路電氣負(fù)載設(shè)備用電信息、管理綁定用戶、遠(yuǎn)程控制單路電力負(fù)荷管理模塊進(jìn)行分/合閘操作，以及生成或選擇所述節(jié)電方案。

作為優(yōu)選方案，客戶端為PC終端或手機(jī)、平板電能等移動終端，通過安裝于所述PC終端上的應(yīng)用程序或者移動終端上的APP訪問所述云計算網(wǎng)絡(luò)中心。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。