專利名稱：建筑用電設備物聯網系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)以太網與無線傳感器網絡和GPRS/GSM網絡、廣域網混合結 構的建筑用電設備物聯網系統(tǒng)。
背景技術：
中國是一個人口眾多、能源資源相對貧乏的國家，每年大約有13億平方米的建筑 總量，接近全球建筑總量的一半，其中建筑能耗已經占到全社會總能耗的40%左右，比發(fā)達 國家落后13年，建筑能耗問題已成為我國未來經濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。在建筑能耗中各種 建筑設備所消耗的能源約占建筑能源消耗量的80%，因此，如何采取智能化技術有效地對 建筑物用電設備進行控制從而達到節(jié)能運行是建筑節(jié)能的重要方面。隨著智能建筑技術的發(fā)展，中央空調計算機控制、恒壓供水、智能照明等自動化系 統(tǒng)為建筑物提供了舒適的工作和生活環(huán)境，也為建筑用電設備節(jié)能控制提供了有效的手 段。然而建筑是以人為中心的場所，目前的智能建筑系統(tǒng)是根據事先設定的定值進行控制， 沒有根據人的存在與否自動調整設備狀態(tài)從而實現節(jié)能，更沒有考慮根據不同人對環(huán)境的 偏好來實現個性化控制，例如空調、照明、供水、供暖等設備一方面在有人時需要開啟，無 人時可以關閉或修改設定值從而達到進一步節(jié)能目的?，F實生活中，由于人們節(jié)能意識不 強或者沒有提供相應的技術措施還無法達到這一點。尤其在辦公樓、教室等公共場所，無論 白天還是夜間長明燈現象依然存在，特別在下班以后，也許夜間辦公樓已經空無一人，但這 時照明、空調、供水、暖氣等系統(tǒng)照常運行。因此，如果能夠利用智能化手段對建筑物內人 員的分布情況以及行為習慣進行檢測，在有人的區(qū)域系統(tǒng)控制設備提供舒適的工作環(huán)境、 無人的區(qū)域自動控制用電設備斷電或處于低功耗狀態(tài)運行，將進一步提升用電設備節(jié)能空 間。鑒于建筑物內的用電設備的數量和種類越來越多，傳統(tǒng)的針對單一設備或單一系 統(tǒng)的節(jié)能控制理論和方法已難以勝任建筑內各種設備的整體優(yōu)化，而物聯網技術使得所有 用電設備連接到網絡中，設備狀態(tài)與信息以及環(huán)境參數等海量數據的獲取與共享成為可 能，為多樣性、數量龐大的各種建筑用電設備的整體優(yōu)化節(jié)能控制提供了新的途徑。建筑設 備物聯網是各種建筑用電設備通過物聯網技術組成的復雜網絡，它高度集成了通信、計算、 控制和物理系統(tǒng)，是一個復雜的、動態(tài)的、以人為本的系統(tǒng)。在建筑設備物聯網中，設備通過 不同介質(有線、無線等)和形式(固定、移動等)互聯到統(tǒng)一的網絡中，從網絡中獲取信 息(接收命令、傳感信息、數據等)并為網絡服務(提供信息、執(zhí)行計算、實現設備控制等)。 如何有效地構建建筑設備物聯網并使得用電設備以最低能耗運行，且同時能為人們提供安 全、舒適、快捷、便利的生活或工作環(huán)境，這將是建筑用電設備節(jié)能控制中非常有意義的研 究內容。由于物聯網是近幾年出現的新技術，有關物聯網體系結構設計以及應用方面的研 究目前許多還處在探索階段。Kottenstette等人考慮物聯網的安全性和可靠性要求，基于 被動適應概念提出了一種物聯網理論架構；也有將形式化架構模式用于復雜的物聯網設計和針對隨機多智能體物聯網系統(tǒng)建立了一種以用戶為中心的架構；Karsai等從模型驅動 方法出發(fā)，為物聯網建立了一個完全平行的系統(tǒng)，進行模型集成計算，實現物聯網和模型之 間的交互。這些物聯網的研究工作為建筑設備物聯網的體系結構設計提供了有益的思路。 建筑設備物聯網不僅具有物聯網通用的特征如復雜性、動態(tài)性、重構性和重配置性等特征， 而且具有其特有的以人為中心的重要特征，國內外關于建筑設備物聯網的研究尚未見有相 關報道。因此，研究建筑設備物聯網的體系結構及其應用具有一定的挑戰(zhàn)性，有許多理論和 技術問題需要解決。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提出了一種建筑用電設備物聯網系統(tǒng)，它 對設備的控制方式更加靈活多變，通過直接和設備相連克服了傳統(tǒng)方法模型難以精確建立 的不足。為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種建筑用電設備物聯網系統(tǒng)，它包括至少一個建筑，每個建筑設有至少一個數 據管理計算機，數據管理計算機利用以太網與數據管理中心計算機連接，同時數據管理計 算機還通過無線通信網絡與手機終端通信，通過廣域網與遠程控制終端連接；各建筑內設 有若干個房間單元，在各房間單元內設有至少一個環(huán)境模塊、至少一個房間控制器以及至 少一個設備無線測控模塊，在房間單元內設有至少一個建筑用電設備，每個建筑用電設備 與一個對應的設備無線測控模塊連接；環(huán)境模塊集成了一組傳感器采集環(huán)境信息，并接收 人員RFID信息；房間控制器安裝在信息插座上為即插即用式，房間控制器通過無線傳感器 網絡與環(huán)境模塊和設備無線測控模塊連接，同時房間控制器還通過以太網與數據管理計算 機連接。所述建筑用電設備包括空調或中央空調、照明燈具、電加熱器以及水泵中的至少一種。所述設備無線測控模塊采集相應建筑用電設備的狀態(tài)及其參數信息，并通過射頻 收發(fā)器以無線方式發(fā)送給房間控制器，同時接收來自房間控制器的控制命令實現對相應用 電設備的操作和控制；各建筑用電設備由開關信號控制，與之相對應的無線測控模塊上設 有繼電器和控制按鈕；房間控制器通過給設備無線測控模塊發(fā)送命令自動實現對建筑用電 設備的開關控制，同時控制按鈕允許手動方式對建筑用電設備進行操作，并且手動操作優(yōu) 先級最高；對于數字信號控制的建筑用電設備，與之相對應的無線測控模塊通過模擬遙控 器方式實現對建筑用電設備的控制；無線測控模塊的主控制器為MEGA64芯片。所述環(huán)境模塊包括環(huán)境模塊主控制器、光照度傳感器、溫濕度傳感器、熱釋也紅外 傳感器、二氧化碳濃度傳感器以及射頻收發(fā)器；環(huán)境模塊采集環(huán)境溫度、濕度、光照度、紅外 傳感信息、二氧化碳濃度和人員信息；通過射頻收發(fā)器環(huán)境模塊接入到無線傳感器網絡中 與房間控制器進行雙向通信并且接收人員身份RFID信息；環(huán)境模塊主控制器為MEGA64芯 片。所述房間控制器通過射頻收發(fā)器連接到無線傳感器網絡與環(huán)境模塊，從而獲知各 個房間的環(huán)境信息；房間控制器與設備無線測控模塊進行雙向通信得到建筑用電設備的狀 態(tài)參數信息；同時房間控制器通過給設備無線測控模塊發(fā)送命令對相應建筑用電設備控
5制；通過以太網與數據管理計算機連接；房間控制器為MC9S12NE64和MEGA64芯片。所述的無線傳感器網絡節(jié)點采用射頻收發(fā)器UM2455無線收發(fā)芯片作為主控制 器；設備無線測控模塊、環(huán)境模塊和房間控制器均通過射頻收發(fā)器連接到無線傳感器網絡 中。所述數據管理計算機通過以太網連接各房間控制器，以數據庫的形式對房間控制 器上傳的房間單元的環(huán)境信息和建筑用電設備的狀態(tài)信息進行統(tǒng)一管理，根據全局優(yōu)化結 果發(fā)出設備控制命令到房間控制器；同時數據管理計算機提供Browser/Server框架的用 戶設備管理界面，允許授權用戶遠程登陸，利用廣域網或手機終端查看房間環(huán)境參數、建筑 用電設備狀態(tài)與參數、控制建筑用電設備啟停，并對設備故障進行診斷。所述無線通信網絡為GPRS網絡或⑶MA網絡或3G網絡。本發(fā)明中的建筑用電設備物聯網系統(tǒng)由工業(yè)以太網與無線傳感器網絡和GPRS/ GSM網絡、廣域網構成。本發(fā)明主要利用如下技術1、無線傳感器網絡通信在建筑用電設備物聯網系統(tǒng)中，房間控制器與環(huán)境模塊通過無線傳感器網絡進行 雙向通信，房間控制器與設備的無線測控模塊之間也是通過無線傳感器網絡進行通信。無 線傳感器網絡的搭建對整個建筑用電設備物聯網系統(tǒng)的構建起到彌足輕重的作用。當房間 控制器和環(huán)境模塊或者是房間控制器和設備無線測控模塊進行通信的時候，發(fā)送方會向無 線傳感器網絡中發(fā)送一幀信息，這幀信息包含有3個字段分別是物理幀頭、網絡幀頭和數 據負載。在此無線傳感器網絡中收到這幀信息的節(jié)點會對網絡幀頭進行解析，得到源地址 與目的地址。無線通訊網絡是個樹狀的網絡，根據當前節(jié)點是否為協調器判斷是沿著樹往 上還是往下轉發(fā)數據，若是往上，則從每一層的路由節(jié)點開始判斷目標節(jié)點是否在該層，若 不在，則轉發(fā)到上一層直到最頂層；往下，也是依次從每個路由節(jié)點判斷是否是該節(jié)點還是 在該層或是在下一層，直到最大深度，經過一層層的傳遞，信息最終到達目的地址。當房間 控制器和環(huán)境模塊或者是房間控制器和設備無線測控模塊進行通信的時候，根據信息的發(fā) 送方和接收方的不同數據負載的格式也不相同，具體的數據負載幀格式如附錄通信協議中 所示。當房間單元內的房間控制器啟動并初始化一些參數之后(工作頻道，網絡ID，鄰 居表等等)，環(huán)境模塊和設備無線測控模塊隨之自動啟動，并向房間控制器尋找可以加入的 網絡節(jié)點。需要加入網絡的環(huán)境模塊和設備無線測控模塊首先向房間控制器進行注冊，這 一行為可由以下程序實現1.發(fā)送需要加入網絡的請求廣播幀，周圍存在的房間控制器也將回應這個廣播 幀，回應的幀依然是廣播幀，里面包含的信息為被請求加入的環(huán)境模塊或者是設備無線檢 測模塊的短地址。請求加入的環(huán)境模塊或是設備無線檢測模塊將會在一定時間內監(jiān)聽這些 廣播幀，選擇其中一個信號強度最好的節(jié)點加入。2. 一旦決定了需要加入哪個節(jié)點，該環(huán)境模塊或是設備無線測控模塊從廣播幀 中取得將要加入的短地址，向擁有該地址的節(jié)點請求分配地址，同時發(fā)送的還有自己的ID 號，以供地址注冊用。3.被請求加入的環(huán)境模塊或是設備無線測控模塊，通過特定的方法生成一個短地址向房間控制器進行注冊。該地址的生成方式類似IP地址的分配方式，通過IP地址的不 同段(IP地址xx:xx:xx:xx，四段，類似樹狀網絡的四層)，可以讓加入設備知道從屬哪個節(jié) 點之下，并且也知道如果有別的環(huán)境模塊或是設備無線測控模塊申請加入自己的話，短地 址該如何分配。通過無線傳感器網絡，環(huán)境模塊和設備無線測控模塊與房間控制器之間進行雙向 通信。其中環(huán)境模塊上傳給房間控制器包括有環(huán)境參數(含人員信息)，設備無線測控模塊 向房間控制器上傳對應的設備的狀態(tài)參數。房間控制器可以通過無線傳感器網絡向設備無 線測控模塊發(fā)送對應設備的控制命令實現對設備的控制。2、以太網技術利用C#開發(fā)Web應用程序，通過建立B/S架構的管理系統(tǒng)，使得授權用戶可以在 任何地方通過登陸系統(tǒng)提供的瀏覽界面查看大樓環(huán)境參數、設備運行狀態(tài)，還可以遠程控 制相關設備的開關。通過Visual C#進行Socket網絡程序開發(fā)，使得數據管理計算機與設 備物聯網系統(tǒng)中的各個房間控制器建立連接，并通過傳輸控制協議TCP進行數據的交換， 實時的顯示整個大樓的環(huán)境參數、設備運行狀態(tài)。數據管理計算機同時還將各個房間控制 器上傳的信息其中包括有各房間單元的環(huán)境參數(含人員信息)以及房間內的建筑用電設 備的狀態(tài)參數信息保存到專門的數據庫中并對數據庫進行維護和管理。授權用戶登陸數據 管理系統(tǒng)，通過管理計算機向各個房間控制器發(fā)送下達命令實現對建筑設備的遠程控制。3、GraS/GSM 網絡技術利用GSPS/GSM網絡允許用戶用手機通過發(fā)短信方式來遠程控制設備的起停。我 們把數據管理計算機通過串口與西門子GSM模塊TC35相連，使用標準的AT命令來控制GSM 模塊實現管理計算機和用戶手機的無線通信功能。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明構建的設備物聯網系統(tǒng)混合了工業(yè)以太網與無線傳 感器網絡和GPRS/GSM網絡、廣域網使得對設備的控制方式更加靈活多變，通過直接和設備 相連克服了傳統(tǒng)方法模型難以精確建立的不足，為建筑用電設備智能化控制提供了新的思 路。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為環(huán)境模塊結構圖；圖3為房間控制器結構圖；圖4為設備無線測控模塊結構圖；圖5為射頻收發(fā)器電路；圖6為用電設備開關控制原理圖。其中，1.環(huán)境模塊主控制器，2.光照度傳感器，3.溫濕度傳感器，4.熱釋電紅外傳 感器，5. 二氧化碳濃度傳感器，6.其他類型傳感器，7.射頻收發(fā)器，8.房間控制器，9.設備 無線測控模塊，10.人員身份識別卡，11.建筑用電設備，12.以太網接口，13.建筑，14.數據 管理計算機，15.數據管理中心計算機，16.廣域網，17.遠程控制終端，18.無線通信網絡， 19.手機終端20.開關量輸入，21.數字量輸入，22.開關量輸出，23.數字量輸出，24.模擬 量輸出°
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。圖1中，建筑用電設備物聯網系統(tǒng)包括若干個建筑13，各建筑13中設有一臺數據 管理計算機14，數據管理計算機14通過工業(yè)以太網與數據管理中心計算機15連接，數據 管理中心計算機15則通過廣域網16與遠程控制終端17連接；同時各數據管理計算機14 還通過無線通信網絡18與手機終端19連接；各房間子單元設有房間控制器8，房間控制器 8通過射頻收發(fā)器7連接到無線傳感器網絡與環(huán)境模塊和設備無線測控模塊9進行雙向通 信；房間控制器8通過與環(huán)境模塊進行通信可以獲知各個房間的環(huán)境信息、人員信息，通過 與設備無線測控模塊9進行通信獲知建筑用電設備11的狀態(tài)參數等信息，同時房間控制器 8通過給設備無線測控模塊9發(fā)送命令實現對相應建筑用電設備11的控制。房間控制器8 通過以太網與數據管理計算機14連接，房間控制器8給數據管理計算機14上傳房間環(huán)境 信息、人員身份信息、建筑用電設備11的狀態(tài)以及對建筑用電設備11的相應操作等信息同 時房間控制器8接收并執(zhí)行數據管理計算機14的下達命令。所述建筑用電設備11包括空調、中央空調、照明裝置、水泵裝置中的至少一種，它 們通過與之對應的設備無線測控模塊9經無線傳感器網絡與房間控制器8進行雙向通信。 設備無線測控模塊9采集建筑用電設備11的狀態(tài)及其參數信息通過射頻收發(fā)器7以無線 方式發(fā)送給房間控制器8，同時接收來自房間控制器8的控制命令實現對相應建筑用電設 備11的操作和控制。對于由開關信號控制的建筑用電設備11，與之相對應的設備無線測控 模塊9上加有固態(tài)繼電器和控制按鈕；通過給設備無線測控模塊9發(fā)送命令自動實現對設 備的開和關操作同時控制按鈕允許人手動對設備進行操作并且手動操作優(yōu)先。對于數字信 號控制的建筑用電設備11，與之相對應的設備無線測控模塊9通過模擬遙控器的功能來實 現對設備的控制；所述環(huán)境模塊包括環(huán)境模塊主控制器1，其上集成了光照度傳感器2、溫濕度傳感 器3、熱釋電紅外傳感器4、二氧化碳濃度傳感器5以及射頻收發(fā)器7，以采集環(huán)境溫度、濕 度、光照度、紅外傳感信息、二氧化碳濃度。通過射頻收發(fā)器7環(huán)境模塊1接入到無線傳感 器網絡中并且能夠接收人員身份RFID信息；為了以后擴展的需要環(huán)境模塊還可以集成其 他類型的傳感器6。環(huán)境模塊主控制器為MEGA64芯片；射頻收發(fā)器為UM2455無線收發(fā)芯 片。所述房間控制器8也設有射頻收發(fā)器7與無線傳感器網絡連接，射頻收發(fā)器7為 UM2455無線收發(fā)芯片；通過無線傳感器網絡房間控制器8與環(huán)境模塊1和設備無線測控模 塊9進行雙向通信；房間控制器8通過以太網接口與以太網連接；設備無線測控模塊9采集 用電設備的狀態(tài)及其參數信息以無線方式發(fā)送給房間控制器8，同時接收來自房間控制器 8的控制命令實現對相應建筑用電設備11的操作和控制；房間控制器8為MC9S13NE64和 MEGA64 芯片。所述數據管理計算機14通過以太網連接各房間控制器8，以數據庫的形式對數據 進行統(tǒng)一管理，根據全局優(yōu)化結果發(fā)出設備控制命令到房間控制器8通過設備無線測控模 塊9完成對相應建筑用電設備11的控制；同時數據管理計算機14提供Browser/Server框 架的用戶設備管理界面，允許授權用戶遠程經互聯網或手機查看房間環(huán)境參數、設備狀態(tài)與參數、控制設備啟停。圖2中，環(huán)境模塊包括環(huán)境模塊主控制器1上集成了光照度傳感器2、溫濕度傳感 器3、熱釋電紅外傳感器4、二氧化碳濃度傳感器5以及根據需要擴展的其他類型傳感器6 和射頻收發(fā)器7 ；主要采集環(huán)境溫度、濕度、光照度、紅外傳感信息、二氧化碳濃度、人員身 份信息RFID，根據需要還可以進一步擴展；其中對溫濕度、光照度等信息的收集主要是通 過集成傳感器來感知房間的環(huán)境，而對于人員的情況信息的收集主要是通過無線通信的收 發(fā)設備——射頻收發(fā)器用來接收人員身份信息RFID。環(huán)境模塊主控制器1為MEGA64芯片，包括8路A/D輸入，普通I/O接口，SPI，TWI 等，基本上覆蓋了市面常見的各類傳感器接口。本發(fā)明使用了單總線溫濕度傳感器(DHT21， 奧松公司產品)，該傳感器占用一個I/O 口 ；紅外傳感器，一個I/O 口 ；光敏電阻，占用一路 A/D。除了 UM2455所占用的一個SPI 口之外，MEGA64空余的其他管腳全部外接，這樣可以 使用一個環(huán)境模塊完成多種環(huán)境參數的測量。圖3中，房間控制器8它通過射頻收發(fā)器7與無線傳感器網絡連接；通過無線傳 感器網絡房間控制器可以與環(huán)境模塊和設備無線測控模塊進行雙向通信；通過以太網接口 12與以太網連接；設備無線測控模塊9采集設備的狀態(tài)及其參數信息以無線方式發(fā)送給房 間控制器8，同時接收來自房間控制器8的控制命令實現對相應建筑用電設備11的操作和 控制。圖4中，設備無線測控模塊9通過射頻收發(fā)器7連接到無線傳感器網絡實現與房 間控制器8的雙向通信，通過無線傳感器網絡設備無線測控模塊9向房間控制器8上傳相 應建筑用電設備11的狀態(tài)參數信息并接收房間控制器8下達的對于建筑用電設備11的控 制和操作命令。在設備無線測控模塊上有開關量輸入20、數字量輸入21、開關量輸出22、數 字量輸出23和模擬量輸出24。設備無線測控模塊9根據建筑用電設備11的控制類型，選 擇不同的開關量輸出22或數字量輸出23或模擬量輸出24實現對建筑用電設備11的自動 控制。設備無線測控模塊9的主控制器為MEGA64芯片；射頻收發(fā)器7為UM2455無線收發(fā)
-H-- I I心片。圖5中，射頻收發(fā)器7為UM2455無線收發(fā)芯片。UM2455芯片工作于(2. 4-2. 48Ghz) ISM免費頻段的，具有18個擴頻通信信道的，傳輸速率為625KBPS，具有CSMA-CCA功能，采 用直接序列擴頻通訊，抗干擾力強。該芯片通過SPI接口與CPU連接，占用較少的CPU管腳。 工作電壓為2. 4 3. 6V可以采用電池供電，發(fā)射電流13mA，接收電流23mA。覆蓋范圍可以 從幾十米到幾百米。當處于休眠狀態(tài)時，耗電量也非常小。其休眠態(tài)耗電僅IpW。圖6中，與開關量控制設備相對應的設備無線測控模塊9包括MEGA64主控制器加 有固態(tài)繼電器和按鍵，主控制器MEGA64通過PE5端口控制固態(tài)繼電器的過零開和過零關實 現對設備的開和關控制；通過回讀PE5 口的高低電平來確認設備的開關狀態(tài)，當PE5高電平 則判定該設備處于開的狀態(tài)PE5低電平判定處于關的狀態(tài)；同時設備無線測控模塊上有按 鍵允許人手動對設備進行開和關操作通過PE4讀取脈沖信號，每次按鍵被按下就使設備狀 態(tài)翻轉一次，實現設備由開到關或是由關到開。以管理計算機遠程控制一個房間內的燈為例，來說明建筑設備物聯網系統(tǒng)功能實 現的具體步驟1)為所有房間控制器分配IP地址；每個房間控制器都有自己的一個IP地址，通
9過以太網管理計算機實現與房間控制器的雙向通信；2)在房間單元中，每個建筑用電設備都有與之對應的設備無線測控模塊；與燈設 備相對應的無線測控模塊上添加繼電器和控制按鈕實現對燈的自動/手動操作，并且手動 操作優(yōu)先；無線測控模塊對燈的自動/手動控制原理遵循圖6。3)房間控制器和設備無線測控模塊通過無線傳感器網絡進行雙向通信；設備無 線測控模塊向所在房間子單元的房間控制器進行注冊，注冊成功后設備無線模塊通過無線 傳感器網絡向房間控制器上傳設備的狀態(tài)參數等信息，房間控制器通過無線傳感器網絡向 設備無線測控模塊發(fā)送對相應設備的控制命令；同時房間控制器允許管理計算機對設備進 行遠程操作并且管理計算機操作命令優(yōu)先級最高；4)管理計算機找到燈設備所在房間子單元的房間控制器，遵循管理計算機與房間 控制器通信協議下行命令幀格式向房間控制器發(fā)送對該燈設備的控制命令；5)房間控制器接收到管理計算機的控制命令，遵循房間控制器與設備無線測控模 塊通信協議下行命令幀格式給與燈設備對應的無線測控模塊發(fā)送控制命令，最終由無線測 控模塊實現對燈的開關操作。對于其他各類設備的控制可采用與上述相同的過程進行。
權利要求
一種建筑用電設備物聯網系統(tǒng)，其特征是，它包括至少一個建筑，每個建筑設有至少一個數據管理計算機，數據管理計算機利用以太網與數據管理中心計算機連接，同時數據管理計算機還通過無線通信網絡與手機終端通信，通過廣域網與遠程控制終端連接；各建筑內設有若干個房間單元，在各房間單元內設有至少一個環(huán)境模塊、至少一個房間控制器以及至少一個設備無線測控模塊，在房間單元內設有至少一個建筑用電設備，每個建筑用電設備與一個對應的設備無線測控模塊連接；環(huán)境模塊集成了一組傳感器采集環(huán)境信息，并接收人員RFID信息；房間控制器安裝在信息插座上為即插即用式，房間控制器通過無線傳感器網絡與環(huán)境模塊和設備無線測控模塊連接，同時房間控制器還通過以太網與數據管理計算機連接。
2.如權利要求1所述的建筑用電設備物聯網系統(tǒng)，其特征是，所述建筑用電設備包括 空調或中央空調、照明燈具、電加熱器以及水泵中的至少一種。
3.如權利要求1或2所述的建筑用電設備物聯網系統(tǒng)，其特征是，所述設備無線測控模 塊采集相應建筑用電設備的狀態(tài)及其參數信息，并通過射頻收發(fā)器以無線方式發(fā)送給房間 控制器，同時接收來自房間控制器的控制命令實現對相應用電設備的操作和控制；各建筑 用電設備由開關信號控制，與之相對應的無線測控模塊上設有繼電器和控制按鈕；房間控 制器通過給設備無線測控模塊發(fā)送命令自動實現對建筑用電設備的開關控制，同時控制按 鈕允許手動方式對建筑用電設備進行操作，并且手動操作優(yōu)先級最高；對于數字信號控制 的建筑用電設備，與之相對應的無線測控模塊通過模擬遙控器方式實現對建筑用電設備的 控制；無線測控模塊的主控制器為MEGA64芯片。
4.如權利要求1所述的建筑用電設備物聯網系統(tǒng)，其特征是，所述環(huán)境模塊包括環(huán)境 模塊主控制器、光照度傳感器、溫濕度傳感器、熱釋電紅外傳感器、二氧化碳濃度傳感器以 及射頻收發(fā)器；環(huán)境模塊采集環(huán)境溫度、濕度、光照度、紅外傳感信息、二氧化碳濃度和人員 信息；通過射頻收發(fā)器環(huán)境模塊接入到無線傳感器網絡中與房間控制器進行雙向通信并且 接收人員身份RFID信息；環(huán)境模塊主控制器為MEGA64芯片。
5.如權利要求1所述的建筑用電設備物聯網系統(tǒng)，其特征是，所述房間控制器通過射 頻收發(fā)器連接到無線傳感器網絡與環(huán)境模塊，從而獲知各個房間的環(huán)境信息；房間控制器 與設備無線測控模塊進行雙向通信得到建筑用電設備的狀態(tài)參數信息；同時房間控制器通 過給設備無線測控模塊發(fā)送命令對相應建筑用電設備控制；通過以太網與數據管理計算機 連接；房間控制器為MC9S12NE64和MEGA64芯片。
6.如權利要求1或3或4或5所述的建筑用電設備物聯網系統(tǒng)，其特征是，所述的無線 傳感器網絡節(jié)點采用射頻收發(fā)器UM2455無線收發(fā)芯片作為主控制器；設備無線測控模塊、 環(huán)境模塊和房間控制器均通過射頻收發(fā)器連接到無線傳感器網絡中。
7.如權利要求1所述的建筑用電設備物聯網系統(tǒng)，其特征是，所述數據管理計算機通 過以太網連接各房間控制器，以數據庫的形式對房間控制器上傳的房間單元的環(huán)境信息和 建筑用電設備的狀態(tài)信息進行統(tǒng)一管理，根據全局優(yōu)化結果發(fā)出設備控制命令到房間控制 器；同時數據管理計算機提供Browser/Server框架的用戶設備管理界面，允許授權用戶遠 程登陸，利用廣域網或手機終端查看房間環(huán)境參數、建筑用電設備狀態(tài)與參數、控制建筑用 電設備啟停，并對設備故障進行診斷。
8.如權利要求1所述的建筑用電設備物聯網系統(tǒng)，其特征是，所述無線通信網絡為GPRS網絡或⑶MA網絡或3G網絡 。
全文摘要
本發(fā)明是一種建筑用電設備物聯網系統(tǒng)。它包括至少一個建筑，每個建筑設有至少一個數據管理計算機，數據管理計算機利用以太網與數據管理中心計算機連接；數據管理計算機通過無線通信網絡與手機終端通信，通過廣域網與遠程控制終端連接；各建筑內設有若干個房間單元，各房間單元內設有至少一個環(huán)境模塊、至少一個房間控制器及至少一個設備無線測控模塊；房間單元內設有至少一個建筑用電設備，各建筑用電設備與對應的設備無線測控模塊連接；環(huán)境模塊集成了一組傳感器，并接收人員RFID信息；房間控制器安裝在信息插座上為即插即用式，房間控制器通過無線傳感器網絡與環(huán)境模塊和設備無線測控模塊連接，同時房間控制器還通過以太網與數據管理計算機連接。
文檔編號H04L12/28GK101854281SQ20101017601
公開日2010年10月6日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權日2010年5月19日
發(fā)明者張桂青, 張琳, 汪明, 王路, 申斌, 閆俏 申請人:山東建筑大學