家用電器智能節能控制系統分析與設計

劉亞洲

（珠海拓芯科技有限公司，廣東 珠海 519000）

在互聯網技術不斷發展的環境下，家用電器方面逐漸的實現了智能化。下面提出的家用電器智能節能控制系統，建立在無線網絡的基礎上，控制各種家用電器，進而人性化地管理家用電器，此系統能夠控制用電浪費現象，實現最優的節省電源成效。

1 系統的整體框架

家用電器智能節能控制系統有客戶端（電腦、智能手機）、無線網絡、控制中心、網關、采集節點等部分。其中，客戶端對于家電運行數據情況反映以后發出控制命令等，采集節點進行采集電視、空調以及照明燈等家用電器的功率、能耗、電壓等等數據，掌握住電器運行狀態。無線網絡是進行建立起星型網絡，對于家用電器的運行數據傳輸，智能家用電器的觸摸屏主控器發送控制命令，涵蓋了硬件平臺、軟件平臺。網關可以傳遞觸摸屏控制器跟無線網絡間產生的信息。系統數據庫采取SQL Server2012對家用電器運行的參數進行存儲以及采集。

2 系統硬件模塊

第一，ARM嵌入式系統中央控制芯片S3C2440。ARM嵌入式系統的中央控制芯片采取S3C2440對控制信息展開接收、發送，主頻處理速度極快，其采取ARM9處理器，具有復位模塊、Flash、SDRAM以及供電電源等部分，還包括了USB接口、以太網接口以及SD&MMC存儲卡接口等，符合家用電器智能控制系統的應用。第二，家電控制終端模塊。家用電器智能節能控制終端有空調控制、燈光控制、電視控制、溫濕度控制等，按實際控制要求采取針對性的傳感器，例如燈光傳感器、紅外監測傳感器和溫濕度傳感器等。傳感器通過ZigBee無線網絡以及ARM主控模塊采集數據，同時展開數據連接，將家電運行的狀態數據傳輸，并且實施警報信息的傳遞。光照采集應用P9003傳感器，人體紅外監測功能是實施紅外傳感器RE200B。第三，無線ZigBee模塊。其應用星型網絡，涵蓋了兩部分，即終端節點、協調器節點，ZigBee模塊同主控制中心以及采集傳感器的通信，實現的途徑就是全口協議。第四，GPRS模塊。此模塊應用LT2312，經RS232接口連接ARM控制模塊，維護通信過程有效性。第五，網關模塊。此系統具有ZigBee網絡接口、Wi-Fi接口、以太網接口以及移動通信接口，用戶經手機連接移動通信網等方式，可以訪問智能家居網關。

3 系統軟件部分

首先，系統軟件功能結構。系統的主程序進行家用電器的信息查詢，實施用電分析以及評分評比，也展開電器監控、發揮一鍵節能等等功能。其次，家用電器節能方案及節能算法設計。在節能方案方面，涵蓋了自動控制和警告、用電評估等，可以分類家用電器，包括時段敏感型、室溫敏感型以及待機敏感型等。系統所有數據于SQL Server2012數據庫存儲，每月評估電器的用電狀態、節能情況，發送給用戶相應的結果，做出科學的節能策略。在節能算法設計方面，經BP神經網絡算法實現，其中涵蓋了輸入層、隱含層、輸出層，達到控制決策的目標。最后，終端數據顯示頁面設 計。顯示頁面包括幾個部分，即用戶登錄界面、能耗管理界面。終端數據顯示經Web網頁形式實現，而且能耗管理界面可以顯示電器運行狀態，按照電器能耗分析，做出相應的節能建議。

4 SQL Server2012數據庫設計

本系統數據庫采取SQL Server2012數據庫，存儲用戶的相關數據以及家用電器參數數據。核心部分就是家用電器參數數據，制定出家用電器數據表（電流、電壓等），同時涉及到電器類型和狀態等數據表、電器狀態數據表、家電屬性數據表等等，另外也包括系統用戶數據表，其中涵蓋用戶個人信息、注冊名稱等數據。

5 結 語

文章設計的系統，可以智能化的控制家用電器同時落實節能管理，為了提升系統的功能，還需要不斷健全完善。例如，未來的研究中，使得節能算法更加精確、系統的應用與測試更便捷等等。總而言之，希望此系統的運用，可以提供給家用電器的智能控制以及節能控制有力支持。