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[原创] Renesas智能家居/家庭能量管理系统(HEMS)解决方案

关键词:家庭自动化 智能家居 自动控制 家庭能量管理系统(HEMS)

时间:2015-10-13 09:22:10       作者:Renesas       来源:中电网

通过实现智能家居来保护全球环境已经是刻不容缓的环保举措。利用高性能、多功能、简单易用的产品来满足未来生活方式的需求与环保理念已不再相互抵触。而实现二者并存的正是“智能”家居,它采用的是一个能减轻对环境造成负荷的综合系统。

瑞萨电子以注重低功耗和高效率的高尖端解决方案为支柱,运用其在各个领域积累的丰富经验和独有技术,提供能满足客户需求的智能家居平台。

想要组建HMES的话首先必须配置一个中控系统,这个中控系统是整个HEMS解决方案的核心,有了中控系统才能够实现家中所有设备的管理,与家中的电视、空调、洗衣机、冰箱、电力系统、照明等设施相互连接。通过搭载的标准对以上的电器设施进行控制,以实现自动节能的目标。

除了对家用电器的控制外,HEMS还能够对家庭的太阳光发电的蓄电池、家电设备的链接以及使用电量、充电、发电量以及热水储藏量等情况进行实时监测。

当今的电子产品已经从功能单一的传统产品发展到多项功能的智能化产品,手机、家电等设施都已经逐步的实现智能化操作,设备与设备之间已经可以实现有效的互联,摆脱了过去“各自为政”的局面。

面向智能家居的节能型电子监控系统的优势越来越被人们所了解,日本和全世界的家庭能量管理系统(HEMS)产品销量在迅速增长。同时,操作协议和标准也在制定之中,从而能够轻松优化配置。瑞萨帮助系统工程师节约开发更好的、面向智能家居和HEMS市场的产品所需的时间。

收集能源使用数据,智能控制能耗

很大程度上受逐渐增强的环保意识和政府支持的驱使,全球智能家居市场在加速增长。巨大的销售机遇鼓励系统工程师以新的方式整合和应用信息技术与嵌入式电子产品,从而更好地管理家庭的能源使用。

家庭能量管理系统(HEMS)降低了能耗,是智能家居的核心特性。电子产品连接所有耗能和产能器件。



图1  智能家居HEMS框图

HEMS装置让用户了解并按照更新的状态信息行事,让他们知道原本不可能注意到的消费趋势。借助这些数据,他们就能够实施社会责任性保护措施,减少公共事业账单。通过将消费信息提交给服务提供商进行分析,他们就能够知道如何获取最大利益。

向HEMS设备设计者提供简单、可靠的解决方案

标准化通信元件打开了广阔的HEMS市场。瑞萨提供高级解决方案,加快了能够实现无缝互联的产品的开发。瑞萨的高级半导体、模块和支持产品让系统工程师将精力集中在能够增加价值和获得市场优势的特性上。

用于控制室内照明和温度的典型系统展示了瑞萨为能量管理应用提供的某些元件,包括那些采用3种常见通信方法的产品:ZigBee RF4CE无线、Wi-SUN无线和PLC(电力线通信)。



图2  管理整个家庭的家庭局域网(HAN)框图

瑞萨的网络解决方案让HEMS安装人员为各个位置较远的系统元件选择最适宜的通信协议。瑞萨的发射器/接收器(调制解调器)模块通过了全面测试,符合规范要求,简化了产品开发。

瑞萨生产多种类型的、面向HEMS中央控制器的微型计算机。瑞萨的芯片可以轻松处理必要的监测、评估和能耗优化任务。

例如,16位RL78/L1C MCU就是中央控制单元的优秀之选。除了连接通信模块,它还可以实现LCD面板、音频输出、触摸操作、传感器控制和USB通信与充电。它的支持产品包括宝贵的系统开发工具-RL78/L1C HMI解决方案套件。

如图6所示,该解决方案套件无需外部IC支持即可为用户友好的控制面板实现触摸键输入和音频输出。通用I/O端口处理触摸键输出,数字放大PWM电路实现音频输出。MCU的UART端口连至各种类型的串行通信链路。



图3  RL78/L1C人机接口(HMI)开发板框图

对于需要性能更高的中央控制器的HEMS装置而言,瑞萨推荐RZ/A1系列MPU。新芯片实现了高达1000DMIPS的吞吐量,具有10MB片上RAM。它们支持全WXGA触摸屏显示器,实现了出色的HMI(人机接口)性能,集成了很多其它片上外设功能。

连接至HEMS中央控制器且位置较远的传感器、开关和致动器可以使用性能较低的MCU。瑞萨一般为这种应用推荐RL78芯片。

R0K578L1CD000BR是一款RL78/L1C HMI(人机接口)评估套件,包含段式LCD显示电路、音频回放电路和电容触摸电路。通过该套件,用户可以轻松开发和评估面向家用电器、医疗保健设备和其它具有通信功能的产品的USB产品与HMI。



图4  RL78/L1C人机接口(HMI)开发板外形图

RL78/L1C人机接口(HMI)开发板主要特性

内置段式LCD显示器、触摸输入和音频回放功能

轻松开发和评估面向家用电器、医疗保健设备和其它产品的人机接口

内置式触摸检测使其能够轻松改进产品的设计

用于音频回放和语速转换的音频中间件

内部升压为LCD显示器实现了低功耗

面向M2M的内置式传感器控制系统

详情请见:http://am.renesas.com/edge_ol/features/11/index.jsp

 

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