高宜文，赵增华，徐瑞涛，石高涛，吕志宏

（天津大学 计算机科学与技术学院，天津 300072）

目前，全球都处于能源紧缺的状态，节约能源对于中国的可持续发展具有非常重要的意义。要想节约能源，就必须合理地利用有限的能源，这就要求将浪费减到最小，需要对电器进行细粒度电量监测[1]。但是现有的计量设备[2-3]都是用来计量用户总的用电量信息，而不能计量特定用电器特定时间段内的耗电量。

本系统设计实现了一个基于ZigBee的家电能耗细粒度计量和控制的无线智能插座，其可以达到对电器耗电量的细粒度计量，并能通过继电器有效控制电器的供电回路通断。该设备分别利用电流互感器和电压互感器采集流入电器的电流和两端的电压，并转换为数字化的功率值，然后交给微处理器处理和无线发送。同时，微处理器还可以通过继电器控制电器回路的通断。

1 系统架构及测量原理

基于ZigBee技术的细粒度电量监控无线智能插座主要由电量采集单元、无线微控制器、智能开关控制单元和供电单元组成，系统构成方框图如图1所示。

电量采集单元负责采集用电设备的能耗信息。采用专用的功率测量芯片，使监测到的数据信息综合误差得到修正，精度高且硬件设计简单，也省去了软件上计算的复杂性。

采用集微处理器和RF收发芯片于一体的SoC芯片代替数据处理模块和数据通信模块，既负责控制整个节点的处理操作、路由协议等，又负责与其他节点或Sink节点进行无线通信、收发数据，并使得节点本身的体积缩小，功耗降低，成本缩减。……