一种智慧园区建筑动态能耗监测系统及方法与流程

本发明涉及智慧园区技术领域，具体的说是一种智慧园区建筑动态能耗监测系统及方法。

背景技术：

随着全球物联网、大数据、云计算、人工智能等新技术的迅速发展和深入应用，越来越多的企业逐渐兴起，为了满足行业生产和科学实验的需要，智慧园区也随之进行规模化扩张，耗费的能源也将逐渐增加，然而，在许多情况下，能源的消耗是不必要的，例如，房间中没有人，但灯光、制冷设备、视频设备等资源仍然在使用。因此，如何减少不必要能源的消耗，提高能源的利用率是亟待解决的问题。为此，需要对建筑能耗进行动态监测，但是现有技术中的监测系统大多采用持续监测的方式，反而产生了很多不必要的能耗。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种智慧园区建筑动态能耗监测系统及方法，能够根据监测仪表的使用需求灵活控制监测仪表的通电或者断电，进而有效提升电能的利用效率，并且采用一个可调供电装置能够同时对多个监测仪表的通电和断电进行控制，降低了使用成本。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种智慧园区建筑动态能耗监测系统，包括多个太阳能发电装置、多个可调供电装置和多个监测仪表，所述太阳能发电装置与所述可调供电装置一一对应地电性连接，所述可调供电装置电性连接有若干个所述监测仪表；所述可调供电装置包括安装环，所述安装环上穿设有多个开关，所述开关与所述监测仪表对应连接，所述安装环内部转动设置有若干个金属板，所述金属板转动过程中使所述开关导通或者关断。

优选地，所述安装环由第一半环和第二半环拼接而成，所述第一半环的两端各开设有一个插孔，所述第二半环的两端各固定连接有一个与插孔相匹配的插杆，所述第一半环和所述第二半环上均穿设有多个所述开关。

优选地，所述开关包括两个固定设置在所述安装环外壁上的导电连接板，并且两个所述导电连接板之间留有间隙，所述间隙中设置有绝缘隔板，两个所述导电连接板分别固定连接有第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极均伸入到所述安装环内侧，所述金属板转动过程中同时与所述第一电极和所述第二电极接触或者同时与所述第一电极和所述第二电极分离。

优选地，在所述安装环的轴向上，相邻两个所述开关的位置不同，所述安装环中转动设置有转轴，所述转轴与所述安装环同轴设置，所述金属板固定连接在所述转轴上。

优选地，所述转轴上开设有若干个沿轴向均匀分布的容纳槽，所述容纳槽呈环形并且沿所述转轴的圆周方向延伸，每个所述容纳槽中固定设置有一个所述金属板。

优选地，所述金属板上开设有通孔，所述通孔的孔径大于所述转轴的外径，所述通孔中固定设置有硅胶环，所述硅胶环的厚度与所述容纳槽的宽度相等，所述硅胶环的厚度大于所述金属板的厚度，所述硅胶环的内径小于所述转轴的外径。

优选地，所述金属板具有一个弧形边缘，所述金属板转动过程中所述弧形边缘与所述安装环的内壁相贴合，不同所述金属板的所述弧形边缘的长度相同或者不同。

本发明还提供一种智慧园区建筑动态能耗监测方法，基于上述的智慧园区建筑动态能耗监测系统，包括如下步骤：

s1、根据所述可调供电装置连接的所述监测仪表的数量在所述安装环上设置所述开关；

s2、根据所述监测仪表的启动时间将所述监测仪表分为若干组，每组所述监测仪表的数量为若干个；

s3、根据所述监测仪表的分组结果将所述开关分组，在所述安装环的轴向上，不同组的所述开关的位置不同；

s4、选择所述金属板，每个所述金属板对应其中一组所述开关，不同所述金属板的面积不同，并且安装所述金属板；

s5、驱动所有所述金属板同步转动。

优选地，步骤s4中，安装所述金属板的方法包括：

s41、将所述硅胶环与所述转轴同轴放置；

s42、推动所述硅胶环向所述转轴的方向移动，过程中所述转轴挤压所述硅胶环使所述硅胶环套在所述转轴上；

s43、当所述硅胶环移动到所述容纳槽的位置时所述硅胶环复位并且卡在所述容纳槽中。

优选地，步骤s5的具体方法包括：

s51、确定面积最小的所述金属板对应的所述开关所连接的所述监测仪表的开启周期；

s52、根据所述开启周期确定所述金属板的目标转速；

s53、根据所述目标转速驱动所有所述金属板同步转动。

本发明能够根据监测仪表的使用需求灵活控制监测仪表的通电或者断电，进而有效提升电能的利用效率，并且，采用一个可调供电装置能够同时对多个监测仪表的通电和断电进行控制，降低了使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是可调供电装置的整体结构示意图；

图2是安装环的结构示意图；

图3是开关的结构示意图；

图4是转轴的结构示意图；

图5是金属板的结构示意图。

附图标记：1-第一半环，2-第二半环，3-开关，4-金属板，5-转轴，6-驱动电机，7-插杆，8-插孔，9-导电连接板，10-绝缘隔板，11-连接孔，12-第一电极，13-第二电极，14-容纳槽，15-安装孔，16-通孔，17-硅胶环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至5，图1是可调供电装置的整体结构示意图，图2是安装环的结构示意图，图3是开关的结构示意图，图4是转轴的结构示意图，图5是金属板的结构示意图。

一种智慧园区建筑动态能耗监测系统，包括多个太阳能发电装置、多个可调供电装置和多个监测仪表，太阳能发电装置与可调供电装置一一对应地电性连接，可调供电装置电性连接有若干个监测仪表。

可调供电装置包括安装环，安装环上穿设有多个开关3，开关3与监测仪表对应连接，安装环内部转动设置有若干个金属板4，金属板4转动过程中使开关3导通或者关断。

在使用时，利用开关3实现太阳能发电装置和监测仪表的电性连接，同时通过控制金属板4转动来控制开关3导通或者关断，从而控制监测仪表通电或者断电，当监测仪表通电时采集能耗数据，当监测仪表断电时节约电能，通过控制金属板4的转速，可以控制监测仪表的通电时间和断电时间，从而实现电能的高效利用，进而使太阳能发电装置产生的电能可以满足使用需求。

本发明能够根据监测仪表的使用需求灵活控制监测仪表的通电或者断电，进而有效提升电能的利用效率，并且，采用一个可调供电装置能够同时对多个监测仪表的通电和断电进行控制，降低了使用成本。

安装环的具体结构为：安装环由第一半环1和第二半环2拼接而成，第一半环1的两端各开设有一个插孔8，第二半环2的两端各固定连接有一个与插孔8相匹配的插杆7，第一半环1和第二半环2上均穿设有多个开关3。插孔8与插杆7之间可以采用过盈配合的方式进行加固，从而保证安装环的结构稳定。

开关3的具体结构为：开关3包括两个固定设置在安装环外壁上的导电连接板9，并且两个导电连接板9之间留有间隙，间隙中设置有绝缘隔板10，两个导电连接板9分别固定连接有第一电极12和第二电极13，第一电极12和第二电极13均伸入到安装环内侧，金属板4转动过程中同时与第一电极12和第二电极13接触或者同时与第一电极12和第二电极13分离。在使用时，两个导电连接板9可以与太阳能发电装置和监测仪表组成串联的回路，当金属板4转动到与第一电极12和第二电极13同时接触的时候，回路导通，太阳能发电装置向监测仪表供电，当金属板4与第一电极12和第二电极13分离的时候，回路端开，监测仪表断电。为了更加方便地连接太阳能发电装置和监测仪表，导电连接板9上开设有连接孔11，连接线缆可以插入到连接孔11中，然后通过焊接的方式与导电连接板9固定连接。

在实际使用时，不同的监测仪表采集信息的频率可能是不同的，为了能够同时满足不同信息采集频率的监测仪表的使用需求，在安装环的轴向上，相邻两个开关3的位置不同，安装环中转动设置有转轴5，转轴5与安装环同轴设置，金属板4固定连接在转轴5上。信息采集频率相同的监测仪表对应的开关3可以在安装环的一个圆周方向上均匀分布，这些开关3共同对应同一个金属板4，从而使金属板4能够按照相同的频率将开关3导通，进而使监测仪表通电。

转轴5和金属板4具体的连接方式为：转轴5上开设有若干个沿轴向均匀分布的容纳槽14，容纳槽14呈环形并且沿转轴5的圆周方向延伸，每个容纳槽14中固定设置有一个金属板4。多个容纳槽14可以连接多个金属板4，进而对多种信息采集频率不同的监测仪表进行控制。

金属板4具体的设置方式为：金属板4上开设有通孔16，通孔16的孔径大于转轴5的外径，通孔16中固定设置有硅胶环17，硅胶环17的厚度与容纳槽14的宽度相等，硅胶环17的厚度大于金属板4的厚度，硅胶环17的内径小于转轴5的外径。硅胶环17一方面用于对金属板4进行固定，具体的说是通过硅胶环17与容纳槽14之间的过盈配合作用将金属板4的位置固定，另一方面，硅胶环17还能够将金属板4和转轴5绝缘，避免金属板4导电的时候对转轴5产生影响。

为了保证金属板4转动过程的稳定性，金属板4具有一个弧形边缘，金属板4转动过程中弧形边缘与安装环的内壁相贴合，不同金属板4的弧形边缘的长度相同或者不同。

转轴5具体的设置方式为：转轴5连接有用于驱动转轴5转动的驱动电机6，驱动电机6的输出轴与安装环同轴设置，转轴5的一端开设有用于容纳输出轴的安装孔15。

在本发明一个具体的实施方式中，一种智慧园区建筑动态能耗监测系统，包括多个太阳能发电装置、多个可调供电装置和多个监测仪表，太阳能发电装置与可调供电装置一一对应地电性连接，可调供电装置电性连接有若干个监测仪表。

可调供电装置包括安装环，安装环上穿设有多个开关3，安装环由第一半环1和第二半环2拼接而成，第一半环1的两端各开设有一个插孔8，第二半环2的两端各固定连接有一个与插孔8相匹配的插杆7，第一半环1和第二半环2上均穿设有多个开关3，开关3与监测仪表对应连接，安装环内部转动设置有若干个金属板4，金属板4转动过程中使开关3导通或者关断，开关3包括两个固定设置在安装环外壁上的导电连接板9，并且两个导电连接板9之间留有间隙，间隙中设置有绝缘隔板10，两个导电连接板9分别固定连接有第一电极12和第二电极13，第一电极12和第二电极13均伸入到安装环内侧，金属板4转动过程中同时与第一电极12和第二电极13接触或者同时与第一电极12和第二电极13分离，在安装环的轴向上，相邻两个开关3的位置不同，安装环中转动设置有转轴5，转轴5与安装环同轴设置，金属板4固定连接在转轴5上，转轴5上开设有若干个沿轴向均匀分布的容纳槽14，容纳槽14呈环形并且沿转轴5的圆周方向延伸，每个容纳槽14中固定设置有一个金属板4，金属板4上开设有通孔16，通孔16的孔径大于转轴5的外径，通孔16中固定设置有硅胶环17，硅胶环17的厚度与容纳槽14的宽度相等，硅胶环17的厚度大于金属板4的厚度，硅胶环17的内径小于转轴5的外径，转轴5连接有用于驱动转轴5转动的驱动电机6，驱动电机6的输出轴与安装环同轴设置，转轴5的一端开设有用于容纳输出轴的安装孔15。

在使用时，利用开关3实现太阳能发电装置和监测仪表的电性连接，同时通过控制金属板4转动来控制开关3导通或者关断，从而控制监测仪表通电或者断电，当监测仪表通电时采集能耗数据，当监测仪表断电时节约电能，通过控制金属板4的转速，可以控制监测仪表的通电时间和断电时间，从而实现电能的高效利用，进而使太阳能发电装置产生的电能可以满足使用需求。

一种智慧园区建筑动态能耗监测方法，基于上述的智慧园区建筑动态能耗监测系统，包括步骤s1至s5。

s1、根据可调供电装置连接的监测仪表的数量在安装环上设置开关3。

s2、根据监测仪表的启动时间将监测仪表分为若干组，每组监测仪表的数量为若干个。

s3、根据监测仪表的分组结果将开关3分组，在安装环的轴向上，不同组的开关3的位置不同。同一组的开关3在安装环的一个圆周方向上均匀分布。

s4、选择金属板4，每个金属板4对应其中一组开关3，不同金属板4的面积不同，并且安装金属板4。

s5、部署系统，驱动所有金属板4同步转动。

在启动系统后，所有金属板4同步转动，金属板4的面积不同，其与开关3的接触频率不同，具体地说，面积越小的金属板4与一个开关3的接触时间更短，在转动一周时导通的开关3的数量越多，反之，面积越大的金属板4与一个开关3的接触时间更长，在转动一周时导通的开关3的数量越少。通过控制金属板4的面积，即可控制开关3的通电频率和单次通电的持续时间。需要说明的是，为了避免开关3之间出现相互干扰，金属板4不能够同时导通两个开关3。

步骤s4中，安装金属板4的方法包括步骤s41至s43。

s41、将硅胶环17与转轴5同轴放置。

s42、推动硅胶环17向转轴5的方向移动，过程中转轴5挤压硅胶环17使硅胶环17套在转轴5上。

s43、当硅胶环17移动到容纳槽14的位置时硅胶环17复位并且卡在容纳槽14中。

步骤s5的具体方法包括步骤s51至s53。

s51、确定面积最小的金属板4对应的开关3所连接的监测仪表的开启周期。

s52、根据开启周期确定金属板4的目标转速。

s53、根据目标转速驱动所有金属板4同步转动。

面积最小的金属板4对应的开关3的单次导通时间是最短的，但是导通的次数也是最多的，通过控制面积最小的金属板4的转速，即可连带着控制其余金属板4的转速，进而对其余开关3的通电频率进行控制，整体的控制精度更高。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。