智慧用电管理系统的制作方法

本发明涉及物联网技术领域，尤其是一种智慧用电管理系统。

背景技术：

随着能源技术的发展和新能源的应用，绿色用电、科学用电和安全用电逐渐成为电能应用的主流。现有的用电管理方式仍然较为传统，管理员通过抄表的方式统计用电终端的用电数据，数据的汇总和统计费事费力。同时，在用户终端发生故障时，修复措施总有一定的滞后性，难以快速响应用电终端的故障。因此，现有技术亟需一种新的用电管理方式。

技术实现要素：

本发明提供一种智慧用电管理系统，能够高效、精准地实施用电管理。

本发明提供一种智慧用电管理系统，包括服务器、终端设备、布设在电网支路中的智能插座和智能控制面板、布设在电网分路中的智能空气开关以及布设在电网总路中的智能电气安全探测器；所述终端设备、智能插座、智能控制面板、智能空气开关以及智能电气安全探测器均与服务器通讯连接；所述智能插座、智能控制面板、智能空气开关以及智能电气安全探测器均包括检测线路中用电参数的传感器模块和对线路实施电力保护的保护模块；所述智能插座、智能控制面板、智能空气开关以及智能电气安全探测器均用于将检测到的用电参数上传服务器，所述服务器用于根据上传的用电参数控制智能插座、智能控制面板和智能空气开关动作。

优选的，所述服务器包括用电能耗管理单元，所述用电能耗管理单元用于记录用电终端的用电量并依据预设统计方式对用电终端的用电量进行统计，所述用电能耗管理单元用于控制智能空气开关、智能插座和智能控制面板在预定时间断开供电，所述用电能耗管理单元用于依据各区域内统计的用电量制定节能策略，并依据节能策略调控区域内的用电终端。

优选的，所述节能策略包括：当区域内的用电量大于用电量阈值时，控制区域内的智能空气开关和智能插座在非用电时段断开供电。

优选的，所述服务器包括用电安全管理单元，所述用电安全管理单元用于在线路中出现安全问题时，控制所述智能空气开关、智能插座和智能控制面板动作，所述用电安全管理单元用于记录各用电终端在用电时的用电参数以及电网中的故障信息。

优选的，所述服务器包括设备维保管理单元，所述设备维保管理单元用于定时巡检各用电终端的用电参数并依据巡检的用电参数确定电网中的安全隐患，所述设备维保管理单元还用于向终端设备发送通知消息。

优选的，所述服务器用于依据终端设备的分组指令，将多个用电终端分为同一组，并依据终端设备的分区域指令，将多个用电终端分为同一区域；所述服务器用于依据终端设备的开关指令，控制智能空气开关、智能插座和智能控制面板定时或倒计时开关；所述服务器用于将记录的用电量、用电参数和故障信息发送至终端设备。

优选的，所述服务器还包括用电终端平面分布模块，所述用电终端平面分布模块用于将用电终端添加到室内空间平面分布图中指定的位置。

本发明具有如下技术效果：本发明在电网支路中布设有智能插座和智能控制面板，电网分路中布设有智能空气开关，在电网总路中布设有智能电气安全探测器，服务器可通过智能插座、智能控制面板、智能空气开关和智能电气安全探测器获取电网中的用电参数和安全风险，并可控制智能插座、智能控制面板和智能空气开关供电或停止供电，能够智能、高效、精准地实施用电管理。

附图说明

图1为本发明一种实施例的智慧用电管理系统的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的后台管理系统的模块示意图；

图3为本发明一种实施例的用电终端平面分布图的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供一种智慧用电管理系统，如图1所示，其包括服务器1、布设在电网的支路4中的智能插座41和智能控制面板42、布设在电网的分路3中的智能空气开关31以及布设在电网的总路2中的智能电气安全探测器21，总路2一般通过配电柜进行管理，分路3通过配电箱进行分路管理，支路4则具体每到个细分线路，依据地理位置的不同，上述总路2、分路3和支路4组成了区域内的电网。上述的智能插座41、智能控制面板42、智能空气开关31以及智能电气安全探测器21均可基于zigbee、rfid等通讯方式与通讯网关通讯连接，通讯网关再与服务器1通讯连接。同时，本实施例的智慧用电管理系统还包括与服务器1通讯连接的终端设备10，这里的终端设备10包括可对智慧用电管理系统进行后台管理的后台终端，还包括供用户使用的终端，例如是用户的手机、平板电脑和个人电脑等。

对于支路4，用电终端40与智能插座41连接，通过智能插座41供电，例如空调、热水器、电脑等，部分用电终端40会使用到智能控制面板42，通过智能控制面板42来控制用电终端40工作或停止工作，例如是电灯。每个用电终端40连接有对应的智能插座41或智能控制面板42。智能插座41包括普通插座、排插、墙插和空调插等多种插座，智能插座41和智能控制面板42除开关功能外，内部集成有传感器模块、保护模块和报警模块，并具有多种开关模式。传感器模块用于检测与其相连的用电终端40的电流、电压、功率、电量和温度等参数。智能开关模式包括远程控制开关、智能语音开关、分组开关、定时开关和倒计时开关。远程控制开关模式为接收服务器1的远程控制指令，控制智能插座41或智能控制面板42开关。智能语音开关模式为用户发出语音指令，语音指令上传到服务器1后，由服务器1控制智能插座41或智能控制面板42开关。分组开关模式为多个用电终端40可分为一组，可同时控制一组用电终端40对应的智能插座41或智能控制面板42开关。定时开关模式为控制智能插座41或智能控制面板42在预定时间段开关。倒计时开关模式为控制智能插座41或智能控制面板42在倒计时结束后开关。保护模块包括漏电保护、过载保护、功率限定保护和超温保护，功率限定保护为当用电终端40的功率大于功率阈值，则降低与该用电终端40相连的智能插座41或智能控制面板42的输出功率，超温保护为当智能插座41或智能控制面板42的温度大于温度阈值，则控制智能插座41或智能控制面板42断开。报警模块则用于对缺少地线、零火线接反等异常进行报警。

对于分路3，智能空气开关31内部集成有传感器模块、保护模块和报警模块，传感器模块用于检测分路3中的电流、电压、功率、电量、温度和漏电量等参数，保护模块包括漏电保护、短路保护、过载保护、过压保护、欠压保护、打火断电保护、浪涌雷击保护和功率限定保护等模块，报警模块则包括三相不平衡、缺相和漏电自检模块。

对于总路2，智能电气安全探测器21包括传感器模块和保护模块，传感器模块用于检测总路2中的电流、电压、功率、电量、温度和漏电量等参数，保护模块包括漏电保护、过载保护、过压保护、欠压保护和超温保护，实现对总路2用电安全、用电能耗的管理。智能电气安全探测器21可以是智能火灾安全探测器。

上述的智能插座41、智能控制面板42、智能空气开关31、电气安全探测器32以及智能电气安全探测器21可实时检测其各自线路中的用电参数，并将检测到的用电参数发送到服务器1。服务器1则可以根据检测到的用电参数来控制智能插座41、智能控制面板42或智能空气开关31动作，进而停止向用电终端40供电或者继续供电。上述的智能插座41、智能控制面板42、智能空气开关31、电气安全探测器32以及智能电气安全探测器21中的保护模块实时对线路实施保护。由此实现智能化的用电管理。

在一种实施例中，如图2所示，服务器1具有后台管理系统，该后台管理系统包括用电能耗管理单元11、用电安全管理单元12、设备维保管理单元13和用电环境监控单元14，分别对电网中的能耗、用电安全、用电设备40的维保以及用电设备40的运行环境进行监控及管理。

在一种实施例中，用电能耗管理单元11用于记录智能插座41、智能控制面板42、智能空气开关31以及智能电气安全探测器21所检测到的用电量，并通过多种统计方式进行统计。可以对同一区域的用电量分别进行日统计、月统计和年统计，在后台可形成对应的用电量统计图。可以将用电量进行环比或同比，并根据环比或同比，计算出用电量的增长率等用电趋势。还可以对某一分组或某个具体用电终端40进行用电统计、环比和同比分析。上述用电量统计图以及用电量的环比或同比分析均可以实时更新至终端设备10，供用户查看。

用电能耗管理单元11还用于控制智能空气开关31、智能插座41和智能控制面板42定时开关或者倒计时开关，也可以是用电能耗管理单元11接收终端设备10的定时开关请求或倒计时开关请求，依据请求控制智能空气开关31、智能插座41和智能控制面板42定时开关或者倒计时开关，从而控制某些用电终端40不工作，节省电能。

用电能耗管理单元11还用于依据统计的用电量制定各区域的节能策略，再依据节能策略调控区域内的用电终端40。在一种节能策略中，对于办公场所等区域，用电量具有非常明显的周期性，因此，用电能耗管理单元11可根据统计的用电量特征确定某一区域的用电周期，确定用电周期中的用电时段和非用电时段，从而控制该区域内的智能空气开关31、智能插座41和智能控制面板42在非用电时段断开，不向用电终端40供电。

在另一种节能策略中，当区域内的用电量大于用电量阈值时，可控制区域内的智能空气开关31、智能控制面板42和智能插座41在非用电时段断开供电。以减少在非用电时段的用电量，降低总的用电量。

在一种实施例中，用电安全管理单元12用于根据智能插座41、智能控制面板42、智能空气开关31以及智能电气安全探测器21检测到的用电参数，判断线路中是否存在安全问题，当线路中存在安全问题时，控制智能空气开关31、智能插座41和智能控制面板42断开或关闭，从而及时避免安全事故的发生。智能插座41、智能控制面板42、智能空气开关31以及智能电气安全探测器21中的保护模块可以及时应对电路中的故障，并判断出故障的类型。用电安全管理单元12用于记录各用电终端40在用电时的用电参数以及电网中的故障信息，故障信息包括故障的类型、故障开始时间、故障结束时间、故障发生地等信息。

在一种实施例中，设备维保管理单元13用于定时巡检各用电终端40的用电参数，以定期排查电网中的显性安全问题，同时，可依据巡检的用电参数确定电网中的隐性的安全隐患。具体的，预存有针对不同用电终端40的安全隐患检测模型，安全隐患检测模型限定了不同安全隐患下用电参数的变化情况，可长期记录每个用电终端40的用电参数，将用电参数的变化情况与不同的安全隐患检测模型进行对比，确定用电终端40所对应的安全隐患检测模型，该安全隐患检测模型所对应的安全隐患。设备维保管理单元13还用于向终端设备10发送通知消息，通知消息包括用电终端40运行异常的情况以及电网中的故障信息等。当确定出用电终端40存在安全隐患时，发送的通知消息还可包括该用电终端40的安全隐患信息。

在一种实施例中，用电环境监控单元14由一些传感元件或是探测元件组成，包括温度探头、烟雾探头、湿度探头、人体感应探头或是摄像头等等，通过上述元件能够得知用电设备40在用电时候的温度、湿度、可燃气体、烟感、人体感应、门窗磁、水浸或图像等信息，从而通过环境的信息用电环境中是否存在安全问题，并能够及时反馈到终端设备上，从而及时处理。

在一种实施例中，提供提供了分组、分区域的功能，用户可在终端设备10新建分组或分区域，并向服务器1发送分组指令，服务器1根据用户的分组指令将多个用电终端40分为同一组，或者依据终端设备10的分区域指令，将多个用电终端40分为同一区域。同时，用户可在终端设备10的分组或分区域中增加用电终端40或减少用电终端40。通常，可将配套使用或同时使用的用电终端40分为一组，或者将同一个用户使用的所有用电终端40分为一组，可将同一房间内的用电终端40分为一个区域。从而更加灵活地配置分组或分区域，能够更加高效的管理同一批用电终端40。

用户可以针对某个具体的用电终端40发出开关指令，服务器1用于依据终端设备10的开关指令来控制与该用电终端40相连的智能空气开关31、智能插座41和智能控制面板42断开或关闭，或者定时开关，或者倒计时开关。服务器1用于将记录的用电量、用电参数和故障信息发送至终端设备40，供用户查看。

在一种实施例中，服务器1还包括用电终端平面分布模块。针对一个用电场所，系统可导入该用电场所的平面布局图，如图3所示，平面布局图为大的用电场所的空间结构布局，包括墙体、家具等物品的位置和形状等，通常，平面布局图由工作人员提前绘制，再导入系统中。平面布局图可包括多个用电区域101，通常是同一个房间或者具有相同职能的区域归集为一个用电区域101。用户可在平面布局图上指定某个用电终端分组的位置，从而在平面布局图中生成用电终端图标102。这里的用电终端分组包括与同一用电终端40相连的智能插座41、智能控制面板42、智能空气开关31或智能电气安全探测器21，当然，也可以将多个用电终端40相连的智能插座41、智能控制面板42、智能空气开关31或智能电气安全探测器21分为同一组。用户添加用电终端图标102后，形成最终的用电终端平面分布图，当然，用户可随实际需要，更改某个用电终端图标102的位置，或者添加某个用电终端图标102，或者删除某个用电终端图标102。当用户点击某个用电终端图标102时，可弹出预定的弹窗，弹窗中将显示该用电终端图标102对应的用电终端分组的用电量、故障信息、运行状态信息等。

在一种实施例中，上述的用电终端40可配置有定位模块，可设定用电场所的基本位置点，定位模块相对该基本位置点，以二位坐标的方式计算出各个用电终端40的二维坐标，系统可将定位到的二维坐标加载到平面布局图中，自动生成每个用电终端40的平面分布图。

在一种实施例中，本实施例的智慧用电管理系统还包括布设在电网所处环境中的多种环境数据探测器，环境数据探测器包括但不限于温度探测器、湿度探测器、燃气探测器、烟雾探测器、水浸探测器、门磁探测器、红外探测器和pm2.5探测器。上述各环境数据探测器均具有预设的编号以及与编号相对应的环境数据探测器自身所处的位置，各环境数据探测器可实时将检测到的数据上传到服务器1。环境数据探测器也可以依据其所处的位置，进行分区域、分组管理。用户可以在系统中设定，各环境数据探测器处于哪一个分组或者哪一个区域。

服务器1还包括用电环境监测管理模块，用电环境监测管理模块记录各环境数据探测器检测到的数据，并可根据用户需要绘制所检测数据的数据曲线。用电环境监测管理模块记录有各环境数据探测器所检测数据的正常范围值，当环境数据探测器所检测的数据超出了相应的正常范围值，用电环境监测管理模块可发出报警。终端设备10可与电网中的环境数据探测器绑定，绑定后，终端设备10可以查看该环境数据探测器所检测的数据，且当环境数据探测器所检测的数据超出了相应的正常范围值，用电环境监测管理模块可向与该环境数据探测器所绑定的终端设备10发出报警。

在一种实施例中，设备维保管理单元13还用于定时巡检整个电网、某个区域或者某个分组中的环境数据探测器，依据环境数据探测器检测到的数据以及各用电终端40用电参数，来监测用电终端40是否出现安全故障或者存在安全风险。例如，某个用电终端40的用电电流增大，且温度探测器探测到环境温度升高、烟雾探测器探测到环境中的烟雾值超标，则极可能出现火灾。设备维保管理单元13发出通知消息的同时，可控制该用电终端40所处区域内的智能插座41、智能控制面板42和智能空气开关31断开供电。

在一种实施例中，由于环境数据探测器具有预设的位置信息，也可以将环境数据探测器添加到某个场所的平面布局图中。服务器1还包括紧急辅助模块，紧急辅助模块依据环境数据探测器所检测的数据，实时监测用电环境中是否发生安全事故，当确定某个用电区域发生安全事故，对场所内的终端设备10实施导航辅助。具体为，确定用户所处的位置，为用户规划从用户所处位置到场所出口的多条导航路径，从多条导航路径中选择规避安全事故发生区域的导航路径，将选择的导航路径显示在终端设备10的显示界面上。辅助用户在安全事故发生时，进行逃生。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。