专利名称：电能管理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电能管理系统技术领域，具体涉及一种运用物联网技术远程对用电场所的用电量、电流、电压等参数进行实时监控的电能管理系统。
背景技术：
致力于科学发展的中国，将“节能”作为一项基本国策，全社会的节能意识进一步增强，节能已经成为企业健康稳定发展的重要标志。对工厂、社区、写字楼、学校等内耗电量进行实时测量、收集和分析，进而展开有针对性的改进措施；将所有生产、办公区、员工生活区用电设备等各项耗电量，准确、实时地记录下来，是开展各项节能工作的前提。
实用新型内容本实用新型的目的是:针对现有技术存在的不足，提供一种电能管理系统，可以找出生产过程中潜在的电能浪费的环节，并可预测功耗。为实现本实用新型之目的，采用以下技术方案予以实现:一种电能管理系统，包括有信号采集单元、通信控制单元、服务器和用户计算机，信号采集单元包括有信号采集MCU，以及与信号采集MCU相应端口相连的EEPROM、温湿度传感器、RS485模块、开关量输出模块以及电压、电流检测模块，所述RS485模块与电表或用电设备电连接；所述的通信控制单元包括有通信控制MCU，与通信控制MCU相应端口连接的RS232模块、GPRS模块、以太网模块、ZigBee模块以及串口、以太网转换模块，所述的串口、以太网转换模块与信号采集单元的信号采集MCU连接，所述的RS232模块、以太网模块、ZigBee模块与服务器连接；所述用户计算机通过因特网与服务器通信连接。作为优选方案:所述的通信控制MCU为EFM32G280芯片，所述的以太网模块、ZigBee模块分别与EFM32G280芯片上的SPI接口连接，所述的GPRS模块与EFM32G280芯片上的uart端口连接。作为优选方案:所述的信号采集MCU为EFM32TG840芯片，所述的电压、电流检测模块与EFM32TG840芯片上的AD端口连接，所述的开关量输出模块与EFM32TG840芯片上的DA端口连接，所述的EEPROM、温湿度传感器分别与EFM32TG840芯片上的IIC接口连接。与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是:该电能管理系统具有专业性强、自动化程度高、易使用、高性能、高可靠等特点。可统计楼宇间、楼层、房间用电信息，部门间、科室间用电、照明插座用电、空调用电、动力用电、特殊用电信息。监控这些设备的用电情况，并能监测用户的设备的工作状态，及时反馈用电信息与设备工作情况。分析用电历史信息，自动预测一段时间内某一区域内的用电情况，给节电提供重要的依据。
图1是本实用新型的结构原理框图。图2是通信控制单元的uc/OS-1I系统工作流程图。
具体实施方式
下面根据附图对本实用新型的具体实施方式
做一个详细的说明。根据图1所示，本实施例所述的一种电能管理系统，包括有信号采集单元、通信控制单元、服务器和用户计算机，信号采集单元包括有信号采集MCU，以及与信号采集MCU相应端口相连的EEPROM、温湿度传感器、RS485模块、开关量输出模块以及电压、电流检测模块，所述RS485模块与电表或用电设备电连接；所述的通信控制单元包括有通信控制MCU，与通信控制MCU相应端口连接的RS232模块、GPRS模块、以太网模块、ZigBee模块以及串口、以太网转换模块，所述的串口、以太网转换模块与信号采集单元的信号采集MCU连接，所述的RS232模块、以太网模块、ZigBee模块与服务器连接；所述用户计算机通过因特网与服务器通信连接。所述的通信控制MCU为EFM32G280芯片，所述的以太网模块、ZigBee模块分别与EFM32G280芯片上的SPI接口连接，所述的GPRS模块与EFM32G280芯片上的uart端口连接。所述的信号采集MCU为EFM32TG840芯片，所述的电压、电流检测模块与EFM32TG840芯片上的AD端口连接，所述的开关量输出模块与EFM32TG840芯片上的DA端口连接，所述的EEPROM、温湿度传感器分别与EFM32TG840芯片上的IIC接口连接。所述的温湿度传感器为数字式SHTOl温湿度传感器，用以采集监测位置的温度、湿度信息。所述的电压、电流检测模块用以采集电表或用电器的实时电压、电流值信息。所述的EEPROM 为 8 位的 24LC08 EEPROM。所述的通信控制单元设有以有线方式通信的RS232模块、以太网模块以及通过无线方式通信的GPRS模块、ZigBee模块，针对具体的监测环境和位置，可方便地选择合适的通信方式。所述的串口、以太网转换模块采用自定义的非标准协议，并通过设计相应的硬件电路和程序，使其支持串口转以太网功能。实现通信控制单元向信号采集单元发送信号采集和控制指令。通信控制单元之间组成星型网络，通信控制单元通过以太网模块与服务器通信；若有异常信息可直接通过GPRS模块以短信方式及时发送到用户手机上。所述的电表使用带485总线的电表，例如选用三相多功能网络电力仪表，可以测量三相交流电路上的常用电力参数，如三相相电压、三相线电压、三相电流、功率因数等。只需具有RS485通信接口并遵守Modbus协议就可以和各种组态系统兼容，从而把前端采集到的电参量实时传送给系统数据中心。如图2所示，通信控制单元采用uc/OS-1I系统，将实时性内核移植进EFM32G280微控制器，将IwIP移植进uc/OS-1I系统实现TCP/IP协议控制，将采集到的数据向上层以太网发送出去，同时将通信控制单元描述成Webserver,这样连入互联网的任意一台计算机都可以访问通信控制单元的数据。采用实时性内核创建多个任务:①完成系统初始化
与信号采集单元完成通信控制；③控制zigbee模块发送数据；④描述成网络设备向上层网络发送数据； AT命令直接向手机用户发送报警信息；⑥出错管理等任务。服务器前台使用了 ExtJs技术实现了跨浏览器的测试。服务器开发语言为Java，系统页面的实现时通过Ext框架呈现给用户，大体和Web页面相似，页面左侧为导航菜单，右侧为网站的内容，即各种数据的表格、功能按钮等。数据请求与回复不需要刷新在当前页显示。该电能管理系统具有专业性强、自动化程度高、易使用、高性能、高可靠等特点。基于web的人机交互界面能够实现数据采集和显示，图形、报表、波形等多种显示方式；数据信息的自动逻辑计算和处理；设备参数远程更改设定。用电查询功能利用采集信息及特定方法进行计算，统计电量的各个参数；采集功率因数、设定上下限；记录负荷状况，谐波分析。断相报警实时显示；通讯异常记录存储；开关操作记录；当日报警事件的实时显示 ’历史事件的查询、打印；包括开关量报警，超限报警。可统计楼宇间、楼层、房间用电信息，部门间、科室间用电，照明插座用电、空调用电、动力用电、特殊用电信息。监控这些设备的用电情况，并能监测用户的设备的工作状态，及时反馈用电信息与设备工作情况。分析用电历史信息，自动预测一段时间内某一区域内的用电情况，给节电提供重要的依据。上述实施例仅为本专利较好的实施方式，凡采用本技术方案描述的构造、特征及在其精神原理上的变化、修饰均 属于本专利的保护范围。
权利要求1.一种电能管理系统，包括有信号采集单元、通信控制单元、服务器和用户计算机，其特征在于:信号采集单元包括有信号采集MCU，以及与信号采集MCU相应端口相连的EEPROM、温湿度传感器、RS485模块、开关量输出模块以及电压、电流检测模块，所述RS485模块与电表或用电设备电连接；所述的通信控制单元包括有通信控制MCU，与通信控制MCU相应端口连接的RS232模块、GPRS模块、以太网模块、ZigBee模块以及串口、以太网转换模块，所述的串口、以太网转换模块与信号采集单元的信号采集MCU连接，所述的RS232模块、以太网模块、ZigBee模块与服务器连接；所述用户计算机通过因特网与服务器通信连接。
2.根据权利要求1所述的电能管理系统，其特征在于:所述的通信控制MCU为EFM32G280芯片，所述的以太网模块、ZigBee模块分别与EFM32G280芯片上的SPI接口连接，所述的GPRS模块与EFM32G280芯片上的uart端口连接。
3.根据权利要求1所述的电能管理系统，其特征在于:所述的信号采集MCU为EFM32TG840芯片，所述的电压、电流检测模块与EFM32TG840芯片上的AD端口连接，所述的开关量输出模块与EFM32TG840芯片上的DA端口连接，所述的EEPROM、温湿度传感器分别与EFM32TG840芯片上的IIC接口连接。
专利摘要本实用新型公开了一种电能管理系统，包括有信号采集单元、通信控制单元、服务器和用户计算机，信号采集单元的RS485模块与电表或用电设备电连接；所述的通信控制单元的串口、以太网转换模块与信号采集单元的信号采集MCU连接，所述通信控制单元通过RS232模块、以太网模块、ZigBee模块与服务器连接；所述用户计算机通过因特网与服务器通信连接。该电能管理系统专业性强、自动化程度高、易使用、高性能、高可靠性。可统计楼宇间、楼层、房间用电信息，监控这些设备的用电情况，并能监测用户的设备的工作状态，及时反馈用电信息与设备工作情况。分析用电历史信息，自动预测一段时间内某一区域内的用电情况，给节电提供重要的依据。
文档编号G05B19/418GK202995436SQ20122073501
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者李小俚, 李鹏程 申请人:湖州康普医疗器械科技有限公司