一种基于NBIoT的公共建筑用电管理系统

一种基于nbiot的公共建筑用电管理系统
技术领域
1.本实用新型属于电子信息技术领域，具体涉及一种基于nbiot的公共建筑用电管理系统。


背景技术：

2.随着城市化进程的不断推进，建筑能耗随着面积增加大幅上涨，其中，公共建筑能耗占比最大，在这种背景下，公共建筑用电数据统计分析缺乏有效的管理，存在着无法准确掌握建筑用电的问题。同时，对于异常用电的行为不能进行有效的管控，无法及时排除安全隐患，容易造成人员财产安全大量损失。


技术实现要素：

3.实用新型目的：为解决无法准确掌握建筑用电和对异常用电的行为不能进行有效管控等问题，本实用新型提供了一种基于nbiot的公共建筑用电管理系统，通过在公共建筑中设置监测装置，身份认证、采集用电数据并远程传输汇总，实现对建筑用电的在线监测与动态分析、异常用电的控制。
4.技术方案：一种基于nbiot的公共建筑用电管理系统，包括内设有使用者身份信息的rfid卡、监控传输网络与管理平台；所述监控传输网络包括iot平台和设置在目标建筑内的多个监控节点；每个所述监控节点均包括供电模块、主控单元、用于进行电压、电流采样得到用电数据的用电监测模块、用于将用电数据经由监控传输网络上传至管理平台的nb
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iot通信模块、用于对目标建筑内用电设备进行断通电操作的开关电路模块和用于对所述rfid卡进行信息认证的rfid读取器；
5.所述主控单元与rfid读取器相连，用于控制rfid读取器获取使用者身份信息；
6.所述主控单元与用电监测模块相连，用于控制用电监测模块进行电压、电流采样得到用电数据；
7.所述主控单元与开关电路模块相连，用于控制开关电路模块对用电设备进行通断电操作；
8.所述主控单元与nb
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iot通信模块相连，用于上传用电数据并接收来自管理平台下发的指令；
9.所述管理平台通过iot平台向监控节点下发通断电指令、数据接收指令。
10.进一步的，所述主控单元为stm32系列芯片。
11.进一步的，所述用电监测模块采用cs5463芯片。
12.进一步的，还包括用于显示当前用电情况的显示模块；所述主控单元与显示模块相连。
13.进一步的，所述rfid读取器采用mfrc500芯片。
14.进一步的，所述nb
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iot通信模块与iot平台通讯连接，所述iot平台与管理平台通讯连接。
15.有益效果：本实用新型基于nbiot技术监控公共建筑用电，能够有效实现公共建筑用电的在线监测与动态分析、异常用电的控制管理，身份认证功能可保证员工在更换工位后仍能及时有效追踪其用电情况，方便管理员实时掌握负责建筑以及员工的用电情况。本系统对完善建筑用电管理、保障建筑安全、推动建筑节能工作高效开展，有着积极作用。
附图说明
16.图1是公共建筑用电监控系统中监控节点的原理框图；
17.图2是公共建筑用电监控系统中监控传输网络框图；
18.图3是公共建筑用电监控系统工作过程流程图；
19.图4是实施例的结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例进一步阐述本实用新型。
21.图1和图2所示的一种基于nbiot的公共建筑用电监控系统，包括多个员工卡、监控节点、iot平台与管理平台，监控节点与iot平台组成无线监控网络，员工卡为包括公共建筑使用者个人信息的rfid卡，用于身份认证，方便管理者了解各监控节点的使用者信息。
22.参见图1，监控节点根据公共建筑情况与需求合理安装布局在建筑内部空间内，包括但不限于安装于公共建筑的每一个房间每一个工位上，每一监控节点包括主控单元、用电监测模块、通信模块、开关电路、显示模块、rfid读取器和电源，用电监测模块、通信模块、开关电路均、显示模块、rfid读取器均与主控单元相连。其中，电源为从220v交流电路经降压、整流、稳压后获得。主控单元采用但不限于stm32系列芯片；用电监测模块采用但不限于电能监测专用芯片cs5463，用于电压采样与电流采样；通信模块采用nb
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iot通信模块；开关电路选用继电器或固态开关，对出现异常用电情况的节点进行断电与通电操作；显示模块采用但不限于tftlcd显示屏；rfid读取器采用但不限于mfrc500芯片。用电监测模块测量到的数据通过通信模块经由无线监控网络上传至管理平台。
23.参见图2，无线监控网络利用nb
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iot技术实现数据上传与指令下发的功能，由监控节点和iot平台构成。系统工作时，各监控节点监测到的数据由nb
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iot通信模块发出，经过iot平台上传至管理平台。同理，管理平台发出的指令也经由iot平台下达至各监控节点。上述iot平台可直接使用运营商提供的iot平台。
24.本实施例的管理平台用于数据汇总分析与指令下发，因此管理平台至少具备以下几点功能：(1)管理员登录；(2)用电数据实时显示；(3)历史数据查询；(4)系统设置；(5)消息推送。
25.管理平台对来自各监控节点发出的用电数据进行对比分析，当某一节点数据大小超过设定的报警阈值时，则称该监控节点为异常节点，此时管理平台向该异常节点发出断电指令，异常节点接收到断电指令后，主控单元控制开关电路进行断电，异常节点断电一定时间后自动通电。该管理平台保留历史数据，具备数据回放功能，便于对建筑用电进行管理。
26.现结合图3对本用电监控系统的工作过程做进一步说明。
27.先要确保各监控节点中的nb
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iot通信模块已与管理平台对接，同时监控节点电源
接通并处于工作状态。
28.系统工作时，节点使用者持含有个人信息的员工卡，在监控节点的rfid读取器上刷卡，系统获取到身份信息后下发通电指令，由监控节点的开关电路执行通电操作，使用者可以正常使用电器，可以从节点的显示模块上看到本节点的当前用电情况。
29.各监控节点采集的用电数据由nb
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iot通信模块定时上传，管理平台通过监控传输网络获取用电数据，进行用电数据对比分析和用电数据汇总，若存在异常节点，即该节点数据大小超过设定的报警阈值，则管理平台发出断电指令给异常节点并对管理员消息推送，异常节点由开关电路执行断电操作，断电一定时间后自动通电，从而达到警示但不妨碍用户正常工作的作用，其余监控节点正常工作。
30.节点使用者在离开公共建筑时，持含有个人信息的员工卡，在监控节点的rfid读取器上刷卡，系统获取到身份信息后下发断电指令，由监控节点的开关电路执行断电操作。
31.若员工更换工位，只要数据库中有该员工信息，就无需重新对节点信息进行设置，通过监控节点的身份认证功能依旧可以对其用电情况进行及时有效的记录。
32.管理员在使用管理平台时，需要进行账号登录，防止无关人员查看数据导致数据外泄。成功登录后，管理员应能够以节点与曲线的形式查看当前用电数据，直观了解负责建筑的实时用电情况。同时，也可以按时间段查询历史用电数据，并能以曲线形式绘制。除此之外，对系统进行设置，包括报警阈值设置、断电时长设置等也由管理员在管理平台上进行操作。对于存在异常用电情况的节点，由管理平台将节点信息推送给管理员。
33.如图4所示，假设目标建筑内的用电设备为插排1，开关电路2设置在插排1与电源之间，开关电路2对插排1进行通断电控制。