一种基于云计算的智慧社区能源监管系统的制作方法

1.本发明涉及智慧社区技术领域，特别涉及一种基于云计算的智慧社区能源监管系统。


背景技术：

2.社区用电安全是关系社区居民生命财产安全的重要事项，各社区也会采取举办各类社区用电安全知识宣传活动以及出台社区用电安全制度等举措来提醒和约束社区居民安全用电。由于缺少对社区用电监管的有效技术手段，传统的用电安全监管需要依靠定期的人工检查，从而避免因为线路老化或者私接、乱接不合规用电设备导致的用电安全问题，效率低下且难以发现用电安全隐患。


技术实现要素：

3.本发明正是基于上述问题，提出了一种基于云计算的智慧社区能源监管系统，可以快速发现用电安全隐患。
4.有鉴于此，本发明提出了一种基于云计算的智慧社区能源监管系统，包括用于实现社区能源数据运算和社区能源监控设备远程控制的云端服务中心、用于实现社区能源数据监视、存储和社区能源设备控制的本地控制中心以及以及用于获取所述社区能源数据的能源监控装置，其中：
5.所述云端服务中心包括云计算服务器和云端数据库服务器，所述云端服务中心还包括web服务器和/或应用程序服务器；所述本地控制中心包括监控屏幕、通信服务器、本地数据库服务器、控制终端以及警报装置；所述通信服务器用于建立所述云端服务中心与所述能源监控装置的通信连接，以使所述云端服务中心的所述云计算服务器获取所述能源监控装置的数据进行计算后显示于所述监控屏幕上；所述云端数据库服务器和/或本地数据库服务器中存储有社区用电设备清单；
6.所述能源监控装置包括入户能源监控装置，所述入户能源监控装置用于获取住户的用电数据以提供给所述云计算服务器根据所述社区用电设备清单为住户建立用电模型，并在所述住户的用电数据出现异常时通过所述本地控制中心的所述监控屏幕和所述警报装置发出警报。
7.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述云端数据库服务器和/或本地数据库服务器中存储的社区用电设备清单中包含社区统一安装的用电设备，所述用电模型包括所述云计算服务器获取同一社区内的所述入户能源监控装置提供的用电数据提取的公共用电特征根据所述社区统一安装的用电设备的用电参数信息建立的公共用电子模型。
8.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述社区统一安装的用电设备包括社区统一安装的照明灯具，所述公共用电子模型包括照明用电子模型，所述云计算服务器根据所述云端数据库服务器和/或本地数据库服务器中存储的所述社区统一
安装的照明灯具的用电参数，从社区内的所述入户能源监控装置在晚间时段获取到的用电参数变化曲线中获取相应的用电特征为社区内的每个住户建立所述照明用电子模型。
9.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述社区统一安装的用电设备包括社区统一安装的空调设备，所述公共用电子模型包括空调用电子模型，所述云计算服务器根据所述和云端数据库服务器和/或本地数据库服务器中存储的所述社区统一安装的空调设备的用电参数，从社区内的所述入户能源监控装置在夏季或冬季的晚间时段获取到的用电参数变化曲线中获取相应的用电特征为社区内的每个住户建立所述空调用电子模型。
10.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述云端数据库服务器和/或本地数据库服务器中存储的社区用电设备清单中包含非社区统一安装的用电设备，所述用电模型包括所述云计算服务器根据每一个所述入户能源监控装置提供的用电数据提取的用电特征匹配一个或多个所述非社区统一安装的用电设备，分别建立的非公共用电子模型。
11.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述能源监控装置还包括设置于社区电网输入端的社区能源监控装置、设置于每个建筑电网输入端的建筑能源监控装置以及设置于每个建筑楼层电网输入端的楼层能源监控装置中的一个或多个。
12.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述基于云计算的智慧社区能源监管系统的监管时机分为用电模型建立阶段、用电模型更新阶段以及用电模型重置阶段，所述云计算服务器根据所处阶段不同，以不同的时间周期从所述能源监控装置获取用电数据。
13.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，在所述用电模型更新阶段，所述云计算服务器以第一监控周期从所述社区能源监控装置获取用电数据、所述云计算服务器以第二监控周期从所述建筑能源监控装置获取用电数据、所述云计算服务器以第三监控周期从所述楼层能源监控装置获取用电数据、所述云计算服务器以第四监控周期从所述入户能源监控装置获取用电数据，其中所述第一监控周期《所述第二监控周期《所述第三监控周期《所述第四监控周期。
14.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，在所述用电模型建立阶段，所述云计算服务器以小于或小于等于所述第一监控周期从所述社区能源监控装置、所述建筑能源监控装置、所述楼层能源监控装置以及所述入户能源监控装置获取用电数据。
15.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述云端服务中心在获取到住户的装修报备信息后，重新建立所述住户的用电模型，并在预设时间段内以小于或小于等于所述第一监控周期从所述入户能源监控装置获取用电数据。
16.本发明提出的一种基于云计算的智慧社区能源监管系统，通过设置入户能源监控装置用于获取住户的用电数据以提供给云计算服务器根据社区用电设备清单为住户建立用电模型，并在住户的用电数据出现异常时通过本地控制中心的监控屏幕和警报装置发出警报，可以快速发现用电安全隐患。
附图说明
17.图1是本发明一个实施例提供的一种基于云计算的智慧社区能源监管系统的示意框图；
18.图2是本发明一个实施例提供的一种基于云计算的智慧社区能源监管系统的社区电力系统结构的示意图；
19.图3是本发明一个实施例提供的一种基于云计算的智慧社区能源监管系统的社区电力系统结构的示意图。
具体实施方式
20.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
21.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
22.在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
23.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施方式”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
24.下面参照图1至图3来描述根据本发明一些实施方式提供的一种基于云计算的智慧社区能源监管系统。
25.如图1所示，本发明实施例提供一种基于云计算的智慧社区能源监管系统，包括用于实现社区能源数据运算和社区能源监控设备远程控制的云端服务中心、用于实现社区能源数据监视、存储和社区能源设备控制的本地控制中心以及以及用于获取所述社区能源数据的能源监控装置，其中：
26.所述云端服务中心包括云计算服务器和云端数据库服务器，所述云端服务中心还包括web服务器和/或应用程序服务器；所述本地控制中心包括监控屏幕、通信服务器、本地数据库服务器、控制终端以及警报装置；所述通信服务器用于建立所述云端服务中心与所
述能源监控装置的通信连接，以使所述云端服务中心的所述云计算服务器获取所述能源监控装置的数据进行计算后显示于所述监控屏幕上；所述云端数据库服务器和/或本地数据库服务器中存储有社区用电设备清单；
27.所述能源监控装置包括入户能源监控装置，所述入户能源监控装置用于获取住户的用电数据以提供给所述云计算服务器根据所述社区用电设备清单为住户建立用电模型，并在所述住户的用电数据出现异常时通过所述本地控制中心的所述监控屏幕和所述警报装置发出警报。
28.采用本发明实施例提供的一种基于云计算的智慧社区能源监管系统，通过设置入户能源监控装置用于获取住户的用电数据以提供给云计算服务器根据社区用电设备清单为住户建立用电模型，并在住户的用电数据出现异常时通过本地控制中心的监控屏幕和警报装置发出警报，可以快速发现用电安全隐患。进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述云计算服务器在接收到所述能源监控装置提供的用电数据后，从所述用电数据中提取用电特征与已建立的所述用电模型中的用电特征包括时间、用电参数变化曲线进行匹配，当识别到特定用电设备的用电波参数变化曲线发生异常时通过本地控制中心的监控屏幕和警报装置发出警报。采用本发明实施例的技术方案，可以及时发现用电设备的线路或者零部件老化带来的用电参数变化，从而提醒社区物业的相关人员精确定位到对应的设备进行用户风险排查。
29.在本发明实施例的技术方案中，所述入户能源监控装置用于获取住户的用电数据以提供给所述云计算服务器，所述云计算服务器对所述住户的用电数据进行分析，根据不同时间段的功率、电流和/或电压变化曲线，可以识别出住户安装的不同用电设备的用电特征，并进一步根据所述云端数据库服务器中保存的所述社区用电设备清单，将所述用电特征与对应的用电设备类型和用电设备型号进行匹配。在本发明的一些实施例中，所述入户能源监控装置可以为智能电表。
30.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述云端数据库服务器和/或本地数据库服务器中存储的社区用电设备清单中包含社区统一安装的用电设备，所述用电模型包括所述云计算服务器获取同一社区内的所述入户能源监控装置提供的用电数据提取的公共用电特征根据所述社区统一安装的用电设备的用电参数信息建立的公共用电子模型。进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述社区统一安装的用电设备包括社区统一安装的照明灯具，所述公共用电子模型包括照明用电子模型，所述云计算服务器根据所述云端数据库服务器和/或本地数据库服务器中存储的所述社区统一安装的照明灯具的用电参数，从社区内的所述入户能源监控装置在晚间时段获取到的用电参数变化曲线中获取相应的用电特征为社区内的每个住户建立所述照明用电子模型。进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述社区统一安装的用电设备包括社区统一安装的空调设备，所述公共用电子模型包括空调用电子模型，所述云计算服务器根据所述和云端数据库服务器和/或本地数据库服务器中存储的所述社区统一安装的空调设备的用电参数，从社区内的所述入户能源监控装置在夏季或冬季的晚间时段获取到的用电参数变化曲线中获取相应的用电特征为社区内的每个住户建立所述空调用电子模型。如前所述，所述社区统一安装的用电设备可以是照明灯具、空调设备等由社区建成后统一装修安装的用电设备，还可以是供热系统、电热水器或者抽油烟机等由社区建成后统一
装修安装的用电设备。对于具有所述社区统一安装的用电设备的社区，可以在所述云端数据库服务器中预先存储所述社区统一安装的用电设备的设备类型、设备品牌、设备型号以及用电参数等。由于用电设备在使用时间和用电特征上往往表现出较为明显的统一性，比如照明设备一般会在傍晚时大量开启并在入夜后陆续关闭，又比如空调设备在夏季长时间启动制冷模型，在冬季长时间启动制热模式等，又比如抽油烟机会在中午时段或者傍晚时段有一段时间的开启后开闭等。而社区统一安装的用电设备一般为同一型号的用电设备，其在用电特征上具有非常高的相似性，因此结合所述云端数据库服务器和/或本地数据库服务器中存储的社区用电设备清单中包含社区统一安装的用电设备信息，所述云计算服务器获取同一社区内的所述入户能源监控装置提供的用电数据即可快速识别出每个住户安装的所述社区统一安装的用电设备，从而分析得出其设备数量以及开关时间、使用时长等使用习惯数据，并根据这些使用数据为每个住户建立公共用电子模型。根据每个住户的公共用电子模型，可以通过所述用电数据实时分析发现所述社区统一安装的用电设备的用电数据出现异常，并通过所述本地控制中心的所述监控屏幕和所述警报装置发出警报，以提醒社区物业的相关人员前往相应住户进行对应设备的安全检查。
31.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述云端数据库服务器和/或本地数据库服务器中存储的社区用电设备清单中包含非社区统一安装的用电设备，所述用电模型包括所述云计算服务器根据每一个所述入户能源监控装置提供的用电数据提取的用电特征匹配一个或多个所述非社区统一安装的用电设备，分别建立的非公共用电子模型。对于非社区统一安装的用电设备，由于用电设备的类型多种多样，同一类型的用电设备也会具有不同的品牌、型号以及用电参数，通过所述入户能源监控装置提供的用电数据无法直接确认每一处用电数据的变化具体由什么用电设备引起。在本发明实施例的技术方案中，可以在所述云端数据库服务器和/或本地数据库服务器中存储的社区用电设备清单预先保存大量候选的用电设备的类型、品牌和/或型号及其用电参数等数据，所述云计算服务器通过对所述入户能源监控装置提供的用电数据进行分析，对同一住户未识别的高频用电特征匹配所述社区用电设备清单中的一个或多个所述非社区统一安装的用电设备以建立对应的非公共用电子模型。当根据所述入户能源监控装置提供的用电数据以及所述非公共用电子模型发现可能的用电异常时，可以为维修或巡查人员提供建议的用电设备排查顺序，使相关人员可以在较短时间内找到发生异常的用电设备。根据所述非公共用电子模型所匹配的一个或多个所述非社区统一安装的用电设备的品牌和/或型号等数据，可以为社区物业的相关人员维护备用零件仓库以及巡查时携带的常用零件提供参考和建议。
32.如图2所示，不同规模的社区采用的社区电力系统架构有所不同。对于一些小型或中型社区，其一般采用如图2中标注为a部分的树干式供电结构，由区域变电站供电线路输送的10kv高压电经由社区配电室中的变压器转换为380/220v的低压电后通过同一根母线直接输送到各住户；或者如图2中标注为b部分的放射式供电结构，由区域变电站供电线路输送的10kv高压电经由社区配电室中的变压器转换为380/220v的低压电后通过多根母线分别输送到各住户。而对于一些中型或大型社区，其一般采用如图2中标注为c部分的混合式供电结构，由区域变电站供电线路输送的10kv高压电经由社区配电室中的变压器转换为380/220v的低压电后通过多根母线输送到建筑配电箱或楼层配电箱后，再引出同一根供电线路输送到各住户。
33.如图3所示，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述能源监控装置还包括设置于社区电网输入端的社区能源监控装置、设置于每个建筑电网输入端的建筑能源监控装置以及设置于每个建筑楼层电网输入端的楼层能源监控装置中的一个或多个。根据不同社区的社区电力系统结构的不同，所述能源监控装置的设置方案也可以有所不同，此处不再赘叙。
34.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述基于云计算的智慧社区能源监管系统的监管时机分为用电模型建立阶段、用电模型更新阶段以及用电模型重置阶段，所述云计算服务器根据所处阶段不同，以不同的时间周期从所述能源监控装置获取用电数据。进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，在所述用电模型更新阶段，所述云计算服务器以第一监控周期从所述社区能源监控装置获取用电数据、所述云计算服务器以第二监控周期从所述建筑能源监控装置获取用电数据、所述云计算服务器以第三监控周期从所述楼层能源监控装置获取用电数据、所述云计算服务器以第四监控周期从所述入户能源监控装置获取用电数据，其中所述第一监控周期《所述第二监控周期《所述第三监控周期《所述第四监控周期。为了节约网络带宽，保证所述基于云计算的智慧社区能源监管系统中各用电模型的有效性的同时，使所述云端服务中心与所述本地控制中心保持顺畅的连接，根据所述用电模型的建立状态的不同，将所述基于云计算的智慧社区能源监管系统的监管时机分为用电模型建立阶段、用电模型更新阶段以及用电模型重置阶段。采用本发明上述实施例的技术方案，所述云计算服务器日常仅需以一定频率如每半个小时或每个小时获取所述社区能源监控装置、所述建筑能源监控装置的数据以监控社区的用电状况即可，同时日常以较低的频率获取所述楼层能源监控装置和/或所述入户能源监控装置的用电数据，用以更新所述用电模型以及监控楼层、住户的用电状况，不需要频繁获取所有能源监控装置的数据以避免大量占用网络带宽。当父节点的所述能源监控装置如社区能源监控装置检测到用电数据异常时，可以迅速启动其子节点的所述能源监控装置将用电数据传输给所述云计算服务器以便迅速定位发生用电异常的子节点。具体的，每个所述社区能源监控装置所连接的所有建筑能源监控装置均为相应社区能源监控装置的子节点，相应的所述社区能源监控装置则为相应的所述建筑能源监控装置的父节点。同理，每个所述楼层能源监控装置所连接的所有入户能源监控装置均为相应楼层能源监控装置的子节点，相应的所述楼层能源监控装置则为相应的所述入户能源监控装置的父节点。
35.进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，在所述用电模型建立阶段，所述云计算服务器以小于或小于等于所述第一监控周期从所述社区能源监控装置、所述建筑能源监控装置、所述楼层能源监控装置以及所述入户能源监控装置获取用电数据。在所述用电模型建立阶段，为了获取足够多的数据用于建立所述用电模型，社区内的所有能源监控装置特别是所述入户能源监控照置均以较高的频率向所述云计算服务器提供用电数据。根据实际使用情况的不同，所述用电模型建立阶段可以持续不同的时长，例如一周或者一个月。由于部分用电设备的使用具备季节性，例如空调的制冷模式一般在夏季使用，浴霸、供热系统或者空调的制热模式一般在冬季使用等，因此基于云计算的智慧社区能源监管系统可以周期性例如以季度为单位或以年为单位再次进入所述用电模型建立阶段。进一步的，在上述基于云计算的智慧社区能源监管系统中，所述云端服务中心在获取到住户的装修报备信息后，重新建立所述住户的用电模型，并在预设时间段内以小于或小于等
于所述第一监控周期从所述入户能源监控装置获取用电数据。为了避免住户大量更换用电设备使得所述用电模型不再适用，在住户重新装修住房的情形下，社区物业管理人员可以在系统中录入所述住户的装修报备信息，从而使得所述基于云计算的智慧社区能源监管系统重新建立所述住户的用电模型。
36.应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。