一种基于物联网的能效管理终端的制作方法

一种基于物联网的能效管理终端的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于物联网的能效管理终端，包括壳体以及设于所述壳体内的主板电源模块、时钟模块、中央控制器，还包括分别与所述中央控制器连接的电能采集模块、A/D输入模块、数据存储模块、第一数据处理模块、第二数据处理模块、继电器输出模块，所述继电器输出模块连接有电容投切器。本发明装置采用两条数据处理通道对数据进行处理，可以实现电能管理，也可以实现无功补偿控制，不需要借助于不同的平台，具有精度高、数据准确、适用性强的特点，不仅能够在有网络的情况下对用电设备的用电情况以及无功补偿情况进行实时监控，并且还有短信通知的功能，当后台管理人员没有网络时，也能够通过手机进行监控。
【专利说明】一种基于物联网的能效管理终端
【技术领域】
[0001]本发明涉及物联网【技术领域】，更具体地说，是涉及一种集用电信息采集、用电信息监控、无功补偿控制于一体的基于物联网的能效管理终端。
【背景技术】
[0002]物联网是近几年来兴起的一项新技术，从宏观意义上讲就是将相同特性的物体通过一种媒介相互连通，形成一个有机的整体，并建立一个公共平台，和这个有机的整体进行对接，通过平台对这个有机的整体进行统一的管理，我们平日所使用的电源都是来源于当地的供电系统，供电系统提供的电能输送到各个用电设备后，如何对各个用电设备的用电情况进行一个统一的管理以达到供电部门的用电效率指标是目前企业、工厂以及学校等用电单位所面临的一个亟待解决的问题。
[0003]另外，在供用电系统中，除了需要有功电源，还需要无功电源，电力系统中的电力负荷如变压器、电动机等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需要向这些设备提供相应的无功功率。目前，用电单位用电设备配备的感性负荷如电动机等往往考虑启动电阻和过载能力，留有较大的功率剩余量，使得电动机的负荷率过低，容量得不到充分利用，造成电动机能耗的浪费，又增加了电动机的损耗，并且在运行阶段，负荷率过低会加重电力系统的负荷，加大感性负荷，相应的无功功率增加，导致供电系统提供的无功功率增加，功率因数降低，电网线路损耗相应地增加，电能浪费情况严重。
[0004]其次，如果供电系统的无功功率供不应求，会造成用电设备功率因数降低，容量得不到充分利用，电压波动甚至不能正常工作，进一步增加了无功功率消耗，严重影响了用电安全和用电质量，为了提高电力系统的功率因数、降低电网中电能损耗以及保证用电设备能够正常工作，达到供电部门的用电效率指标，用电单位一般采用无功功率电容补偿的方式予以解决，但是，造成功率因数降低的因素还有很多不确定因素，电容补偿不是一个持久性的过程，其根据功率因数的数值来进行调节，用电单位一般在用电设备上配置具有无功补偿控制功能的用电控制设备来对电容补偿进行控制。
[0005]现有的用电控制设备一般只具备单一的功能，如电能采集仪器、无功补偿控制器等，在实际的工作过程中，需要安装多种具有不同功能的仪器仪表，不同功能的仪器仪表如果分别安装在用电设备上，会增加设备的投入成本，不利于后台管理人员对用电设备的用电情况以及电容投切的情况做统一的管理和数据分析，要借助于不同的平台，导致误差大，精度不高，资源不能合理利用。
[0006]综上所述，有必要研究一种多功能的能与物联网桥接的用电控制设备，以提高用电设备的用电效率，使电能利用率最大化。

【发明内容】

[0007]本发明的目的是为了解决上述【背景技术】中所提到的问题，提供了一种基于物联网的能效管理终端，该发明装置采用两条数据处理通道对数据进行处理，可以实现电能管理，也可以实现无功补偿控制，不需要借助于不同的平台，具有精度高、数据准确、适用性强的特点，不仅能够在有网络的情况下对用电设备的用电情况以及无功补偿情况进行实时监控，并且还有短信通知的功能，当后台管理人员没有网络时，也能够通过手机进行监控。
[0008]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0009]一种基于物联网的能效管理终端，包括壳体以及分别设于所述壳体内、用于向各模块供电的主板电源模块和用于向各模块提供控制时钟的时钟模块，还包括设于所述壳体内的中央控制器、电能采集模块、Α/D输入模块、数据存储模块、第一数据处理模块、第二数据处理模块、继电器输出模块、电容投切器，所述中央控制器分别与所述主板电源模块、时钟模块、电能采集模块、Α/D输入模块、数据存储模块、第一数据处理模块、第二数据处理模块、继电器输出模块连接，所述继电器输出模块的输出接口与所述电容投切器连接，其中:
[0010]所述电能采集模块用于采集用电设备的用电数据并对所述用电数据进行过滤筛查；所述用电数据包括电压数据和电流数据；
[0011]所述数据存储模块用于对所述过滤筛查后的用电数据进行存储；
[0012]所述Α/D输入模块用于将所述过滤筛查后的用电数据转换为数字信号；
[0013]所述第一数据处理模块用于对存储在所述数据存储模块内的用电数据进行处理，并将处理后的用电数据传至所述中央控制器，所述中央控制器对所述处理后的用电数据进行计算，得到各项用电信息参数；
[0014]所述第二数据处理模块用于对所述转换为数字信号的用电数据进行处理，并将处理后的用电数据传至所述中央控制器，所述中央控制器对经过所述第二数据处理模块处理后的用电数据进行分析并通过计算得到应补偿的电容容量，并控制所述继电器输出模块来投入或切除所述电容投切器。
[0015]进一步地，所述电能采集模块内设置有用于对采集到的用电数据进行过滤筛查的差分放大电路。
[0016]作为本发明的一种优选实施方式，电能采集模块内设置有差分放大电路，差分放大电路具有高效的稳定静态工作点的特性，利用差分放大电路电路参数对称性和负反馈的原理，来放大差模信号，同时抑制共模信号，对采集到的用电数据进行过滤筛查，对三相交流电以及用电设备的电压、电流情况进行实时监控。
[0017]进一步地，所述中央控制器内设置有用于对经过所述第二数据处理模块处理后的用电数据进行分析的数据分析模块。
[0018]作为本发明的一种优选实施方式，中央控制器内设置有数据分析模块，对经过第二数据处理模块处理后的用电数据进行分析，从而提高数据的准确性和稳定性。
[0019]进一步地，所述能效管理终端还包括设于所述壳体内的通讯模块，所述通讯模块通过以太网形式与通信基站的服务器进行通信，用于将经过处理的用电设备的用电情况以及无功补偿情况传至所述服务器上的监控平台。
[0020]进一步地，所述通讯模块还通过移动数据网络的形式与后台管理人员的手机连接，所述通讯模块接收到所述后台管理人员的指令后，将经过处理的用电设备的用电情况以及无功补偿情况通过所述服务器上的短信平台以短信的形式发送至所述后台管理人员的手机上。
[0021]作为本发明的一种优选实施方式，以太网形式是通过通信电路与通信基站连接进行有线传输，而移动数据网络的形式是与通信基站之间进行无线传输。
[0022]进一步地，所述能效管理终端还包括分别与所述中央控制器连接的操作模块和显示模块，所述操作模块将操作人员的动作指令以低电压脉冲的形式发送至所述中央控制器，所述中央控制器根据所述动作指令，并结合相应的软件控制部分或驱动电路，控制所述显示模块实时显示各项用电信息参数以及当前无功补偿的情况。
[0023]进一步地，所述壳体前壁设有显示屏和若干指示灯，所述显示屏上设有多个与所述操作模块连接、用于对所述显示屏上显示的菜单栏进行选择的功能按键。
[0024]进一步地，所述壳体外壁设有通信接口，所述通信接口包括以太网接口、RS485接口或RS232接口中的一种或两种。
[0025]进一步地，所述中央控制器为单片机芯片或中央处理器芯片。
[0026]进一步地，所述继电器输出模块采用驱动芯片ULN2803。
[0027]与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0028]1、本发明提供的基于物联网的能效管理终端集用电信息采集、用电信息监控、无功补偿控制于一体，既可以实现电能管理，又可以实现无功补偿控制，从根本上减少了设备的自身设计成本，而且能够更准确地对用电设备的用电信息以及无功补偿情况进行统一的管理和精准分析，不需要借助于不同的平台，具有精度高、数据准确、适用性强的特点，并且能够节省空间，合理利用资源，减少了制作成本。
[0029]2、本发明提供的基于物联网的能效管理终端不仅能够在有网络的情况下对采集到的用电情况以及无功补偿情况进行实时监控，并且还有短信通知的功能，当后台管理人员没有网络时，也能够通过手机进行监控。本发明装置中，后台管理人员在有网络的情况下通过服务器上的监控平台对用电设备的用电情况以及无功补偿情况进行实时监控，在无网络的情况下，后台管理人员只需发送指定的代码，监控到的数据便会通过服务器上的短信平台以短信的形式发送到后台管理人员的手机上。
[0030]3、本发明装置整体设计为模块化设计，不同功能的模块之间相互独立，中央控制器具有强大的数据处理能力，其内集成了 RAM芯片组，采用两条数据处理通道对数据进行处理，可以实现电能管理，也可以实现无功补偿控制，满足电能采集和电容补偿同步进行、互不干扰。
[0031]4、本发明装置既可以实时显示当前的用电状况，并能对其进行监控和分析，并且当电路出现无功功率过高或过低时，能够实现无功补偿控制，通过投入或切除电容负载，降低电路的无功功率消耗，提高供电系统乃至整个电力系统的功率因数，降低电能损耗，同时可以提高用电设备的功率因数，改善电压质量，维持电压平衡和稳定，使用电设备能够正常工作，并提高用电设备的利用率，达到供电部门的用电效率指标，以使用电效率最大化，提高电能利用率，节约电费。
【专利附图】

【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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。[0033]图1为本发明的内部电路原理示意图；
[0034]图2为本发明的外部结构示意图；
[0035]附图标记:1_中央控制器，2-操作模块，3-时钟模块，4-电能采集模块，5-A/D输入模块，6-显示模块，7-数据存储模块，8-第一数据处理模块，9-第二数据处理模块，10-继电器输出模块，11-电容投切器，12-接口模块，13-通讯模块，14-主板电源模块，15-通信基站，16-服务器，17-监控平台，18-短信平台。
【具体实施方式】
[0036]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。
[0037]参照图1、图2可知，一种基于物联网的能效管理终端，包括壳体以及分别设于壳体内、用于向各模块供电的主板电源模块14和用于向各模块提供控制时钟的时钟模块3，还包括设于壳体内的中央控制器1、电能采集模块4、A/D输入模块5、数据存储模块7、第一数据处理模块8、第二数据处理模块9、继电器输出模块10、电容投切器11，中央控制器I分别与主板电源模块14、时钟模块3、电能采集模块4、Α/D输入模块5、数据存储模块7、第一数据处理模块8、第二数据处理模块9、继电器输出模块10连接,继电器输出模块10的输出接口与电容投切器11连接，其中:
[0038]电能采集模块4用于采集用电设备的用电数据并对采集到的用电数据进行过滤筛查；采集到的用电数据包括三相电压、三相电流、线电压以及线电流等电压数据和电流数据；
[0039]数据存储模块7用于对过滤筛查后的用电数据进行存储；
[0040]Α/D输入模块5用于将过滤筛查后的用电数据转换为数字信号；
[0041]第一数据处理模块8用于对存储在数据存储模块7内的用电数据进行处理，并将处理后的用电数据传至中央控制器1，结合中央控制器I内置的软件控制部分对处理后的用电数据进行计算，得到各项用电信息参数；
[0042]第二数据处理模块9用于对转换为数字信号的用电数据进行处理，并将处理后的用电数据传至中央控制器1，中央控制器I对经过第二数据处理模块9处理后的用电数据进行分析并通过中央控制器I内置的软件控制部分根据功率补偿量进行计算，得到应补偿的电容容量，并发送控制指令到继电器输出模块10，继电器输出模块10通过控制指令来控制投入或切除电容投切器11，进行无功补偿量的调节。
[0043]本实施例中，中央控制器I用于对来自各方的数据进行处理，并发出相应的执行指令，中央控制器I内置有软件控制部分；时钟模块3用于提供各个模块的控制时钟，以控制各个模块之间协同工作，其可以由用户进行设置，并读取其中的计时寄存器值，有的带电池，有的不带电池，用户设置后，就可以正常自动计时，用户需要时可以访问其内部的寄存器，获取当前时间，包括当前时间的年、月、日、时、分、秒值，一般其可以以秒为周期输出时钟脉冲。
[0044]本实施例中，电能采集模块4内设置有用于对采集到的用电数据进行过滤筛查的差分放大电路，差分放大电路具有高效的稳定静态工作点的特性，利用差分放大电路电路参数对称性和负反馈的原理，来放大差模信号，同时抑制共模信号，对采集到的用电数据进行过滤筛查，对三相交流电以及用电设备的电压、电流情况进行实时监控。
[0045]本实施例中，中央控制器I内设置有用于对经过第二数据处理模块9处理后的用电数据进行分析的数据分析模块，从而提高了数据的准确性和稳定性。
[0046]本发明装置还包括设于壳体内的通讯模块13，通讯模块13通过以太网形式与通信基站15的服务器16进行通信，用于将经过处理的用电设备的用电情况以及无功补偿情况传至服务器16上的监控平台17。
[0047]本发明装置中，通讯模块13还通过移动数据网络的形式与后台管理人员的手机连接，通讯模块13接收到后台管理人员的指令后，将经过处理的用电设备的用电情况以及无功补偿情况通过服务器16上的短信平台18以短信的形式发送至后台管理人员的手机上。
[0048]作为本发明的一种优选实施方式，以太网形式是通过通信电路与通信基站15连接进行有线传输，而移动数据网络的形式是与通信基站15之间进行无线传输。
[0049]本发明装置还包括设于壳体内的接口模块12，壳体外壁设有通信接口，包括以太网接口、RS485接口或RS232接口中的一种或两种，接口模块12与RS485接口或RS232接口中的一种或两种连接，再与外部设备连接进行通信，以太网接口与通讯模块13连接，再通过通信电路与通信基站15连接；RS485接口或RS232接口是一个多位通信端口，接线方式不一样，均以脉冲形式传输数据。
[0050]本实施例中，通讯模块13采用MODBUS为主要通信协议，以ASC II通信方式进行数据传输。
[0051]本发明装置还包括分别与中央控制器I连接的操作模块2和显示模块6，显示模块6与中央控制器I的输出端连接，并受控于中央控制器I的输出信号，操作模块2用于将操作人员的动作指令以低电压脉冲的形式发送至中央控制器1，中央控制器I根据动作指令，并结合相应的软件控制部分或驱动电路控制显示模块6，用以实时显示各项用电信息参数以及当前无功补偿的情况，同时现场操作人员可以很方便地使用，供其查询浏览用。
[0052]本实施例中，壳体前壁设有显示屏和若干指示灯，显示屏上设有四个功能按键，包括分别与操作模块2连接的“设置”键、“向上”键、“向下”键、“确定”键，四个功能按键用于对显示在显示屏上的菜单栏进行选择，若干指示灯分别与壳体内对应的电路电性连接，显示屏可为IXD液晶显示或LED数码管显示中的一种。
[0053]本发明装置通电后，显示屏会出现两个选项，其一是“电能监测”，其二是“无功功率补偿控制”，用户可以根据需要进行以上两个选项的选择，按“设置”键进行设置，按“向下”键或“向上”键进行选择，选择完毕后按“确定”键，“电能监测”菜单栏中包括电压、电流、有功功率、无功功率、频率等用电参数，每项数据监测时间为15S 无功功率补偿控制”菜单栏中包括自动投切、手动投切、投切时间、切除时间、功率因数等控制参数。
[0054]本实施例中，壳体前壁设有若干指示灯，指示灯可为LED灯，包括序号从I到12的12个指示灯，还包括各种状态指示灯，如过电压、过电流、过补偿、投入、正常、切除、自动、手动、功率因数、投切时间、切除时间、输入路数、输出路数、补偿容量、CT变比、门限电压、投切方式等。其中，过电流指示灯表示设备在工作时的工作电流大于设备的额定工作电流时，过电流指示灯便会发亮；过电压指示灯表示设备在工作时的工作电压大于设备的额定工作电压时，过电压指示灯就会发亮；过补偿指示灯表示电容补偿超过范围值时，过补偿指示灯就会发亮；投入、正常、切除指示灯表示当前电容投切器11的状态；自动、手动指示灯表示当前电容补偿控制的方式；投切时间表示设备对电容补偿投切限定的一个时间；切除时间表示设备对电容补偿切除限定的一个时间；CT变比表示电流互感器的大小；门限电压表示门电压；功率因数是电力系统的一个重要的技术数据，是衡量用电设备效率高低的一个系数，功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，增加了线路供电损失，因此供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求；投切方式表示手动投切或自动投切，自动投切是在设备上设置为自动投切，结合中央控制器I内的软件控制部分，根据功率因数的范围值进行，功率因数小于0.9时进行投切，大于0.9时不进行投切，手动投切是通过设备上的选项进行手动投切；电容投切器11为12条并联的电容补偿支路，12条电容补偿支路形成12路投切通道，当其中的某个投切通道接通时，设备上的12个指示灯中对应的指示灯就売了。
[0055]具体电能监测的工作流程如下:电能采集模块4采集用电设备的三相电流、三相电压、线电压以及线电流等电压数据和电流数据，采集到的用电数据通过电能采集模块4内的差分放大电路，对其进行过滤筛查，过滤筛查后的用电数据通过数据存储模块7进行存储，存储在数据存储模块7内的用电数据发送至第一数据处理模块8，第一数据处理模块8对其进行处理，处理后的用电数据传至中央控制器1，并通过中央控制器I内的软件控制部分，对其进行计算，得到各种用电信息参数，包括用电量、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率等，经过处理的用电设备的用电情况通过通讯模块13以以太网形式或移动数据网络的形式传至服务器16上的监控平台17和短信平台18，后台管理人员可以在有网络的时候对其进行实时监控和分析，在无网络的时候也可通过手机发送指令到通讯模块13，经过处理的用电设备的用电情况便通过短信平台18以短信的形式发送到后台管理人员的手机上。
[0056]具体无功功率补偿控制的工作过程如下:A/D输入模块5将过滤筛查后的用电数据转换为数字信号，数字信号经过第二数据处理模块9进行处理，处理后的用电数据传至中央控制器1，中央控制器I内设置有数据分析模块，用于对经过第二数据处理模块9处理后的用电数据进行分析，并结合相应的软件控制部分，根据功率补偿量进行计算，得出应补偿的电容容量，并发送控制指令到继电器输出模块10，继电器输出模块10通过控制指令以脉冲形式发送至电容投切器11，来控制投入或切除电容投切器11，电容投切器11为并联的12条电容补偿支路，经过处理的用电设备的无功补偿情况通过通讯模块13以以太网形式或移动数据网络的形式传至服务器16上的监控平台17和短信平台18，后台管理人员可以在有网络的时候对其进行实时监控和分析，在无网络的时候也可通过手机发送指令到通讯模块13，经过处理的用电设备的无功补偿情况便通过短信平台18以短信的形式发送到后台管理人员的手机上。
[0057]本实施例中，电容补偿的时候，电容与负载的连接方式为并联，电容相当于无功电源，在负载的运行过程中负载量突然增大时，由于电源自身存在的内阻会加大，电源输出的电压就会降低，但是电容两端要维持原来的电压，电容内的电流会释放一部分出来，从而延缓了电压的下降，以分相补偿、三相补偿或综合补偿的方式调节三相各补偿点的电压，将每相补偿前的最低电压调整到补偿后的目标电压，目标电压的确定以满足提高功率因数所需的电容补偿容量为前提，保证补偿后的运行电压尽量接近用电设备工作时的额定电压，使用电设备能够正常工作；本发明装置用来监测用电设备的用电参数，同时作出什么时候接通/断开电容补偿支路的逻辑判定，并根据电容器两端的电压和补偿点的电压情况实时自动增减电容补偿支路的组数。
[0058]本实施例中，中央控制器I内设有软件控制部分，软件控制部分包括输入监控、参数管理、数据计算、输入/输出控制，输入监控对各个模块进行监测，从而确定下一步的执行计划，对各个模块之间的协同性以及运行状态进行追踪分析，对产生的误判断以及错误指令做出快速响应；参数管理设定其中每种输入/输出参数的模式，当有错误或故障发生时，对其进行记录，输入参数包括补偿方式、补偿容量、补偿路数、投切时间、切除时间等，输出参数包括经过处理的的各项用电数据以及电容补偿的情况；数据计算对采集到的用电数据进行计算，得到各种用电信息参数，主要计算各相电压、各相电流、有功功率以及无功功率等，对采集到的用电数据进行过滤筛查；输入/输出控制主要针对电容投切器11的投切动作，为保护电容投切器11不频繁动作，留有足够的时间放电，当所投切容量小于120%的电容补偿容量时不再投切，即所投电量已达到电压水平值的范围之内。
[0059]本实施例中，中央控制器I为单片机芯片或中央处理器芯片，单片机芯片的型号为 80C51 或 80C31 或 8051。
[0060]本实施例中，继电器输出模块10采用驱动芯片ULN2803。
[0061]本发明装置安装时采用嵌入式安装，将设备安装在用电设备制定的仪表面板上，在仪表面板上开一个正方形的孔，将设备固定在这个正方形孔中，背面用卡子固定。
[0062]本发明装置外接设置有备用电源，其通过壳体外壁上的电源接口与备用电源连接，供本发明装置连续供电，保持供电稳定性。
[0063]本发明装置集用电信息采集、用电信息监控、无功补偿控制于一体，既可以实现电能管理，又可以实现无功补偿控制，从根本上减少了设备的自身设计成本，而且能够更准确地对用电设备的用电信息以及无功补偿情况进行统一的管理和精准分析，不需要借助于不同的平台，具有精度高、数据准确、适用性强的特点，并且能够节省空间，合理利用资源，减少了制作成本。
[0064]本发明装置不仅能够在有网络的情况下对采集到的用电情况以及无功补偿情况进行实时监控，并且还有短信通知的功能，当后台管理人员没有网络时，也能够通过手机进行监控。本发明装置中，后台管理人员在有网络的情况下能通过服务器16上的监控平台17对用电设备的用电情况以及无功补偿情况进行实时监控，在无网络的情况下，后台管理人员只需发送指定的代码(如A相电压指令al)，监控到的数据便会通过服务器16上的短信平台18以短信的形式发送到后台管理人员的手机上。
[0065]本发明装置整体设计为模块化设计，不同功能的模块之间相互独立，中央控制器I具有强大的数据处理能力，其内集成了 RAM芯片组，采用两条数据处理通道对数据进行处理，可以实现电能管理，也可以实现无功补偿控制，满足电能采集和电容补偿同步进行、互不干扰。
[0066]本发明装置既可以实时显示当前的用电状况，并能对其进行监控和分析，并且当电路出现无功功率过高或过低时，能够实现无功补偿控制，通过投入或切除电容负载，降低电路的无功功率消耗，提高供电系统乃至整个电力系统的功率因数，降低电能损耗，同时可以提高用电设备的功率因数，改善电压质量，维持电压平衡和稳定，使用电设备正常工作，并提高用电设备的利用率，达到供电部门的用电效率指标，以使用电效率最大化，提高电能利用率，节约电费。
[0067]本发明装置与用电设备连接，采用软硬件结合的方式，具有有线操作平台和无线操作平台两种方式，完成对用电单位的用电设备的实时监控和无功补偿控制的功能，并通过显示屏对各项用电数据进行显示，供现场操作人员查询浏览，同时通过后台服务器上的监控平台和短信平台对其进行全天候实时监控，供后台管理人员管理和分析。企业、学校以及工厂等用电单位在使用的过程中，在每个用电设备节点处安装本能效管理终端，将各个能效管理终端相互统一，并且每个能效管理终端都与后台的服务器以及后台管理人员的手机进行通讯，从而将各个用电设备的用电情况以及无功补偿情况进行统一的管理和分析，以达到更好地调配电力资源，提高供电系统的供电效率和供电质量，减少电能损耗，改善电网电力状况的目的。
[0068]本发明装置具有制造简单，安装、使用、维修方便，对电网建设、供电线路的供电状况、用电单位合理用电和安全用电等都将起到很好地智能化管理与自动和远程控制，具有良好的应用前景。
[0069]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于物联网的能效管理终端，包括壳体以及分别设于所述壳体内、用于向各模块供电的主板电源模块和用于向各模块提供控制时钟的时钟模块，其特征在于，还包括设于所述壳体内的中央控制器、电能采集模块、Α/D输入模块、数据存储模块、第一数据处理模块、第二数据处理模块、继电器输出模块、电容投切器，所述中央控制器分别与所述主板电源模块、时钟模块、电能采集模块、Α/D输入模块、数据存储模块、第一数据处理模块、第二数据处理模块、继电器输出模块连接，所述继电器输出模块的输出接口与所述电容投切器连接，其中: 所述电能采集模块用于采集用电设备的用电数据并对所述用电数据进行过 滤筛查；所述用电数据包括电压数据和电流数据； 所述数据存储模块用于对所述过滤筛查后的用电数据进行存储； 所述Α/D输入模块用于将所述过滤筛查后的用电数据转换为数字信号； 所述第一数据处理模块用于对存储在所述数据存储模块内的用电数据进行处理，并将处理后的用电数据传至所述中央控制器，所述中央控制器对所述处理后的用电数据进行计算，得到各项用电信息参数； 所述第二数据处理模块用于对所述转换为数字信号的用电数据进行处理，并将处理后的用电数据传至所述中央控制器，所述中央控制器对经过所述第二数据处理模块处理后的用电数据进行分析并通过计算得到应补偿的电容容量，并控制所述继电器输出模块来投入或切除所述电容投切器。
2.如权利要求1所述的一种基于物联网的能效管理终端，其特征在于，所述电能采集模块内设置有用于对采集到的用电数据进行过滤筛查的差分放大电路。
3.如权利要求1所述的一种基于物联网的能效管理终端，其特征在于，所述中央控制器内设置有用于对经过所述第二数据处理模块处理后的用电数据进行分析的数据分析模块。
4.如权利要求1所述的一种基于物联网的能效管理终端，其特征在于，所述能效管理终端还包括设于所述壳体内的通讯模块，所述通讯模块通过以太网形式与通信基站的服务器进行通信，用于将经过处理的用电设备的用电情况以及无功补偿情况传至所述服务器上的监控平台。
5.如权利要求4所述的一种基于物联网的能效管理终端，其特征在于，所述通讯模块还通过移动数据网络的形式与后台管理人员的手机连接，所述通讯模块接收到所述后台管理人员的指令后，将经过处理的用电设备的用电情况以及无功补偿情况通过所述服务器上的短信平台以短信的形式发送至所述后台管理人员的手机上。
6.如权利要求1所述的一种基于物联网的能效管理终端，其特征在于，所述能效管理终端还包括分别与所述中央控制器连接的操作模块和显示模块，所述操作模块将操作人员的动作指令以低电压脉冲的形式发送至所述中央控制器，所述中央控制器根据所述动作指令， 并结合相应的软件控制部分或驱动电路，控制所述显示模块实时显示各项用电信息参数以及当前无功补偿的情况。
7.如权利要求6所述的一种基于物联网的能效管理终端，其特征在于，所述壳体前壁设有显示屏和若干指示灯，所述显示屏上设有多个与所述操作模块连接、用于对所述显示屏上显示的菜单栏进行选择的功能按键。
8.如权利要求1所述的一种基于物联网的能效管理终端，其特征在于，所述壳体外壁设有通信接口，所述通信接口包括以太网接口、RS485接口或RS232接口中的一种或两种。
9.如权利要求1所述的一种基于物联网的能效管理终端，其特征在于，所述中央控制器为单片机芯片或中央处理器芯片。
10. 如权利要求1所述的一种基于物联网的能效管理终端，其特征在于，所述继电器输出模块采用驱动芯片ULN2803。
【文档编号】H02J13/00GK103475102SQ201310430221
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】贾伟, 韩冠杰, 潘波, 段胜 申请人:湖北华辰凯龙电力有限公司