基于物联网的能源设备管理系统的制作方法

本公开涉及物联网领域，尤其涉及一种基于物联网的能源设备管理系统。

背景技术：

工业企业是耗电大户，每年数百万，甚至数千万的电费无疑是企业运营中重大的成本支出。避免多余的电费支出，减少不必要的浪费，是每一个企业管理者都关心的问题。目前多数企业的电费统计仍旧依赖于传统电表，通过相关人员定期对电表数据进行采集来进行核算，采用这种方式会产生电表数据统计不及时，数据单一，出现问题无法快速定位及解决等问题，而且没有专业的数据分析，也不能从复杂庞大的电表数据中，发现规律，减少浪费，增加了企业的用电成本。

技术实现要素：

本公开实施例提供一种基于物联网的能源设备管理系统，实现对能源设备的拓扑物联，能够对能源数据进行及时采集和分析，降低企业的能源消耗。所述技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于物联网的能源设备管理系统，包括：云服务器、至少一个通讯基站、至少一个能源设备；

云服务器，与云服务器连接的至少一个通讯基站，每个通讯基站与至少一个能源设备连接，每个通讯基站搭载在照明设备上，每个通讯基站与连接的能源设备形成局域网；

云服务器发送获取指令给通讯基站，通讯基站将获取指令发送给能源设备，能源设备根据获取指令将能源信息发送给通讯基站，通讯基站将能源信息转发云服务器，云服务器保存并处理能源信息。

通过上述网络拓扑设计和能源设备的接入控制，使得任意一处的能源设备都能够快速的接入灯联网拓扑网络中，同时，使用搭建在照明设备上的通信基站所形成的通信系统，无需额外铺设线缆和网络，就可直接将能源数据上传到灯联网通信基站中，由灯联网通信基站将能源数据发送到云端网络，实现能源设备的拓扑物联，能够对能源数据进行及时采集和分析，降低企业的能源消耗。

在一个实施例中，该基于物联网的能源设备管理系统还包括：终端设备，终端设备与云服务器连接，终端设备用于远程监控以及将获取的用户的操作指令发送给云服务器。

在一个实施例中，该基于物联网的能源设备管理系统还包括：与能源设备一一对应连接的网关设备，能源设备通过网关设备与通讯基站通信。

在一个实施例中，通讯基站包括：设备网关模块和设备互联模块；

设备网关模块用于通讯基站与能源设备之间的通信；

设备互联模块用于通讯基站之间的通信。

在一个实施例中，通讯基站与云服务器通过有线或无线的方式连接。

在一个实施例中，能源设备通过RS485总线或以太网与网关设备连接。

在一个实施例中，终端设备包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开实施例提供的一种基于物联网的能源设备管理系统的结构图；

图2是本公开实施例提供的一种基于物联网的能源设备管理系统的结构图；

图3是本公开实施例提供的一种基于物联网的能源设备管理系统的结构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开实施例提供一种基于物联网的能源设备管理系统，如图1所示，该基于物联网的能源设备管理系统包括：云服务器101、云服务器101与至少一个通讯基站102连接，每个通讯基站102与至少一个能源设备103连接，每个通讯基站102搭载在照明设备上，每个通讯基站102与连接的能源设备 103形成局域网；

云服务器101发送获取指令给通讯基站102，通讯基站102将获取指令发送给能源设备103，能源设备103根据获取指令将能源信息发送给通讯基站102，通讯基站102将能源信息发送给云服务器101，云服务器101保存并处理能源信息。

在本公开的一个实施例中，通讯基站102包括：设备网关模块和设备互联模块，设备网关模块用于通讯基站与能源设备之间的通信，通讯设备可以无线的方式与能源设备进行通讯，设备网关模块可支持多种无线通信协议，如WIFI、蓝牙、zigbee、LORA等；设备互联模块用于通讯基站之间的通信，该模块可以采用无线通讯(如WIFI、LTE等)为主，有线通讯(如光纤、以太网)为辅的方式进行通讯基站间的通讯，实现通讯主干网的建设。通讯基站中的设备网关模块和设备互联模块，保证数据的横向和纵向传输。

根据实际的场景需要，通讯基站102可以搭建在室内或者室外的照明设备上，利用照明设备的常带电特性和高处悬挂的特点，很容易的解决物联网通信基站的安装和取电问题。另外，由于每个通讯基站102和与其连接的能源设备103形成局域网，形成自有网络的拓扑设计，能够不受到外界环境的干扰影响，为网络安全提供了可靠的保障；同时，鉴于照明设备广泛分布的特性，可优化物联网通信基站的分布，根据实际需求进行任意扩展，降低构建物联网系统的建设成本并提供性能。

如图2所示，该基于物联网的能源设备监控系统还包括：终端设备104，终端设备104与云服务器101连接，终端设备104用于远程监控以及将获取的用户的操作指令发送给云服务器101，云服务器101根据用户的操作指令执行相应的操作。其中，终端设备104智能手机、平板电脑、笔记本电脑，智能手机上安装有相应的APP，平板电脑或笔记本电脑即为web端，可直接通过网页或相应的软件进行查看等。

如图3所示，该基于物联网的能源监控系统还包括：与所能源设备103 一一对应连接的网关设备105，能源设备103通过网关设备105与所述通讯基站通信。其中，能源设备103通过RS485总线或以太网与网关设备105连接。具体的，云服务器101发送获取指令给通讯基站102，通讯基站102将获取指令发送给网关设备105，网关设备105将获取指令转发对应的能源设备103，能源设备103根据获取指令将能源信息发送给网关设备105，网关设备105将能源信息通过通讯基站102发送云服务器101，云服务器101保存并处理能源信息。

根据图1～图3所描述的基于物联网的能源监控系统，整个能源控制系统的拓扑网络包括三层网络：设备接入网络层、通讯主干网络层、云端网络层。其中，设备接入网络层用于接入各种能源设备，该层网络由许多的小型无线局域网组成，多采用WiFi、蓝牙、ZigBee、LoRa等无线通信技术；通讯主干网络层用于联结设备接入网络层的各个独立的小型无线局域网，最终实现所有设备的互联互通；通讯主干网络层的数据可通过一个网关设备以无线 (WiFi、LTE等)或有线(以太网、光纤等)的方式将数据送到云端网络，通过部署在云端的服务平台，即云服务器，用户可以通过远程的方式实现对能源设备的监控、管理、数据统计、数据分析等。

基于图1～图3所描述的基于物联网的能源设备管理系统，下面以能源设备为智能电表，终端设备包括电脑web端和手机APP端，通讯基站为搭建在照明设备上的灯联网通信基站为例进行说明。

在本公开实施例中，智能电表为能源设备，根据客户配电柜的安装情况，抛弃传统式电表，为客户安装智能电表。智能电表相比于传统电表具有报警、数据保护、电量查询、过压保护等功能；除了这些功能外，还具备低功耗、远程信息读取的功能。智能电表通过RS-485总线或以太网与网关设备连接，使用ModBUS-485/ModBUS-TCP/IP协议进行通讯；网关盒子通过无线通讯技术(如WiFi、蓝牙、ZigBee、LoRa等)接入灯联网通信基站，这样，借助于网关设备，智能电表以星形或网状网络接入到搭载到照明灯具上的物联网通信基站。灯联网基站负责和云端网络(即云服务)建立连接，并将电表信息转发给云服务器。

本公开实施例中的智能电表采用的是触发机制，所以获取数据时需要向电表发送不同的指令。服务端(即云服务器)通过云端网络与灯联网通信基站进行通信，会按照预设时间(如每隔一分钟)通过灯联网通信基站向电表发送实时状态的获取指令，灯联网通信基站转发获取指令给网关设备，网关设备将获取指令发送给对应的智能电表，智能电表内部的寄存器根据获取指令返回对应的状态信息，智能电表将状态信息发送给网关设备，网关设备转发状态信息发送给灯联网通信基站，灯联网通信基站将状态信息发送给云服务器，云服务器将每一次获取到的状态信息保存在服务器中的数据库中。除了实时状态数据，服务端还会根据电表的报警触发获取电能质量相关的信息。由于每种功能有不同的指令，服务端会根据想要采集的功能进行指令的组合，通过灯联网通信基站将云端服务器的指令传输到电表中，电表接收到指令后会将信息同样通过灯联网通信基站发送到云端服务器中处理。

本公开实施例采用两种数据展示方式：Web端信息展示和APP端信息展示。其中，Web端所展示的数据都是云服务器对所获取的电表信息分析所得，客户通过登录能源监控平台，输入自己的用户名和密码，即可进入专属的能源管理系统。除了web端的能源管理平台，同时提供了能源管理APP，能源管理APP的数据来源于云服务器，与web端数据一致。通过Web端/APP端可以远程实现以下功能：展示数据采集分析与处理结果，报表管理；系统运行监视和控制；电能质量监测和故障诊断与定位；能耗监测和能效管理；高精度电能计量；历史事件查询；事故预警、报警、监控功能。

示例性的，接入设备为6个自带RS-485接口的智能电表，内嵌有寄存器，遵循Modbus-485协议。通过读内部寄存器，可以读取电压、电流，单项有功功率，单项无功功率，三相有功功率，三相无功功率等各种电力系统参数。每一个智能电表都与一个网关设备通过RS-485总线连接，网关设备有分配的唯一IP地址，网关盒子就近与搭建好的灯联网通信基站通过无线通讯技术(如：WiFi、蓝牙、ZigBee、LoRa等)连接。灯联网基站与云端网络通过wifi、LTE或有线网络连接，Web端/APP通过云端服务器展示电表设备管理页面。

通过上述网络拓扑设计和电表设备的接入控制，使得任意一处的电表设备都能够快速的接入灯联网拓扑网络中，根据实际布局，将灯联网通信基站按需布置，避免了信号盲弱区；同时，使用搭建在照明设备上的通信基站所形成的通信系统，无需额外铺设线缆和网络，就可直接将电表数据上传到灯联网通信基站中，由灯联网通信基站将电表数据以无线(WIFI、LTE等)、有线(以太网、光纤等)的方式将数据送到云端网络。通过部署在云端的服务平台，企业管理人员可以随时随地访问电表管理页面，通过远程的方式实现对现场电力设备的监控、管理、数据统计、数据分析等，真正意义上实现了配电管理透明化，提高了配电系统的安全性、可靠性。企业管理人员也可以制定相应的能源监控策略。比如电气事故预警功能，在事故产生初期能尽早发现隐患，预测其发展趋势，防患于未然；一旦发生事故，有详细的事故记录，对事故可进行快速诊断，帮助企业保证各种设备可靠、安全及高效运行。详细的展示分析功能，监测、分析用电设备能耗，使企业管理者掌握完整的能源消耗规律，及时发现不必要的耗电项目，避免电力资源的浪费。提高了管理效率，降低了运营成本。

本公开实施例提供了一种基于物联网的能源设备管理系统，包括：云服务器，云服务器与至少一个通讯基站连接，每个通讯基站与至少一个能源设备连接，每个通讯基站搭载在照明设备上，每个通讯基站与连接的能源设备形成局域网；云服务器发送获取指令给通讯基站，通讯基站将获取指令发送给能源设备，能源设备根据获取指令将能源信息发送给通讯基站，通讯基站将能源信息转发云服务器，云服务器保存并处理能源信息。通过上述网络拓扑设计和能源设备的接入控制，使得任意一处的能源设备都能够快速的接入灯联网拓扑网络中，同时，使用搭建在照明设备上的通信基站所形成的通信系统，无需额外铺设线缆和网络，就可直接将能源数据上传到灯联网通信基站中，由灯联网通信基站将能源数据发送到云端网络，实现对能源设备的拓扑物联，能够对能源数据进行及时采集和分析，降低企业的能源消耗。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。