CN103217951A - 一种带数据采集功能的开关装置、系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带电路特征信息采集功能的开关装置、系统及应用方法，该开关系统包含开关装置和上位机，该开关装置包含采集被监控电力回路的电路特征信息的采集模块；存储采集模块采集的电路特征信息的存储模块；和上位机进行数据传输的通讯模块；实现被监控电力回路开关通断控制的控制模块。本发明相对于现有技术，首先，将电路特征信息的采集、存储、通讯和开关控制四个功能模块融合在一起，除了对用电量数据进行采集外，还引入了电压、电流、功率和用电持续时间等数据，为实现客房资源监控、房间用电计量、耗电设备工况监控、房间用电稽核、酒店用电稽核等应用提供支撑；其次，通讯模块能接收远程的开关控制指令，实现远程开关控制。

Description

一种带数据采集功能的开关装置、系统及其应用

技术领域

本发明涉及电力开关领域,主要应用于酒店、宾馆、旅馆、公寓、出租屋、商场等具有电力回路监控、能耗计量需求的环境，特别涉及一种带数据采集功能的开关装置、系统及其应用。

背景技术

传统的电能采集设备，普遍通过在用户进线端串接一个电表的方式来记录用量，且一般仅对用电量进行采集，这种方式无法满足宾馆、酒店等租赁行业对设备、客房等进行电力监控的要求。而传统的电力开关，如宾馆、酒店行业、普遍采用插卡取电的方式，不具有对电路特征信息进行采集和存储的功能，也不具备远程开关控制的功能。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的不足，提供一种带电路特征信息采集功能的开关装置、开关系统以及对开关系统的应用方法。

为实现上述目的，本发明提供一种带数据采集功能的开关装置，该开关装置包含：采集被监控电力回路的电路特征信息的采集模块；存储采集模块采集的电路特征信息的存储模块；进行数据传输的通讯模块；实现被监控电力回路开关通断控制的控制模块。

本发明还提供一种带数据采集功能的开关系统，该开关系统包含开关装置和上位机，该开关装置包含：采集被监控电力回路的电路特征信息的采集模块；存储采集模块采集的电路特征信息的存储模块；和上位机进行数据传输的通讯模块；实现被监控电力回路开关通断控制的控制模块。

进一步地，该控制模块包含多个控制单元，每个控制单元安装在其所监管的供电回路上。该控制模块可以是插卡取电开关、密码开关、门锁、空气开关、漏电开关或具备开关功能的设备盒或插线板。该采集模块包含多个采集单元，在每个控制单元的位置设置采集单元，电路特征信息包括开关通断状态、电流、电压、功率、频率、用电持续时间、电表读数、导线温度。

本发明提供一种将带数据采集功能的开关系统应用于客房资源监控的方法，该上位机包含酒店销售明细记录，该方法包含如下步骤：采集模块采集客房电路特征信息，电路特征信息包含客房的开关通断状态和用电持续时间；通讯模块将客房电路特征信息上传至上位机；上位机根据客房的开关通断状态和用电持续时间得到客房的电路用电使用时间，并与酒店销售明细记录进行对比；若客房的电路用电使用时间与酒店销售明细记录不匹配，则生成不匹配记录明细并发出警告。

本发明还提供一种将带数据采集功能的开关系统应用于房间用电计量的方法，该方法包含如下步骤：上位机发送能耗获取指令；通讯模块将存储模块中存储的对应房间号和对应时间的电路特征信息返回给上位机；上位机根据电路特征信息计算得到对应房间号和对应时间的能耗。

本发明还提供一种将带数据采集功能的开关系统应用于开关远程控制的方法，该方法包含如下步骤：上位机发出开关控制指令；通讯模块将开关控制指令传送给控制模块；控制模块根据通讯模块传送的开关控制指令进行电源开关控制。

本发明还提供一种将带数据采集功能的开关系统应用于耗电设备工况监控的方法，上位机包含设备的额定参数，该方法包含如下步骤：信息采集模块采集电气设备的电路特征信息，电路特征信息包含电气设备的用电功率或电流；通讯模块将电气设备的电路特征信息上传至上位机；上位机比较电气设备的用电功率或电流V与该回路下辖设备的额定参数W；若V≠W，则上位机发出设备工况问题警告。

本发明还提供一种将带数据采集功能的开关系统应用于房间用电稽核的方法，上位机包含设备的额定参数，该方法包含如下步骤：信息采集模块采集房间电路特征信息，房间电路特征信息包含房间的用电功率；通讯模块将房间电路特征信息上传至上位机；上位机比较房间的用电功率X与房间中电气设备铭牌上标注的额定参数之和Y；若X>Y，则上位机发出房间能耗违规使用警告。

本发明还提供一种将带数据采集功能的开关系统应用于酒店用电稽核的方法，该方法包含如下步骤：信息采集模块采集酒店总回路电路特征信息、各客房和公共区域的电路特征信息；通讯模块将酒店总回路电路特征信息、各客房和公共区域的电路特征信息上传至上位机；上位机根据电路特征信息得到酒店总用电量M、各客房和公共区域的用电量之和N，并比较酒店总用电量M、各客房和公共区域的用电量之和N；若M>N，上位机发出能耗违规使用警告，将M-N的值在时间轴上做功率曲线。

本发明相对于现有技术，首先，将电路特征信息的采集、存储、通讯和开关控制四个功能模块融合在一起，除了对传统的用电量数据进行采集外，还引入了电压、电流、功率和用电持续时间等信息数据，为实现客房资源监控、房间用电计量、耗电设备工况监控、房间用电稽核、酒店用电稽核等应用提供支撑；其次，通过通讯模块能接收远程的开关控制指令，实现远程开关控制。

附图说明

图1是本发明带数据采集功能的开关系统结构图

图2是本发明将带数据采集功能的开关系统应用于客房资源监控的流程图

图3是本发明将带数据采集功能的开关系统应用于房间用电计量的流程图

图4是本发明将带数据采集功能的开关系统应用于开关远程控制的流程图

图5是本发明将带数据采集功能的开关系统应用于耗电设备工况监控的流程图

图6是本发明将带数据采集功能的开关系统应用于房间用电稽核的流程图

图7是本发明将带数据采集功能的开关系统应用于酒店用电稽核的流程图

10  带数据采集功能的开关装置

11  上位机

101 采集模块

102 存储模块

103 通讯模块

104 控制模块

具体实施方式

下面结合附图，详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，为本发明带数据采集功能的开关系统实施例的结构图。该开关系统包含开关装置10和上位机11。

其中开关装置10由两大部分组成，第一个部分为电子部分，包含了采集模块101、存储模块102和通讯模块103：采集模块101主要用于采集被监控电力回路的电路特征信息；存储模块102主要用于存储采集模块101采集的电路特征信息和存储上位机11发送的相关指令数据；通讯模块103主要用于和上位机11进行数据传输，包括传送上位机11发送的指令，将信息采集模块101采集的电路特征信息传送给上位机11，通讯模块103能通过有线或无线的方式传送数据，有线的方式如工业数据总线、以太网等，无线的方式如红外、蓝牙、WIFI、ZIGBEE等，当数据上传网络通道异常或者供电异常，通讯模块103暂停工作，直至环境被恢复。第二个部分为开关部分，主要为控制模块104，控制模块104主要用于实现被监控电力回路开关通断控制，该控制模块104可以是插卡取电开关、密码开关、门锁、空气开关、漏电开关或具备开关功能的设备盒或插线板等任何一种形式。控制模块104安装在其所监管的供电回路上，控制模块104包含多个控制单元，在每一个需要进行电路控制的地方均设置控制单元。电子部分和开关部分可以结合成一个设备，也可以是两个独立的设备。

采集模块101包含多个采集单元，可在每一个电路开关位置，即控制单元的位置均设置采集单元，以便于酒店多点同时进行数据采集。采集模块101根据周期参数采集电路开关位置的电路特征信息，包括总开关及下辖分支开关的开关通断状态、电流、电压、功率、频率、用电持续时间、电表读数、导线温度等。表1列举了采集模块101采集的电路特征信息的信息表，通过客房号和设备号了解客房和设备的相关信息，并标注了信息采集的日期和时间，用0和1代表开关通断状态，0代表关，1代表开。

表1采集模块采集的电路特征信息

上位机11可以是连锁酒店的中央销售系统，也可以是单体酒店智能管理系统。若为连锁酒店的中央销售系统时，则通过电力生产管理系统接口（PMS接口）与开关装置进行交互；若为单体酒店智能管理系统时，则由单独的设备通过局域网与开关装置进行交互。除开关装置10的存储模块102外，上位机11也可以存储采集模块101采集的电路特征信息，为后续分析提供支持。

当上位机11不存在时，可通过存储模块102中的存储的参数或客房取电开关控制指令实现开关智能控制。如当上位机11网络断开期间，能通过客房取电卡等外部设备获取入住客人类型、有效期，在客房允许使用有效期后执行断电操作：客房取电卡包含了持卡人身份、最晚退房时间等信息，当超过了最晚退房时间后，控制模块104自动执行断电操作；另外，当在存储模块102中存储允许用电量的最大值时，当入住客人用电超过最大值时，控制模块104自动执行断电操作。

如图2所示，为本发明将带数据采集功能的开关系统应用于客房资源监控的流程图，其中上位机11包含酒店销售明细记录，酒店销售明细记录举例如表2，包含了房单号、客房号、入住时间、离店时间等字段，其中房单号为酒店每一次客房入住记录的号码。

表2酒店销售明细记录

序号	房单号	客房号	入住时间	离店时间
					1	S13011717832	1032	2013-1-179:12	2013-1-1712:36
2	S13011721315	1032	2013-1-1722:13	2013-1-188:09
					3	S13011878762	1032	2013-1-1817:13	2013-1-227:32
4	S13011901231	1032	2013-1-197:54	2013-1-1914:12

该客房资源监控方法包含如下步骤S21-S25：

S21、采集模块101采集客房电路特征信息，其中电路特征信息包含了客房的开关通断状态和用电持续时间；

S22、通讯模块103将客房电路特征信息上传至上位机11；

S23、上位机11根据开关通断状态将用电特征记录明细分为无用电记录和有用电记录，上位机11根据客房的开关通断状态和用电持续时间得到客房的电路用电使用时间，即在时间轴上，得出客房被实际使用的时间，客房从开关通电到开关断电的持续时间为客房的一次电路用电使用时间。上位机11将得到的客房电路用电使用时间与酒店销售明细记录进行对比，若电路用电使用时间与酒店销售明细记录相匹配，即客房电路有用电的时间是客房已售出的时间段（在入住时间到离店时间之内），则进入步骤S24，否则，客房电路有用电的时间是客房未售出的时间段（在入住时间到离店时间之外），则进入步骤S25；

S24、生成匹配记录明细，可以包含房间号，开始事件和结束事件等字段；

S25、生成不匹配记录明细并发出警告，客房用电不匹配记录明细举例如表3，可以包含房间号、开始时间、结束时间、异常总时长、异常总耗电等字段，开始时间和结束时间列出了客房有用电记录但客房未售出的时间，结束时间减去开始时间即异常总时长，在开始时间到结束时间内的耗电即异常总耗电。

表3客房用电不匹配记录明细

如图3所示，为本发明将带数据采集功能的开关系统应用于房间用电计量的流程图，该房间可以是酒店的客房，或商场的店铺等。该房间用电计量方法包含如下步骤S31-S33：

S31、上位机11发送能耗获取指令，能耗获取指令举例如表4所示，可以包含指令编码、房间号、开始时间和截止时间，指令编码为根据每一指令进行的编码；

S32、通讯模块103将存储模块102中存储的对应房间号和对应时间(开始时间和截止时间)的电路特征信息，如电表读数、功率、电流、电压等返回给上位机11；

S33、上位机11根据电路特征信息计算得到对应房间号和对应时间的能耗，包括几种方法：如通过电表读数计算得到对应房间号和对应时间的能耗，或通过功率累计的方法计算得到，或通过电流*电压的方式计算得到。如表5所示，能耗返回表可以包含指令编码、房间号、能耗量、通电时长等字段，其中能耗量为截止时间的电表读数减去开始时间的电表读数，或对应时间的功率累计值，或对应时间的电流*电压得到的值，通电时长为从开始时间到截止时间有用电的时间之和。

表4能耗获取指令表

序号	指令编码	房间号	开始时间	截止时间
					1	E130117023	1032	2013-1-179:12	2013-1-1812:36

表5能耗返回表

序号	指令编码	房间号	能耗量(度)	通电时长(分钟)
					1	E130117023	1032	5.23	1125

如图4所示，为本发明将带数据采集功能的开关系统应用于开关远程控制的流程图。该开关远程控制方法包含如下步骤S41-S43：

S41、上位机11发出开关控制指令，开关控制指令可以包含指令编码，房间号、设备号、开关状态等字段，指令编码为根据每一指令进行的编码，开关状态可以包含开和关两个值；

S42、通讯模块103将开关控制指令传送给控制模块104；

S43、控制模块104根据通讯模块103传送的开关控制指令进行电源开关控制，若开关控制指令中的开关状态为开，则控制模块104打开对应房间号和设备号的电源，若开关状态为关，则控制模块104断开对应房间号和设备号的电源。

另外，控制模块104除了能接收远程开关控制指令外，也能接受客房取电开关控制指令，或根据存储模块102中的参数发送开关控制指令，如通过智能卡获取到持卡人身份信息后，按预设程序发出开关控制指令。

如图5所示，为本发明将带数据采集功能的开关系统应用于耗电设备工况监控的流程图。上位机11包含了设备的额定参数，如额定功率或额定电流，该耗电设备工况监控包含如下步骤：S51-S54：

S51、信息采集模块101采集房间电气设备的电路特征信息，该电路特征信息包含电气设备的用电功率或电流，电路特征信息举例如表6，除了功率和电流外，还可以包含设备编号、设备名称、设备型号、启用时间、房间号等字段；

S52、通讯模块103将客房电气设备的电路特征信息上传至上位机11；

S53、上位机11比较房间电气设备的电路特征信息V与该回路下辖设备的额定参数W，如上位机11包含了设备的额定功率W，则将电气设备的用电功率V与额定功率W相比较，如上位机11包含了设备的额定电流W，则将电气设备的电流V与额定电流W相比较，若V=W，表明设备使用正常，退出处理流程，若V≠W，表明设备使用存在异常情况，则进入步骤S54；

S54、上位机11发出设备工况问题警告，警告某房间的某个设备存在使用异常。

表6客房电气设备电流特征信息明细表

如图6所示，为本发明将带数据采集功能的开关系统应用于房间用电稽核的流程图，该房间可以是酒店的客房，或商场的店铺等。上位机11包含设备的额定参数，如额定功率，该房间用电稽核方法包含如下步骤S61-S64：

S61、信息采集模块101采集房间电路特征信息，该房间电路特征信息包含房间的实际用电功率；

S62、通讯模块103将房间电路特征信息上传至上位机11；

S63、上位机11比较房间电路特征信息X，即房间的实际用电功率X与房间中电气设备铭牌上标注的额定参数之和Y，若X≤Y，表明房间用电正常，退出处理流程，若X>Y，表明房间用电异常，可能存在非授权的用电记录或严重的工况劣化情况，则进入步骤S64；

S64、上位机11发出房间能耗违规使用警告。表7列举了房间用电异常记录表，包含房间号、时间、额定功率和实际用电功率等字段，还可以包含超过量，超过比例，以便了解某个房间在某个时间用电量超过了多少。

举例来说：如某客房，所有设备的额定功率相加为1500W，但采集模块101采集到该客房有持续超过4000W的功率运行，此时上位机11发出客房能耗违规使用警告，可能存在非授权的用电记录。

表7房间用电异常记录表

如图7所示，为本发明将带数据采集功能的开关系统应用于酒店用电稽核的流程图。该酒店用电稽核包含如下步骤S71-S75：

S71、信息采集模块101采集酒店总回路电路特征信息、各客房和公共区域的电路特征信息，该电路特征信息包括电表读数、功率、电流、电压等；

S72、通讯模块103将酒店总回路电路特征信息、各客房和公共区域的电路特征信息上传至上位机11；

S73、上位机11根据酒店总回路电路特征信息得到酒店总用电量M，根据各客房和公共区域的电路特征信息得到客房和公共区域各回路用电量之和N，可采用几种方式：（1）两个时间点之间的电表读数相减即得到用电量；（2）采用功率累计的方式得到用电量；（3）采用电流*电压的方式得到用电量。上位机11比较酒店总用电量M和各客房和公共区域的用电量之和N，若M=N，表明酒店用电正常，不存在偷电漏电等现象，退出处理流程，若M>N，表明酒店用电异常，则进入步骤S74；

S74、上位机11发出能耗违规使用警告；

S75、将M-N的值在时间轴上做功率曲线，以便了解在哪些时间点存在用电异常现象，以及异常用电的功率是多少。

举例来说，如某酒店，总表显示一个月的总用电量为10000度，分表显示各客房和公共区域的用电量之和为9400度，差值为600度。将600度的耗电值在时间轴上做功率曲线，发现每天早上10点到下午6点，有8小时存在用电异常情况，可排除线路老化引起的原因，上位机11发出能耗违规使用警告，可能存在偷电现象。

以上介绍了一种带数据采集功能的开关装置、系统及其将开关系统应用于客房资源监控、房间用电计量、开关远程控制、耗电设备工况监控、房间用电稽核、酒店用电稽核的方法。本发明并不限定于以上实施例，任何未脱离本发明技术方案，即仅仅对其进行本领域普通技术人员所知悉的改进或变更，均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带数据采集功能的开关装置，其特征在于，所述开关装置包含：

采集被监控电力回路的电路特征信息的采集模块；

存储采集模块采集的电路特征信息的存储模块；

进行数据传输的通讯模块；

实现被监控电力回路开关通断控制的控制模块。

2.一种带数据采集功能的开关系统，其特征在于，所述开关系统包含开关装置和上位机，所述开关装置包含：

采集被监控电力回路的电路特征信息的采集模块；

存储采集模块采集的电路特征信息的存储模块；

和上位机进行数据传输的通讯模块；

实现被监控电力回路开关通断控制的控制模块。

3.如权利要求2所述的带数据采集功能的开关系统，其特征在于，所述控制模块包含多个控制单元，每个控制单元安装在其所监管的供电回路上，所述控制模块是插卡取电开关、密码开关、门锁、空气开关、漏电开关或具备开关功能的设备盒或插线板。

4.如权利要求3所述的带数据采集功能的开关系统，其特征在于，所述采集模块包含多个采集单元，在所述每个控制单元的位置设置采集单元，所述电路特征信息包括开关通断状态、电流、电压、功率、频率、用电持续时间、电表读数、导线温度。

5.一种将权利要求2所述的带数据采集功能的开关系统应用于客房资源监控的方法，所述上位机包含酒店销售明细记录，所述方法包含如下步骤：

采集模块采集客房电路特征信息，所述电路特征信息包含客房的开关通断状态和用电持续时间；

通讯模块将客房电路特征信息上传至上位机；

上位机根据客房的开关通断状态和用电持续时间得到客房的电路用电使用时间，并与酒店销售明细记录进行对比；

若客房的电路用电使用时间与酒店销售明细记录不匹配，则生成不匹配记录明细并发出警告。

6.一种将权利要求2所述的带数据采集功能的开关系统应用于房间用电计量的方法，所述方法包含如下步骤：

上位机发送能耗获取指令；

通讯模块将存储模块中存储的对应房间号和对应时间的电路特征信息返回给上位机；

上位机根据电路特征信息计算得到对应房间号和对应时间的能耗。

7.一种将权利要求2所述的带数据采集功能的开关系统应用于开关远程控制的方法，所述方法包含如下步骤：

上位机发出开关控制指令；

通讯模块将开关控制指令传送给控制模块；

控制模块根据通讯模块传送的开关控制指令进行电源开关控制。

8.一种将权利要求2所述的带数据采集功能的开关系统应用于耗电设备工况监控的方法，所述上位机包含设备的额定参数，所述方法包含如下步骤：

信息采集模块采集电气设备的电路特征信息，所述电路特征信息包含电气设备的用电功率或电流；

通讯模块将电气设备的电路特征信息上传至上位机；

上位机比较电气设备的用电功率或电流V与该回路下辖设备的额定参数W；

若V≠W，则上位机发出设备工况问题警告。

9.一种将权利要求2所述的带数据采集功能的开关系统应用于房间用电稽核的方法，所述上位机包含设备的额定参数，所述方法包含如下步骤：

信息采集模块采集房间电路特征信息，所述房间电路特征信息包含房间的用电功率；

通讯模块将房间电路特征信息上传至上位机；

上位机比较房间的用电功率X与房间中电气设备的额定参数之和Y；

若X>Y，则上位机发出房间能耗违规使用警告。

10.一种将权利要求2所述的带数据采集功能的开关系统应用于酒店用电稽核的方法，所述方法包含如下步骤：

信息采集模块采集酒店总回路电路特征信息、各客房和公共区域的电路特征信息；

通讯模块将酒店总回路电路特征信息、各客房和公共区域的电路特征信息上传至上位机；

上位机根据电路特征信息得到酒店总用电量M、各客房和公共区域的用电量之和N，并比较酒店总用电量M、各客房和公共区域的用电量之和N；

若M>N，上位机发出能耗违规使用警告，将M-N的值在时间轴上做功率曲线。

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