CN107658974A - 一种监测管理系统和配电箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种监测管理系统和配电箱。监测管理系统包括：分别与对应的断路器串联在一起的监测控制模块；分别与多个所述监测控制模块连接的通信模块，且通信模块与智能终端和/或服务器通过互联网连接，从而实现监测管理系统与智能终端和/或服务器的数据交互；分别与所述通信模块和多个所述监测控制模块连接的电源模块。监测控制模块由监测子模块、控制子模块中的一种或两种相结合组成。监测子模块，用于实时监测对应的断路器所在回路的回路用电数据，控制子模块用于控制对应断路器所在回路的回路工作状态。本发明可单独监测各回路的用电数据，使用户能更有效地精细化管理用电，降低了用电成本。

Description

一种监测管理系统和配电箱
技术领域
本发明涉及家庭用配电箱领域，特别是涉及一种基于现有的配电箱的监测管理系统和配电箱。
背景技术
随着人民的生活水平不断提高，科技的高速发展、用电设备多元化，用电量越来越多，用电负荷越来越大。并且，环境问题也越来越被人们所关注，节能势在必行。在不降低用电需求的同时，如何通过精细化管理用电来降低用电成本，减少用电也成为本领域技术人员所关注的一个问题。
因此，家庭用电的智能化控制和用电线路安全问题越来越受到人们的重视。日常生活中智能电器逐渐走入千家万户，大大提高了人们的生活质量。当然，家用配电箱作为家庭用电的总输入端，其智能化改造是完善整个家庭用电智能化最关键的一环。
目前，随着家用配电系统智能化进程的加快，市场上已经涌现出一些家用智能配电箱。这些配电箱一般具有计量、通信、过压过流保护、漏电检测及保护、温度检测、以及声光报警等功能。然而，目前所有智能配电箱均有以下缺陷：
1)目前所有智能配电箱均是单独设计的。如果用户有智能化需求的话，只能对传统的配电箱进行更换操作，这样既不符合经济需求，也比较复杂；
2)对配电箱的监测计量仅集中在总体回路上，不能对各回路进行单独监测计量，因此，获得的用电数据较少，导致分路数据缺失，数据存储、管理和适应水平低下；
3)智能配电箱一般采用的都是继电器来实现过压过流保护，但是继电器相较于传统配电箱中的断路器，可靠性低，灭弧能力差，通断状态不直观可见。而断路器又限制了保护范围，无法根据当前负荷的情况进行灵活调整；
4)对用户而言，用电管理较为被动，智能化水平较低，无法实现远程监测和控制，无法与电网形成有效互动；
5)大多用户对配用电期间的维护和检查较少，更换周期较长，存在安全隐患.
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种监测管理系统和配电箱，用于解决现有技术中无法对传统的配电箱进行改造以实现智能化操控，且无法对配电箱的各个回路进行单独监计量的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种监测管理系统，应用于包括一个或多个断路器的配电箱，所述监测管理系统包括：一个或多个监测控制模块，分别与对应的所述断路器串联在一起；通信模块，分别与多个所述监测控制模块连接，且与智能终端和/或服务器通过互联网连接；电源模块，分别与所述通信模块和多个所述监测控制模块连接。
于本发明的一实施例中，所述通信模块固定于所述电源模块的后侧，通过有线通信方式或无线通信方式接入互联网，从而实现与智能终端和/或服务器的数据交互。
于本发明的一实施例中，所述有线通信方式包括串口通信、以太网通信、和/或电力线载波通信；所述无线通信方式包括WLAN通信、ZigBee通信、Z-wave通信、和/或蓝牙通信。
于本发明的一实施例中，所述监测控制模块包括与对应的断路器相串联的监测子模块，用于监测对应的所述断路器所在回路的回路用电数据；所述通信模块与所述监测子模块相连，用于接收所述监测子模块上传的回路用电数据；以及通过互联网实现所述监测管理系统与智能终端和/或服务器的数据交互；其中，所述数据交互包括：接收智能终端和/或服务器下达的回路选取指令、根据所述回路选取指令上传所述回路用电数据至智能终端和/或服务器；所述回路用电数据包括回路的电压、电流和/或功率。
于本发明的一实施例中，所述监测控制模块包括与对应的断路器相串联的控制子模块，用于控制对应的所述断路器所在回路的回路工作状态；所述通信模块与所述控制子模块相连，用于向对应的所述控制子模块发送回路控制指令，接收来自于所述控制子模块反馈的所述回路工作状态，以及通过互联网实现所述监测管理系统与智能终端和/或服务器的数据交互；其中，所述数据交互包括：接收来自于智能终端和/或服务器的所述回路控制指令，上传所述回路工作状态至智能终端和/或服务器。
于本发明的一实施例中，所述监测控制模块包括监测子模块和控制子模块，所述监测子模块和所述控制子模块与对应的所述断路器串联在一起；所述监测子模块，用于监测对应的所述断路器所在回路的回路用电数据；所述控制子模块，用于控制对应的所述断路器所在回路的回路工作状态，并向所述通信模块反馈对应的所述回路工作状态；所述通信模块分别与所述监测子模块和所述控制子模块相连，用于接收来自于所述监测子模块上传的回路用电数据，接收来自于所述控制子模块反馈的所述回路工作状态，向所述控制子模块发送对应的回路控制指令，以及通过互联网实现所述监测管理系统与智能终端和/或服务器的数据交互；其中，所述数据交互包括：接收智能终端和/或服务器下达的回路选取指令和回路控制指令，根据所述回路选取指令上传所述监测子模块的所述回路用电数据至智能终端和/或服务器，以及将所述回路工作状态传递至智能终端和/或服务器。
于本发明的一实施例中，所述监测子模块和所述控制子模块串联在对应的所述断路器的一端。
于本发明的一实施例中，所述监测子模块和所述控制子模块被分别串联在对应的所述断路器的两端。
于本发明的一实施例中，所述通信模块对所述回路用电数据进行判断：在所述回路用电数据超过警戒情况时直接向对应的所述控制子模块下达所述回路控制指令。
本发明还公开了一种配电箱，采用如上所述的监测管理系统。
如上所述，本发明的一种监测管理系统和配电箱，在当前主流传统配电箱的基础上进行改造，在不更换现有传统配电箱的前提下，实现了传统配电箱的智能化，还保留传统配电箱的可靠性能高、灭弧能力强的优点。本发明的监测管理系统和配电箱具有以下有益技术效果：1)本发明能够单独监测各回路的用电数据，对这些数据进行存储和分析，并将数据和分析结果发送给用户，使用户能更有效地精细化管理用电，有效降低了用电成本；2)本发明对于过流过压的保护范围更加灵活，可以通过通信模块的设置，根据回路用电数据的大小来触发控制子模块的开启和关闭动作，从而实现保护的灵活配置；3)通信模块通过无线通信方式或有线通信方式与用户相连，可以实现对传统配电箱的远程自动化操作；4)传统的配电箱和电表结构复杂，占用空间大，监测子模块和控制子模块能够通过电子技术的引入答复降低功耗，减小体积；5)本发明实时的在线监测各回路数据并进行相应的数据分析，能够技术发现线路中的潜在故障，从高提供预警或直接操作，提高了配电箱的安全性。
附图说明
图1显示为本发明实施例公开的一种监测管理系统的原理结构示意图。
图2显示为本发明实施例公开的一种监测管理系统的供电原理结构示意图。
图3显示本发明实施例2公开的一种监测管理系统的原理结构示意图。
图4显示为本发明实施例3公开的一种监测管理系统的原理结构示意图。
图5显示为本发明实施例3公开的一种监测管理系统的原理结构示意图。
元件标号说明
110 开关设备
120 断电器
130 漏电保护模块
210 电源模块
220 通信模块
230 监测控制模块
231 监测子模块
232 控制子模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的一种监测管理系统和配电箱，是对当前主流传统配电箱一个改造，在不更换现有传统配电箱的前提下，通过增加监测管理系统实现了传统配电箱的智能化的监测、管理和控制。
本发明的监测管理系统是应用于传统的配电箱的。其中，传统的配电箱是按电气接线要求将开关设备、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，构成的低压配电箱。
如图1所示，传统的配电箱除了开关设备110外，还包括但不限于一个或多个断路器120及其漏电保护模块130等等。当然，传统的配电箱上的器件并不仅限于开关设备110、断路器120和漏电保护模块130。但是本发明的监测管理系统是针对于断路器120的改造，因此，对其配电箱上的其他元器件就不再赘述了。
实施例1
如图1所示，本实施例的监测管理系统包括：电源模块210、通信模块220、多个监测控制模块230。其中，监测控制模块包括监测子模块231。
其中，电源模块210分别与通信模块220和多个监测子模块231连接，用于为通信模块220和多个监测子模块231提供电源。电源模块210是固定于配电箱的前端，其从电网侧取点，通过AC/DC整流，为通信模块220和多个监测子模块231提供弱电。整个监测管理系统的供电情况参见图2，其中，直线表示由电网接入的强电，虚线表示经过电源模块210整流后提供给通信模块220和多个监测子模块231的弱电。
通信模块220通过有线通信方式或无线通信方式接入互联网，从而实现了监测管理系统与智能终端和/或服务器的数据交互。通信模块220所采用的有线通信方式包括但不限于串口通信、以太网通信、和/或电力线载波通信。无线通信方式包括但不限于：WLAN(Wireless Local Area Networks，无线局域网)通信、ZigBee通信、Z-wave通信、和/或蓝牙通信。其中，值得一提的是，由于本实施例的监测管理系统是应用于家用配电箱，因此，为了适应智能家居的发展，通信模块220支持广泛应用于智能家居行业的基于射频的短距离无线通信的Z-wave通信。
并且，无论是通过有线通信方式还是通过无线通信方式接入互联网，用户通常都是通过智能终端接入互联网，实现与通信模块220之间的数据互通；或者，用户通过智能终端接入互联网，从而连接至服务器，而服务器与通信模块220之间通过互联网也是相互连接的，用户利用智能终端，通过服务器与通信模块220之间实现数据互通。其中，智能终端包括但不限于：笔记本电脑、平板电脑、智能手机、多媒体播放器、个人数字助理(PDA)等等。用户通过安装在智能终端设备上的应用软件可以下达相应的控制指令，以及查看配电箱的工作情况。
多个监测子模块231是与配电箱的断路器120对应设置的，即断路器120的数量与监测子模块231的数量是一致的。且监测子模块231是串联在对应的断路器120的回路上的。其既可以串联在对应的断路器120的进线端，也可以串联在对应的断路器120的出线端。在本实施例中，监测子模块231是串联在对应的段落器的进线端。其中，进线端是相对于出线端而说的，出线端是断路器120与负载相连接的一端。
多个监测子模块231是用于实时监测对应的断路器120所在回路的回路用电数据。其中，回路用电数据包括但不限于回路的电压、电流和/或功率。
由于本实施例中，监测控制模块230仅包括监测子模块231，所以，通信模块220分别与多个监测子模块231相连，用于接收多个监测子模块231上传的回路用电数据。并且，监测管理系统通过通信模块220与智能终端和/或服务器之间的数据交互包括但不限于：接收来自于智能终端和/或服务器下达的回路选取指令，以及根据回路选取指令发送相应的回路用电数据至智能终端和/或服务器。其中，所述回路选取指令包括用户亟待查看的回路。
通过本实施例的监测管理系统，用户在远端利用智能终端，通过互联网即可查看传统配电箱的各个回路的回路用电数据。
此外，通信模块220在接收监测子模块231上传的回路用电数据的同时，还会对回路用电数据进行判断，当其超过警戒情况时，会发出预警。例如，声光报警等等。其中，警戒情况包括但不限于：电压过高、电流过大、负载过大、温度过高等等。
进一步地，如果监测管理系统是通过互联网经过服务器连接至智能终端的情况下，服务器侧也会对监测管理系统的通信模块220上传的回路用电数据进行判断，当其超过警戒情况时发出预警。
进一步地，利用智能终端和/或服务器，通过通信模块220还可对监测管理系统进行运行参数的配置。其中，运行参数包括但不限于：通信频率、周期、限制功率、限制电流、限制电压、开关动作时间等等。
实施例2
如图3所示，本实施例公开的监测管理系统与实施例1公开的监测管理系统的结构相似，但是，监测控制模块230略有不同。本实施例的监测控制模块230仅包括控制子模块232。
控制子模块232分别与电源模块210和通信模块220连接，且多个控制子模块232是与配电箱的断路器120对应设置的，即断路器120的数量与控制子模块232的数量是一致的。且控制子模块232是串联在对应的断路器120的回路上的：其既可以串联在对应的断路器120的进线端，也可以串联在对应的断路器120的出线端。在本实施例中，控制子模块232是串联在对应的段落器的进线端。其中，进线端是相对于出线端而说的，出线端是断路器120与负载相连接的一端。
多个控制子模块232是用于控制对应的断路器120所在回路的回路工作状态，以及反馈回路工作状态至通信模块220。其中，回路工作状态包括通路状态、断路状态。
由于本实施例中，监测控制模块230仅包括控制子模块232，所以，通信模块220分别与多个控制子模块232相连，用于向对应的控制子模块232发送回路控制指令，接收多个控制子模块232反馈的回路工作状态。并且，监测管理系统通过通信模块220与智能终端和/或服务器之间的数据交互包括：接收来自于智能终端和/或服务器下达的回路控制指令，以及上传回路工作状态至智能终端和/或服务器。其中，所述回路控制指令是控制回路工作状态的指令。控制子模块232依据回路控制指令开启或关闭相应的回路，使得回路处于通路状态或断路状态。
需要说明的是，回路控制指令既可以由智能终端发出，也可以由服务器下达。
通过本实施例的监测管理系统，用户在远端利用智能终端，通过互联网对配电箱的各个回路的回路工作状态进行远程管理控制。
进一步地，利用智能终端和/或服务器，通过通信模块220还可对监测管理系统进行运行参数的配置。其中，运行参数包括但不限于：通信频率、周期、限制功率、限制电流、限制电压、开关动作时间等等。
实施例3
如图4所示，本实施例公开的监测管理系统与实施例1和实施例2公开的监测管理系统的结构相似，但是，监测控制模块230略有不同。本实施例的监测控制模块230包括监测子模块231和控制子模块232。
监测子模块231和控制子模块232与对应的断路器121串联在一起。并且，监测子模块231和控制子模块232既可以串联在对应的断路器121的一端，即监测子模块231和控制子模块232均串联在对应断路器120的进线端/出线端，如图4所示；监测子模块231和控制子模块232也可以分别串联在对应断路器120的两端，如图5所示：监测子模块231串联在对应断路器120的进线端，控制子模块232串联在对应断路器120的出线端；或者监测子模块231串联在对应断路器120的出线端，控制子模块232串联在对应断路器120的进线端。
多个监测子模块231和多个控制子模块232都是与配电箱的断路器120对应设置的，即断路器120的数量与监测子模块231、以及控制子模块232的数量是一致的.
多个监测子模块231是用于实时监测对应的断路器120所在回路的回路用电数据。其中，回路用电数据包括但不限于回路的电压、电流和/或功率。
多个控制子模块232是用于控制对应的断路器120所在回路的回路工作状态，以及反馈对应的回路工作状态至通信模块220。其中，回路工作状态包括通路状态、断路状态。
通信模块220分别与多个监测子模块231和多个控制子模块232相连。
通信模块220在本实施例中用于实现以下几个功能：
1)接收多个监测子模块231上传的回路用电数据；
2)向对应的控制子模块232发送回路控制指令；
3)接收控制子模块232反馈的回路工作状态；
4)实现与智能终端和/或服务器之间的数据交互，包括：接收来自于智能终端和/或服务器下达的回路选取指令；根据回路选取指令发送相应的回路用电数据至智能终端和/或服务器；接收来自于智能终端和/或服务器下达的回路控制指令；上传回路工作状态至智能终端和/或服务器。
通过本实施例的监测管理系统，用户在远端利用智能终端，通过互联网对配电箱的各个回路的回路用电数据进行选择查看，并可依据各个回路的回路用电数据对各个回路进行相应的远程管理控制。
进一步地，在通信模块220在接收监测子模块231上传的回路用电数据的同时，还对回路用电数据进行判断，当其超出警戒情况时，会发出预警，并直接向通信模块220下达相应的回路控制指令，使得对应的控制子模块232对该回路执行断路操作。其中，警戒情况包括但不限于：电压过高、电流过大、负载过大、温度过高等等。
此外，如果监测管理系统是通过互联网经过服务器连接至智能终端的情况下，服务器侧也会对监测管理系统的通信模块220上传的回路用电数据进行判断，当其超过警戒情况时发出预警，并直接向通信模块220下达相应的回路控制指令，使得对应的控制子模块232对该回路执行断路操作。
进一步地，利用智能终端和/或服务器，通过通信模块220还可对监测管理系统进行运行参数的配置。其中，运行参数包括但不限于：通信频率、周期、限制功率、限制电流、限制电压、开关动作时间等等。
此外，为了突出本发明的创新部分，本实施例中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的模块引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的模块。
实施例4
本实施例还公开了一种智能配电箱，其采用本发明所公开的监测管理系统，此处不再赘述。
综上所述，本发明的一种监测管理系统和配电箱，在当前主流传统配电箱的基础上进行改造，在不更换现有传统配电箱的前提下，实现了传统配电箱的智能化，还保留传统配电箱的可靠性能高、灭弧能力强的优点。本发明的监测管理系统和配电箱能够单独监测各回路的用电数据，对这些数据进行存储和分析，并将数据和分析结果发送给用户，使用户能更有效地精细化管理用电，有效降低了用电成本；本发明对于过流过压的保护范围更加灵活，可以通过通信模块的设置，根据回路用电数据的大小来触发控制子模块的开启和关闭动作，从而实现保护的灵活配置；本发明的通信模块通过无线通信方式或有线通信方式与用户相连，可以实现对传统配电箱的远程自动化操作；传统的配电箱和电表结构复杂，占用空间大，监测子模块和控制子模块能够通过电子技术的引入答复降低功耗，减小体积；本发明实时的在线监测各回路数据并进行相应的数据分析，能够技术发现线路中的潜在故障，从高提供预警或直接操作，提高了配电箱的安全性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种监测管理系统，其特征在于，应用于包括一个或多个断路器的配电箱，所述监测管理系统包括：
一个或多个监测控制模块，分别与对应的所述断路器串联在一起；
通信模块，分别与多个所述监测控制模块连接，且与智能终端和/或服务器通过互联网连接；
电源模块，分别与所述通信模块和多个所述监测控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的监测管理系统，其特征在于：所述通信模块固定于所述电源模块的后侧，通过有线通信方式或无线通信方式接入互联网，从而实现与智能终端和/或服务器的数据交互。
3.根据权利要求2所述的监测管理系统，其特征在于：所述有线通信方式包括串口通信、以太网通信、和/或电力线载波通信；所述无线通信方式包括WLAN通信、ZigBee通信、Z-wave通信、和/或蓝牙通信。
4.根据权利要求1所述的监测管理系统，其特征在于：
所述监测控制模块包括与对应的断路器相串联的监测子模块，用于监测对应的所述断路器所在回路的回路用电数据；
所述通信模块与所述监测子模块相连，用于接收所述监测子模块上传的回路用电数据；以及通过互联网实现所述监测管理系统与智能终端和/或服务器的数据交互；其中，所述数据交互包括：接收智能终端和/或服务器下达的回路选取指令、根据所述回路选取指令上传所述回路用电数据至智能终端和/或服务器；所述回路用电数据包括回路的电压、电流和/或功率。
5.根据权利要求1所述的监测管理系统，其特征在于：
所述监测控制模块包括与对应的断路器相串联的控制子模块，用于控制对应的所述断路器所在回路的回路工作状态；
所述通信模块与所述控制子模块相连，用于向对应的所述控制子模块发送回路控制指令，接收来自于所述控制子模块反馈的所述回路工作状态，以及通过互联网实现所述监测管理系统与智能终端和/或服务器的数据交互；其中，所述数据交互包括：接收来自于智能终端和/或服务器的所述回路控制指令，上传所述回路工作状态至智能终端和/或服务器。
6.根据权利要求1所述的监测管理系统，其特征在于：所述监测控制模块包括监测子模块和控制子模块，所述监测子模块和所述控制子模块与对应的所述断路器串联在一起；
所述监测子模块，用于监测对应的所述断路器所在回路的回路用电数据；
所述控制子模块，用于控制对应的所述断路器所在回路的回路工作状态，并向所述通信模块反馈对应的所述回路工作状态；
所述通信模块分别与所述监测子模块和所述控制子模块相连，用于接收来自于所述监测子模块上传的回路用电数据，接收来自于所述控制子模块反馈的所述回路工作状态，向所述控制子模块发送对应的回路控制指令，以及通过互联网实现所述监测管理系统与智能终端和/或服务器的数据交互；其中，所述数据交互包括：接收智能终端和/或服务器下达的回路选取指令和回路控制指令，根据所述回路选取指令上传所述监测子模块的所述回路用电数据至智能终端和/或服务器，以及将所述回路工作状态传递至智能终端和/或服务器。
7.根据权利要求6所述的监测管理系统，其特征在于：所述监测子模块和所述控制子模块串联在对应的所述断路器的一端。
8.根据权利要求6所述的监测管理系统，其特征在于：所述监测子模块和所述控制子模块被分别串联在对应的所述断路器的两端。
9.根据权利要求6所述的监测管理系统，其特征在于：所述通信模块对所述回路用电数据进行判断：在所述回路用电数据超过警戒情况时直接向对应的所述控制子模块下达所述回路控制指令。
10.一种配电箱，其特征在于：采用如权利要求1-9中任意一项所述的监测管理系统。
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