CN109389758A - 一种智能楼宇电源管理系统及其管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能楼宇电源管理系统及其管理方法，所述管理系统包括采集器供电电源电路、采集控制器、若干用电单元、若干安装于用电单元配电线路中的自动开关及智能电表、电费管理上位机、GPRS通讯模块、智能终端，采集控制器分别通过485通讯接口与各智能电表电性连接，采集控制器的控制输出端口分别与各配电线路中的自动开关电性连接，采集控制器通过GPRS通讯模块与电费管理上位机通信网络连接，电费管理上位机与智能终端通信网络连接；本发明具有远程控制用电单元配电线路中的电源开关，在租户欠租、欠电费时，可以强制断电为催租及催缴电费提供强有力的手段。

Description

一种智能楼宇电源管理系统及其管理方法

技术领域

本发明涉及一种电源管理系统，特别是智能楼宇电源管理系统及其管理方法。

背景技术

随着社会的不断发展，写字楼园区办公楼、酒店式公寓出租已经成为一种全新的商业模式，写字楼、公寓楼每一层或每一层被分割成若干的单元进行出租办公或住房，目前楼宇出租管理主要采用人工管理方式，主要体现在催缴租金和电费上，目前主要面临的困难是房东催缴房屋租金麻烦，都是靠人工通知缴费，催促缴费，面临很多租客以公司老总出差没法审批，财务整顿，银行转账系统升级等等理由拖徼，有时经常还会发生争执，导致租户和房东之间的矛盾升级。此外对于电费管理也相当困难，园区需要安排多名电工维护人员进行抄表登记，因每个租户入住的时间不一样，所以抄表的时间段也不一样，一个园区几栋大楼，租户少则几百家，多则上千家，需要对这么多的电表进行抄表管理，然后再通知徼电费。很多时候，管理人电话通知无济于事，还得上门催缴，最终有的还需下发停电通知后，强行断电造成矛盾，而且传统断电模式都是配电箱或配电柜手动拉闸，客户也可以自行送电，达不到催缴电费的目的。

虽然现有技术中，很多房东采用智能预付费电表在一定程度上提高了效率，而且租户也不能完成自行送电，而又将面临的问题是，租户用的预付费卡是需要到管理部门预充金额，在用电过程中也不清楚剩余可使用电量，管理人员也无法及时推送信息或电话告知，经常是突然断电导致无法办公，需要拿卡去管理部门预存电费才能使用，然而也些时候，又会碰到很多租户在夜间加班断电导致无法办公，有些公司夜间在做实验项目，甚至有些公司养着一缸金鱼采用氧气泵工作，会导致实验终止，金鱼死光造成重大经济损失；而且很多园区管理部门夜间都不值班，也无法第一时间给与电费充值，租户要求房东立即恢复供电，相关管理人员也只能匆匆忙忙从家中赶回单位办理充值业务，这样导致管理人员心情不爽，租户也不满意，房东也很委屈的尴尬局面；总之耗费大量的人力物力去管理租户租金、电费的问题，而且还是达不到理想的效果，不能有效解决、管理人员、房东、租户之间的矛盾。

发明内容

本发明的目的就是为了解决背景技术中的不足之处，提供一种智能楼宇电源管理系统及其管理方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种智能楼宇电源管理系统，包括采集控制器、若干用电单元、若干安装于用电单元配电线路中的自动开关及智能电表、电源管理上位机、GPRS通讯模块、智能终端；

所述采集控制器包括主芯片MCU、存储模块、工作电源输入电路、状态检测电路、时钟电路、程序烧写电路、显示电路、按键电路、GPRS通讯模块、若干控制端口输出电路和485通讯接口，工作电源输入电路供电连接于主芯片MCU，主芯片MCU通过若干控制端口输出电路分别与各自动开关连接，按键电路、显示电路、程序烧写电路、时钟电路、状态检测电路、存储模块分别与主芯片MCU电性连接；采集控制器分别通过485通讯接口与各智能电表电性连接，主芯片MCU通过GPRS通讯模块与电源管理上位机通信网络连接，电源管理上位机与智能终端通信网络连接；自动开关包括智能重合闸断路器或继电器。

工作电源输入电路：通过浪涌保护、电源整流降压、限流滤波后输出稳定的5V、12V给其他电路供电以及3.3V电源给主芯片供电。

状态检测电路：其用于检测自动开关当前的运行状态，在主芯片执行的任何动作命令后，验证是否执行成功；

时钟电路：用于采集控制器的时间计时，配合主芯片在上报当前正向有功总电能时的准确时间记录，和自动开关合闸分闸时间记录；

程序烧写电路：用于产品生产使用前对主芯片植入程序；

显示电路：用于连接外部液晶屏及指示灯，可显示当前相关数据和目前控制输出的状态；

按键电路：用于查看、设置参数及直接命令触发；

GPRS通讯模块：用于主芯片数据的接收与发送；电源管理上位机通过GPRS通讯模块与主芯片通讯连接。

所述电源管理上位机包括数据接收模块、控制下发模块、数据统计模块、账户管理模块、短信发送模块、操作管理模块、电费管理模块、电费充值模块、租金管理模块、租金充值模块；

数据接收模块：用于接收采集控制器发送当前正向有功总电能信息及当前采集控制器控制自动开关的状态信息；

控制下发模块：用于远程自动对采集控制器发送合闸、分闸指令，在租户欠租金或欠电费时，执行自动断电命令下发，在租户交清电费或租金时，执行自动送电命令下发；

数据统计模块：用于所有采集控制器上报数据的收集、整理、汇总；

账户管理模块：用于每个采集控制器的通讯地址与租户所租房源房号建立档案关系，进行有效管理，每个租户所租房源房号就是该租户对应账户；

短信发送模块：用于租户电费余额不足或租金即将到期时，自动发送电费余额不足或租金即将到期的提示信息以及欠费后将执行断电的警告信息；

操作管理模块：用于管理人员对系统操作进行操作权限进行管理；

电费管理模块：用于对每个租户电费余额进行管理，根据上报的电量信息，自动计算电费消耗量及所剩电费余额；

电费充值模块：用于租户通过智能终端设备进行该账户的电费充值；

租金管理模块：用于对每个租户租赁期限进行管理，根据租赁的起始日期和结束日期，自动计算剩余租赁天数；

租金充值模块：用于租户通过智能终端设备进行该账户的租金充值。

对于本发明的一种优化，各控制端口输出电路分别包括限流电阻R13、可控硅Q2、限流电阻R15、主电路12V电源、限流电阻R10、发光二极管D7、单向导通二极管D9，采集控制器包括若干控制输出端口，其中一组控制输出端口经限流电阻R13与可控硅Q2的控制级引脚连接，限流电阻R13与可控硅Q2之间经串接限流电阻R15后与接地端连接，可控硅Q2的阴极引脚与接地端连接，可控硅Q2的阳极引脚与与继电器KA的线圈正极引脚连接，继电器KA的线圈负极引脚与主电路12V电源连接，主电路12V电源与可控硅Q2的阳极引脚之间串接有限流电阻R10、发光二极管D7，以及并接单向导通二极管D9，继电器KA的常开常闭公共端输入高电平信号L，继电器KA的常开输出触点与自动开关的信号接收端连接，自动开关的跳闸信号返回端与采集器信号接收端电性连接。

对于本发明的一种优化，工作电源输入电路包括压敏电阻RV1、整流桥U2、电感L1、变压器T1、开关芯片D3、电容C8、电容C7、光耦U3、二极管D4、二极管D1、电容C3、稳压芯片U1、电容CX1、电容C4、单向导通二极管D2，外接电源220V并联一个压敏电阻RV1，两端分别连接整流桥U2的输入正极端、输入负极端，整流桥U2的输出正极端串联电感L1后与变压器T1高压正极端连接，整流桥U2输出负极端连接开关芯片D3的引脚A1和引脚A2，经电容C8与开关芯片D3的引脚A3连接，以及经电容C7后与开关芯片D3管脚A4连接，开关芯片D3的引脚A3、引脚A4分别与光耦U3的发射端负极、发射端正极连接，光耦U3接收端E极经二极管D4单向导通后与接地端连接，光耦U3接收端C极经电阻R2限流后与二极管D1负极端连接，二极管D1正极端与变压器T1低压正极端连接，二极管D1负极端经电容C1后与变压器T1低压负极端连接，变压器T1低压负极端接地后与电容C3一端相连，电容C3另一端分别与二极管D1负极端以及稳压芯片U1的正极端相连，稳压芯片U1的接地极与接地端连接，稳压芯片U1的负极端输出3.3V电压给主芯片MCU提供电源，电容CX1和电容C4分别并接在稳压芯片U1的接地极与负极端之间，开关芯片D3的引脚A5、引脚A6、引脚A7、引脚A8并联后一边与变压器T1高压负极端相连，另一边经单向导通二极管D2正极端相连，单向导通二极管D2负极端分别经电阻R1、电容C1后与变压器T1高压正极端连接。

对于本发明的一种优化，所述用电单元包括办公电源、办公空调电源、办公照明电源。

对于本发明的一种优化，所述智能终端包括PC机、手机、平板电脑。

对于本发明的一种优化，所述GPRS通讯模块包括通讯天线。

一种智能楼宇电源管理系统的管理方法，应用于所述智能楼宇电源管理系统，在每一栋写字楼的每一层强电井配电系统中安装至少一套采集控制器及若干自动开关，自动开关为小型智能重合闸断路器，自动开关安装在租户使用的配电线路中；采集控制器通过485通讯连接对应每一个租户所使用的智能电表，在每隔一段时间读取当前每一个智能电表的当前正向有功总电能的读数进行存储，并主动上传当前正向有功总电能至电源管理上位机，或电源管理上位机在每隔一段时间内召测采集控制器当前记录的当前正向有功总电能，电源管理上位机将处理后的数据存储于数据统计模块中并为电费管理模块提供数据；

电源管理上位机通过租金管理模块记录租户起租日期和预交租金，计算租金到期剩余天数，在租金到期剩余天数低于设定天数时，经电源管理上位机判断通过短信发送模块进行至少一次租金到期即将断电提醒，请及时缴纳租金至租户的智能终端，当租金剩余天数为0时，电源管理上位机判断后发送准确停电时间警告，请及时缴费至租户的智能终端；租户经上述信息提醒后，未及时缴纳租金，电源管理上位机触发控制下发模块发出断电控制信号至采集控制器，由采集控制器接收断电指令后立即触发自动开关实现远程跳闸；在租户通过租金充值并到账后，且电源管理上位机判断租金剩余天数大于0天时，触发供电控制信号至采集控制器，由采集控制器接收供电指令后立即触发自动开关实现远程合闸，恢复供电。

电源管理上位机通过电费管理模块录入的基本电量起始值与数据统计模块提供的当前的累积电量计算已用电量差值，再通过电费单价计算已用电费金额，已用电费金额与电费管理模块中相应租户预存的电费金额计算出剩余电费金额，在剩余电费金额低于设定值时，由电源管理上位机判断并通过短信发送模块进行至少一次电费余额不足信息以及即将断电提醒信息至租户的智能终端；当剩余电费金额为设定底限值时，电源管理上位机判断后发送停电时间警告信息以及需充值信息至租户的智能终端；租户经上述信息提醒后，未及时充值电费，电源管理上位机触发控制下发模块发出断电控制信号至采集控制器，由采集控制器接收断电指令后立即触发自动开关实现远程跳闸；在租户通过电费充值并到账后，且电源管理上位机判断剩余电费金额大于0元时，触发供电控制信号至采集控制器，由采集控制器接收供电指令后立即触发自动开关实现远程合闸，恢复供电。

本发明与背景技术相比，具有远程控制用电单元配电线路中的自动开关，在租户欠租、欠电费时，可以强制断电为催租及催缴电费提供强有力的手段；通过电源管理上位机实时将已用电费金额与租户剩余电费余额进行计算及租金剩余天数计算，在剩余电费金额低于设定值或租金剩余天数低于设定天数时，适时提醒租户电费余额不足或租金即将到期提醒信息以及即将断电提醒信息至租户的智能终端，当剩余电费金额或租金剩余天数为设定底限值时，电原管理上位机判断后发送停电时间警告信息以及需充值信息至租户的智能终端，从而解决租户欠费断电问题，确保租户工作用电无忧。可以实现远程抄表，无需大量工作人员进行现场抄表登记，收取电费，解决房东大量人工成本；对于经常拖欠租金、电费屡教不改的租客实施强制手段，自动断掉供电电源，避免工作人员三番五次讨要租金、电费无果的尴尬局面，通过平台信息自动推送缴费提醒，完全解决工作人员频繁电话催促、上门催缴的工作量，合理的决绝工作人员、房东、租户之间的矛盾关系，工作人员无需夜间值班保证租户断电后的及时缴费工作，房东也无需接到租户投诉，与租户之间的租赁关系得到有效的改善，租户而言在停电后可以及时充值恢复供电，避免因停电对公司造成财产损失；解决了管理人员、租户、房东之间复杂的租赁、电费管理的流程；减少工作人员工作量和压力，避免催租无果带来的尴尬局面，甚至发生不必要的争吵和动手打架对簿公堂的事件发生，无需夜间值班工作，对于房东可以节约大量人力资源，减少工作人员数量，提高工作效率，使自身利益最大化，大大缩小与租户之间因缴租、催租带来的烦恼，很好的缓和了与租户之间租赁关系，避免不必要的麻烦和矛盾在因缴租、催租时发生的冲突升级化；租户而言不会因忘记缴费、领导出差等原因造成办公电源突然断电，而无及时恢复供电带来的财产损失。

附图说明

图1是智能楼宇电源管理系统的系统原理框图。

图2是采集控制器控制输出原理图。

图3是采集控制器工作电源输入电路的电路示意图。

图4是采用重合闸断路器控制供电电源的原理框图。

图5是采用小型重合闸断路器控制供电电源的结构图。

图6是采用继电器控制供电电源的原理框图。

图7是采用继电器控制供电电源的结构图。

具体实施方式

实施例1：参照图1-7。一种智能楼宇电源管理系统，包括采集控制器、若干用电单元、若干安装于用电单元配电线路中的自动开关及智能电表、电源管理上位机、GPRS通讯模块、智能终端；

所述采集控制器包括主芯片MCU、存储模块、工作电源输入电路、状态检测电路、时钟电路、程序烧写电路、显示电路、按键电路、GPRS通讯模块、若干控制端口输出电路和485通讯接口，工作电源输入电路供电连接于主芯片MCU，主芯片MCU通过若干控制端口输出电路分别与各自动开关连接，按键电路、显示电路、程序烧写电路、时钟电路、状态检测电路、存储模块分别与主芯片MCU电性连接；采集控制器分别通过485通讯接口与各智能电表电性连接，主芯片MCU通过GPRS通讯模块与电源管理上位机通信网络连接，电源管理上位机与智能终端通信网络连接；

工作电源输入电路：通过浪涌保护、电源整流降压、限流滤波后输出稳定的5V、12V给其他电路供电以及3.3V电源给主芯片供电。

状态检测电路：其用于检测自动开关当前的运行状态，在主芯片执行的任何动作命令后，验证是否执行成功；

时钟电路：用于采集控制器的时间计时，配合主芯片在上报当前正向有功总电能时的准确时间记录，和自动开关合闸分闸时间记录；

程序烧写电路：用于产品生产使用前对主芯片植入程序；

显示电路：用于连接外部液晶屏及指示灯，可显示当前相关数据和目前控制输出的状态；

按键电路：用于查看、设置参数及直接命令触发；

GPRS通讯模块：用于主芯片数据的接收与发送；电源管理上位机通过GPRS通讯模块与主芯片通讯连接。

所述用电单元包括办公电源、办公空调电源、办公照明电源。所述智能终端包括PC机、手机、平板电脑。所述GPRS通讯模块包括通讯天线。

所述电源管理上位机包括数据接收模块、控制下发模块、数据统计模块、账户管理模块、短信发送模块、操作管理模块、电费管理模块、电费充值模块、租金管理模块、租金充值模块；

数据接收模块：用于接收采集控制器发送当前正向有功总电能信息及当前采集控制器控制自动开关的状态信息；

控制下发模块：用于远程自动对采集控制器发送合闸、分闸指令，在租户欠租金或欠电费时，执行自动断电命令下发，在租户交清电费或租金时，执行自动送电命令下发；

数据统计模块：用于所有采集控制器上报数据的收集、整理、汇总；

账户管理模块：用于每个采集控制器的通讯地址与租户所租房源房号建立档案关系，进行有效管理，每个租户所租房源房号就是该租户对应账户；

短信发送模块：用于租户电费余额不足或租金即将到期时，自动发送电费余额不足或租金即将到期的提示信息以及欠费后将执行断电的警告信息；

操作管理模块：用于管理人员对系统操作进行操作权限进行管理；

电费管理模块：用于对每个租户电费余额进行管理，根据上报的电量信息，自动计算电费消耗量及所剩电费余额；

电费充值模块：用于租户通过智能终端设备进行该账户的电费充值；

租金管理模块：用于对每个租户租赁期限进行管理，根据租赁的起始日期和结束日期，自动计算剩余租赁天数；

租金充值模块：用于租户通过智能终端设备进行该账户的租金充值。

各控制端口输出电路分别包括限流电阻R13、可控硅Q2、限流电阻R15、主电路12V电源、限流电阻R10、发光二极管D7、单向导通二极管D9，采集控制器包括若干控制输出端口，其中一组控制输出端口经限流电阻R13与可控硅Q2的控制级引脚连接，限流电阻R13与可控硅Q2之间经串接限流电阻R15后与接地端连接，可控硅Q2的阴极引脚与接地端连接，可控硅Q2的阳极引脚与与继电器KA的线圈正极引脚连接，继电器KA的线圈负极引脚与主电路12V电源连接，主电路12V电源与可控硅Q2的阳极引脚之间串接有限流电阻R10、发光二极管D7，以及并接单向导通二极管D9，继电器KA的常开常闭公共端输入高电平信号L，继电器KA的常开输出触点与自动开关的信号接收端连接，自动开关的跳闸信号返回端与采集器信号接收端电性连接。

采集控制器得到电源管理上位机发来指令需要断电或送电命令时，由主芯片MCU控制各路继电器KA的导通或不导通，各路继电器KA的输出分别控制了每一个租户的供电电源上的自动开关，如其中一组接收送电命令时，触发可控硅Q2导通，该继电器KA线圈得电铁芯吸合，此时常开触点吸合，高电平信号L接通送至自动开关信号接收端促使合闸，电源指示灯即发光二极管D7点亮，该继电器KA失电时，高电平信号L中断，变为低电平，则自动开关自动跳闸，电源指示灯即发光二极管熄灭。

实际运用时，在租户未欠租、欠电费时，采集控制器正常工作，各路继电器KA输出端口正常导通，自动开关全部处于合闸状态，配电系统正常供电，一旦租户在欠租金或欠电费在多次短信告知后任然不徼欠款时，系统下发断电指令，采集控制器通过GPRS通讯模块接收电源管理上位机发出的断电指令后，由主芯片MCU控制对应租户供电电路的信号控制端口的继电器KA断开，从而使配电系统中自动开关得到低电平子信号而分断停电；租户通过租金、电费充值系统或手机终端如客户端APP或微信公众号支付界面，含微信、支付宝、网银支付等完成交费后，电源管理上位机下发合闸指令恢复对租户的正常供电。

另外电量计算是通过采集控制器对租户的智能电表通过485通讯模块进行当前累积电量的采集，每隔一段时间采集后通过GPRS通讯模块主动上传至电源管理上位机，电源管理上位机经过数据处理后将当前电量信息存放于数据统计模块中，通过电费管理模块电费预交金额折算的可用电量进行分析比较，超过实际可用电量后将认为欠费。

每一个采集控制器的各控制输出端分别具有唯一的通讯地址，对应每一个租户的供电电路，每一个租户编号与通讯地址绑定建立账户管理信息，在管理每一个租户时，都可对应控制与之对应的供电端口，手机终端通过租户个人账户进行租金、电费的查询以及充值，同时接收来自短信发送模块的租金、电费到期提醒。

工作电源输入电路包括压敏电阻RV1、整流桥U2、电感L1、变压器T1、开关芯片D3、电容C8、电容C7、光耦U3、二极管D4、二极管D1、电容C3、稳压芯片U1、电容CX1、电容C4、单向导通二极管D2，外接电源220V并联一个压敏电阻RV1，两端分别连接整流桥U2的输入正极端、输入负极端，整流桥U2的输出正极端串联电感L1后与变压器T1高压正极端连接，电感L1起到电路抗干扰作用，整流桥U2输出负极端连接开关芯片D3的引脚A1和引脚A2，经电容C8与开关芯片D3的引脚A3连接，以及经电容C7后与开关芯片D3管脚A4连接，开关芯片D3的引脚A3、引脚A4分别与光耦U3的发射端负极、发射端正极连接，光耦U3接收端E极经二极管D4单向导通后与接地端连接，光耦U3接收端C极经电阻R2限流后与二极管D1负极端连接，二极管D1正极端与变压器T1低压正极端连接，二极管D1负极端经电容C1后与变压器T1低压负极端连接，变压器T1低压负极端接地后与电容C3一端相连，电容C3另一端分别与二极管D1负极端以及稳压芯片U1的正极端相连，稳压芯片U1的接地极与接地端连接，稳压芯片U1的负极端输出3.3V电压给主芯片MCU提供电源，电容CX1和电容C4分别并接在稳压芯片U1的接地极与负极端之间，起到滤波稳压的作用；光耦U3在电路中起到电源前端与后端的阻隔作用，防止前后电路之间存在电路物理连接；开关芯片D3的引脚A5、引脚A6、引脚A7、引脚A8并联后一边与变压器T1高压负极端相连，另一边经单向导通二极管D2正极端相连，单向导通二极管D2负极端分别经电阻R1、电容C1后与变压器T1高压正极端连接。开关芯片D3的作用是电路过流保护、温度过高保护和光耦失效保护，同时在低电压输入大功率输出时保证电路的稳定性。

一种智能楼宇电源管理系统的管理方法，应用于所述智能楼宇电源管理系统，在每一栋写字楼的每一层强电井配电系统中安装至少一套采集控制器及若干自动开关，自动开关为小型智能重合闸断路器，自动开关安装在租户使用的配电线路中；采集控制器通过485通讯连接对应每一个租户所使用的智能电表，在每隔一段时间读取当前每一个智能电表的当前正向有功总电能的读数进行存储，并主动上传当前正向有功总电能至电源管理上位机，或电源管理上位机在每隔一段时间内召测采集控制器当前记录的当前正向有功总电能，电源管理上位机将处理后的数据存储于数据统计模块中并为电费管理模块提供数据；

电源管理上位机通过租金管理模块记录租户起租日期和预交租金，计算租金到期剩余天数，在租金到期剩余天数低于设定天数时，经电源管理上位机判断通过短信发送模块进行至少一次租金到期即将断电提醒，请及时缴纳租金至租户的智能终端，当租金剩余天数为0时，电源管理上位机判断后发送准确停电时间警告，请及时缴费至租户的智能终端；租户经上述信息提醒后，未及时缴纳租金，电源管理上位机触发控制下发模块发出断电控制信号至采集控制器，由采集控制器接收断电指令后立即触发自动开关实现远程跳闸；在租户通过租金充值并到账后，且电源管理上位机判断租金剩余天数大于0天时，触发供电控制信号至采集控制器，由采集控制器接收供电指令后立即触发自动开关实现远程合闸，恢复供电。

电源管理上位机通过电费管理模块录入的基本电量起始值与数据统计模块提供的当前的累积电量计算已用电量差值，再通过电费单价计算已用电费金额，已用电费金额与电费管理模块中相应租户预存的电费金额计算出剩余电费金额，在剩余电费金额低于设定值时，由电源管理上位机判断并通过短信发送模块进行至少一次电费余额不足信息以及即将断电提醒信息至租户的智能终端；当剩余电费金额为设定底限值时，电源管理上位机判断后发送停电时间警告信息以及需充值信息至租户的智能终端；租户经上述信息提醒后，未及时充值电费，电源管理上位机触发控制下发模块发出断电控制信号至采集控制器，由采集控制器接收断电指令后立即触发自动开关实现远程跳闸；在租户通过电费充值并到账后，且电源管理上位机判断剩余电费金额大于0元时，触发供电控制信号至采集控制器，由采集控制器接收供电指令后立即触发自动开关实现远程合闸，恢复供电。

实施例2：参照图1-7。在实施例1的基础上，自动开关包括智能重合闸断路器或继电器。其中所述智能楼宇电源管理系统中使用智能重合闸断路器时，智能重合闸断路器在接收到采集控制器输出高电平信号时，内部控制模块接通电机工作电源，此时电机转动带动断路器操作机构定向运动，到断路器合闸位置时，控制模块切断电机工作电源，操作机构处于合闸位置，正常供电，控制模块返回合闸成功信号至采集控制器；当接收到低电平信号时，同样由控制模块判断接通电机电源，电机转动带动操作机构定向运动，到断路器断开位置时，控制模块断开电机电源，操作机构处于分闸位置，供电电源断开，此时控制模块发出跳闸成功反馈信号至采集控制器。

其中所述智能楼宇电源管理系统中使用继电器时，采集控制器输出的控制信号直接为继电器线圈提供工作电源，继电器铁芯吸合，主回路接通，正常供电，同时继电器辅助触头闭合，将无源闭合信号(合闸信号)反馈至采集控制器；采集控制器输出的控制信号中断时，继电器线圈失去工作电源，继电器铁芯释放，主回路断开，此时停电，同时继电器辅助触头断开，无反馈信号(断电信号)至采集控制器。

需要理解到的是：本实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能楼宇电源管理系统，其特征在于包括采集控制器、若干用电单元、若干安装于用电单元配电线路中的自动开关及智能电表、电源管理上位机、GPRS通讯模块、智能终端；

所述采集控制器包括主芯片MCU、存储模块、工作电源输入电路、状态检测电路、时钟电路、程序烧写电路、显示电路、按键电路、GPRS通讯模块、若干控制端口输出电路和485通讯接口，工作电源输入电路供电连接于主芯片MCU，主芯片MCU通过若干控制端口输出电路分别与各自动开关连接，按键电路、显示电路、程序烧写电路、时钟电路、状态检测电路、存储模块分别与主芯片MCU电性连接；采集控制器分别通过485通讯接口与各智能电表电性连接，主芯片MCU通过GPRS通讯模块与电源管理上位机通信网络连接，电源管理上位机与智能终端通信网络连接；

工作电源输入电路：通过浪涌保护、电源整流降压、限流滤波后输出稳定的5V、12V给其他电路供电以及3.3V电源给主芯片供电。

状态检测电路：其用于检测自动开关当前的运行状态，在主芯片执行的任何动作命令后，验证是否执行成功；

时钟电路：用于采集控制器的时间计时，配合主芯片在上报当前正向有功总电能时的准确时间记录，和自动开关合闸分闸时间记录；

程序烧写电路：用于产品生产使用前对主芯片植入程序；

显示电路：用于连接外部液晶屏及指示灯，可显示当前相关数据和目前控制输出的状态；

按键电路：用于查看、设置参数及直接命令触发；

GPRS通讯模块：用于主芯片数据的接收与发送；电源管理上位机通过GPRS通讯模块与主芯片通讯连接。

2.根据权利要求1所述的智能楼宇电源管理系统，其特征在于：所述电源管理上位机包括数据接收模块、控制下发模块、数据统计模块、账户管理模块、短信发送模块、操作管理模块、电费管理模块、电费充值模块、租金管理模块、租金充值模块；

数据接收模块：用于接收采集控制器发送当前正向有功总电能信息及当前采集控制器控制自动开关的状态信息；

控制下发模块：用于远程自动对采集控制器发送合闸、分闸指令，在租户欠租金或欠电费时，执行自动断电命令下发，在租户交清电费或租金时，执行自动送电命令下发；

数据统计模块：用于所有采集控制器上报数据的收集、整理、汇总；

账户管理模块：用于每个采集控制器的通讯地址与租户所租房源房号建立档案关系，进行有效管理，每个租户所租房源房号就是该租户对应账户；

短信发送模块：用于租户电费余额不足或租金即将到期时，自动发送电费余额不足或租金即将到期的提示信息以及欠费后将执行断电的警告信息；

操作管理模块：用于管理人员对系统操作进行操作权限进行管理；

电费管理模块：用于对每个租户电费余额进行管理，根据上报的电量信息，自动计算电费消耗量及所剩电费余额；

电费充值模块：用于租户通过智能终端设备进行该账户的电费充值；

租金管理模块：用于对每个租户租赁期限进行管理，根据租赁的起始日期和结束日期，自动计算剩余租赁天数；

租金充值模块：用于租户通过智能终端设备进行该账户的租金充值。

3.根据权利要求1所述的智能楼宇电源管理系统，其特征是：各控制端口输出电路分别包括限流电阻R13、可控硅Q2、限流电阻R15、主电路12V电源、限流电阻R10、发光二极管D7、单向导通二极管D9，采集控制器包括若干控制输出端口，其中一组控制输出端口经限流电阻R13与可控硅Q2的控制级引脚连接，限流电阻R13与可控硅Q2之间经串接限流电阻R15后与接地端连接，可控硅Q2的阴极引脚与接地端连接，可控硅Q2的阳极引脚与与继电器KA的线圈正极引脚连接，继电器KA的线圈负极引脚与主电路12V电源连接，主电路12V电源与可控硅Q2的阳极引脚之间串接有限流电阻R10、发光二极管D7，以及并接单向导通二极管D9，继电器KA的常开常闭公共端输入高电平信号L，继电器KA的常开输出触点与自动开关的信号接收端连接，自动开关的跳闸信号返回端与采集器信号接收端电性连接。

4.根据权利要求1所述的智能楼宇电源管理系统，其特征是：工作电源输入电路包括压敏电阻RV1、整流桥U2、电感L1、变压器T1、开关芯片D3、电容C8、电容C7、光耦U3、二极管D4、二极管D1、电容C3、稳压芯片U1、电容CX1、电容C4、单向导通二极管D2，外接电源220V并联一个压敏电阻RV1，两端分别连接整流桥U2的输入正极端、输入负极端，整流桥U2的输出正极端串联电感L1后与变压器T1高压正极端连接，整流桥U2输出负极端连接开关芯片D3的引脚A1和引脚A2，经电容C8与开关芯片D3的引脚A3连接，以及经电容C7后与开关芯片D3管脚A4连接，开关芯片D3的引脚A3、引脚A4分别与光耦U3的发射端负极、发射端正极连接，光耦U3接收端E极经二极管D4单向导通后与接地端连接，光耦U3接收端C极经电阻R2限流后与二极管D1负极端连接，二极管D1正极端与变压器T1低压正极端连接，二极管D1负极端经电容C1后与变压器T1低压负极端连接，变压器T1低压负极端接地后与电容C3一端相连，电容C3另一端分别与二极管D1负极端以及稳压芯片U1的正极端相连，稳压芯片U1的接地极与接地端连接，稳压芯片U1的负极端输出3.3V电压给主芯片MCU提供电源，电容CX1和电容C4分别并接在稳压芯片U1的接地极与负极端之间，开关芯片D3的引脚A5、引脚A6、引脚A7、引脚A8并联后一边与变压器T1高压负极端相连，另一边经单向导通二极管D2正极端相连，单向导通二极管D2负极端分别经电阻R1、电容C1后与变压器T1高压正极端连接。

5.根据权利要求1所述的智能楼宇电源管理系统，其特征是：所述用电单元包括办公电源、办公空调电源、办公照明电源。

6.根据权利要求1所述的智能楼宇电源管理系统，其特征是：所述智能终端包括PC机、手机、平板电脑。

7.根据权利要求1所述的智能楼宇电源管理系统，其特征是：所述GPRS通讯模块包括通讯天线。

8.根据权利要求1所述的智能楼宇电源管理系统，其特征是：自动开关包括智能重合闸断路器或继电器。

9.一种智能楼宇电源管理系统的管理方法，应用于权利要求1至8任一项所述的智能楼宇电源管理系统，其特征是：在每一栋写字楼的每一层强电井配电系统中安装至少一套采集控制器及若干自动开关，自动开关为小型智能重合闸断路器，自动开关安装在租户使用的配电线路中；采集控制器通过485通讯连接对应每一个租户所使用的智能电表，在每隔一段时间读取当前每一个智能电表的当前正向有功总电能的读数进行存储，并主动上传当前正向有功总电能至电源管理上位机，或电源管理上位机在每隔一段时间内召测采集控制器当前记录的当前正向有功总电能，电源管理上位机将处理后的数据存储于数据统计模块中并为电费管理模块提供数据；

电源管理上位机通过租金管理模块记录租户起租日期和预交租金，计算租金到期剩余天数，在租金到期剩余天数低于设定天数时，经电源管理上位机判断通过短信发送模块进行至少一次租金到期即将断电提醒，请及时缴纳租金至租户的智能终端，当租金剩余天数为0时，电源管理上位机判断后发送准确停电时间警告，请及时缴费至租户的智能终端；租户经上述信息提醒后，未及时缴纳租金，电源管理上位机触发控制下发模块发出断电控制信号至采集控制器，由采集控制器接收断电指令后立即触发自动开关实现远程跳闸；在租户通过租金充值并到账后，且电源管理上位机判断租金剩余天数大于0天时，触发供电控制信号至采集控制器，由采集控制器接收供电指令后立即触发自动开关实现远程合闸，恢复供电。

电源管理上位机通过电费管理模块录入的基本电量起始值与数据统计模块提供的当前的累积电量计算已用电量差值，再通过电费单价计算已用电费金额，已用电费金额与电费管理模块中相应租户预存的电费金额计算出剩余电费金额，在剩余电费金额低于设定值时，由电源管理上位机判断并通过短信发送模块进行至少一次电费余额不足信息以及即将断电提醒信息至租户的智能终端；当剩余电费金额为设定底限值时，电源管理上位机判断后发送停电时间警告信息以及需充值信息至租户的智能终端；租户经上述信息提醒后，未及时充值电费，电源管理上位机触发控制下发模块发出断电控制信号至采集控制器，由采集控制器接收断电指令后立即触发自动开关实现远程跳闸；在租户通过电费充值并到账后，且电源管理上位机判断剩余电费金额大于0元时，触发供电控制信号至采集控制器，由采集控制器接收供电指令后立即触发自动开关实现远程合闸，恢复供电。