CN110988458B - 一种基于物联网的能耗与能效分析管理平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的能耗与能效分析管理平台，包括前端能耗数据采集系统，用于采集耗能设备的能耗数据并进行传输；云端能耗能效分析系统，用于接收能耗数据并进行汇总分析得到分析结果；电力数据展示系统，接收分析结果并进行展示；前端能耗数据采集系统包括采集终端、用于接收采集终端采集的能耗数据的移动终端，采集终端上设置有与移动终端匹配的接头，采集终端包括用于与无线通信模块、具有互感线圈的用于获取负载电流的夹头、存储模块，无线通信模块与夹头连接；夹头实时发送负载电流以及对于的时刻信息给存储模块；接头与存储模块连接。本发明能够通过实时监控，对能耗设备及时操控，实现实时反馈。

Description

一种基于物联网的能耗与能效分析管理平台

技术领域

本发明涉及能源管理技术领域，具体为一种基于物联网的能耗与能效分析管理平台。

背景技术

能源互联网是能源行业与信息技术深度融合的新业态，是推动能源革命和电力市场化的重要手段。建立服务于能源互联网的源管控与服务云平台，互通互联与能源相关的信息流，整合调配各种可用资源，在保证用能安全可靠的基础上，降低用能成本，提高用能品质，成为了发展能源互联网的主要方式。

为了降低能耗，首先必须能够准确统计企业能耗数据，避免因人为因素造成的能耗数据的偏差。目前，一般的中小企业由于各种原因，大多对能源监控分析不能给予充分的重视，往往采用人工方式进行能耗数据统计，实时化、信息化程度很低。

而大型企业能耗设备种类多，用能系统复杂，如果只针对企业的总能耗进行统计，无法很好地反映各个能耗设备的实际用能情况。因此，必须对企业的能耗设备进行实时监控，对能耗数据进行详细分析。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于物联网的能耗与能效分析管理平台，能够通过实时监控，对能耗设备及时操控，实现实时反馈。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于物联网的能耗与能效分析管理平台，包括

前端能耗数据采集系统，用于采集耗能设备的能耗数据并进行传输；

云端能耗能效分析系统，用于接收能耗数据并进行汇总分析得到分析结果；

电力数据展示系统，接收分析结果并进行展示；

所述前端能耗数据采集系统包括采集终端、用于接收采集终端采集的能耗数据的移动终端，所述采集终端上设置有与移动终端匹配的接头，所述采集终端包括用于与云端能耗能效分析系统通信的无线通信模块、具有互感线圈的用于获取负载电流的夹头、存储模块，所述无线通信模块与夹头连接，以获取夹头实时检测到的负载电流并传输给云端能耗能效分析系统；所述夹头实时发送负载电流以及对应的时刻信息给存储模块，并在存储模块中对应存储；所述接头与存储模块连接，所述接头具有协议转换电路，用于与移动终端通讯，并传输存储模块中的负载电流和对应的时刻信息。

作为本发明的进一步改进，所述采集终端还包括GPS模块，所述GPS模块与无线通信模块连接，以通过无线通信模块发送GPS模块获得的定位信息给云端能耗能效分析系统，所述云端能耗能效分析系统根据接收到的定位信息和预设的设备位置范围比对，获得该位置信息对应的设备的编号并与同时接收到的负载电流进行对应存储；所述GPS模块还将定位信息发送给存储模块，并对应负载电流和时刻信息进行存储。

作为本发明的进一步改进，所述接头包括外壳、均设置在外壳内的电路板和多个磁性柱，多个所述磁性柱依次按照极性正-反-正-反排列并固定连接在外壳上，并且与电路板电连接；所述移动终端上设置有对应的多个磁性柱，其按照反-正-反-正排列并固定在移动终端上，与接头上的磁性柱对应吸引；多个相互对应的磁性柱分别在接头的电路板上和移动终端内连接电源、接地、第一数据端和第二数据端。

作为本发明的进一步改进，所述磁性柱用于吸合的一端均呈扁平的盘状，且柱形部分埋在外壳或移动终端内。

作为本发明的进一步改进，所述移动终端上设置有插槽，移动终端上的所述磁性柱均位于插槽内，所述接头的外壳上设置凸台，接头上的磁性柱均位于凸台上，所述凸台与插槽配合插接；所述插槽的槽口设置倒角；所述凸台对应插槽的一端的边缘对应设置倒角。

作为本发明的进一步改进，所述插槽和凸台均呈对应的椭圆形。

作为本发明的进一步改进，所述接头包括校验组件，所述校验组件包括多个设置在接头的光敏元件和多个设置在移动终端上的发光二极管，所述光敏元件的数量与发光二极管的数量对应，所述发光二极管与磁性柱间隔排列，且与磁性柱处于同一直线上；相邻的所述光敏元件由磁性柱阻隔；所述光敏元件和发光二极管的数量不超过5个，且位置相对应；多个所述光敏元件均与电路板连接，以接收感光信号，多个所述发光二极管的正极均与与电源连接的磁性柱连接，以获取电源；所述发光二极管受一控制组件控制启闭，所述电路板还通过磁性柱传输感光信号给移动终端。

本发明的有益效果，夹头获取到对应的负载电流后通过无线通信模块实时发送给云端能耗能效分析系统，配合现有技术中的电力能效数据系统的分析能效，对能耗和能效进行分析和记录。夹头还将对应的负载电流、对应的时刻发送给存储模块进行存储，在需要利用移动终端进行手动传输数据进行备份或者与云端数据进行校准时，可以通过接头将对应的存储模块中的负载电流进行读取，该数据传输方式具有在线和离线传输两种，通过离线传输获取数据后，在通过与在线传输获得的数据进行匹配校验，能够确保数据的有效性，并且结合现有的云端能耗能效分析系统，可以辅助大型企业进行设备管理，对设备的工作状态进行分析，提高安全性，另外可以在夹头上集成温度传感器，获取设备的工作产生的温度，辅助能效分析。

附图说明

图1为本发明的系统框架示意图；

图2为本发明的采集终端与移动终端配合结构示意图；

图3为本发明的凸台和插槽配合结构示意图。

附图标号：1、前端能耗数据采集系统；11、采集终端；12、移动终端；121、插槽；13、接头；131、外壳；132、电路板；133、磁性柱；14、无线通信模块；15、夹头；16、存储模块；17、GPS模块；18、凸台；2、云端能耗能效分析系统；3、电力数据展示系统；4、校验组件；41、光敏元件；42、发光二极管；43、控制组件。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。

参照图1-3所示，本实施例的一种基于物联网的能耗与能效分析管理平台，包括

前端能耗数据采集系统1，用于采集耗能设备的能耗数据并进行传输；

云端能耗能效分析系统2，用于接收能耗数据并进行汇总分析得到分析结果；

电力数据展示系统3，接收分析结果并进行展示；

所述前端能耗数据采集系统1包括采集终端11、用于接收采集终端11采集的能耗数据的移动终端12，所述采集终端11上设置有与移动终端12匹配的接头13，所述采集终端11包括用于与云端能耗能效分析系统2通信的无线通信模块14、具有互感线圈的用于获取负载电流的夹头15、存储模块16，所述无线通信模块14与夹头15连接，以获取夹头15实时检测到的负载电流并传输给云端能耗能效分析系统2；所述夹头15实时发送负载电流以及对应的时刻信息给存储模块16，并在存储模块16中对应存储；所述接头13与存储模块16连接，所述接头13具有协议转换电路，用于与外部移动设备通讯，并传输存储模块16中的负载电流和对应的时刻信息。

在对设备的能耗进行监控时，将采集终端11安装在对应的线路上即可获取该线路上的电流值，通过电流值和负载的电阻值可以得到耗能，电阻值即为负载，通过将夹头15夹在对应线路上即可利用夹头15的线圈获得线路的电流值，该夹头15的结构可以参考夹式互感器。夹头15获取到对应的负载电流后通过无线通信模块14实时发送给云端能耗能效分析系统2，配合现有技术中的电力能效数据系统的分析能效，对能耗和能效进行分析和记录。夹头15还将对应的负载电流、对应的时刻发送给存储模块16进行存储，在需要利用移动终端12进行手动传输数据进行备份或者与云端数据进行校准时，可以通过接头13将对应的存储模块16中的负载电流进行读取，该数据传输方式具有在线和离线传输两种，通过离线传输获取数据后，在通过与在线传输获得的数据进行匹配校验，能够确保数据的有效性，并且结合现有的云端能耗能效分析系统2，可以辅助大型企业进行设备管理，对设备的工作状态进行分析，提高安全性，另外可以在夹头15上集成温度传感器，获取设备的工作产生的温度，辅助能效分析。电力数据展示系统3可以采用现有的显示器，对数据进行展示。

作为改进的一具体实施方式，所述采集终端11还包括GPS模块17，所述GPS模块17与无线通信模块14连接，以通过无线通信模块14发送GPS模块17获得的定位信息给云端能耗能效分析系统2，所述云端能耗能效分析系统2根据接收到的定位信息和预设的设备位置范围比对，获得该位置信息对应的设备的编号并与同时接收到的负载电流进行对应存储；所述GPS模块17还将定位信息发送给存储模块16，并对应负载电流和时刻信息进行存储。

用户在云端能耗能效分析系统2中可以设置设备位置范围内对应的定位信息，对应不同的设备划分不同的范围，此时云端能耗能效分析系统2接收到带有定位信息的负载电流，并通过对定位信息进行分析，获得该定位信息对应的设备，获得该设备的编号，由此可以简化采集终端11的安装，不需要在安装采集终端11时进行编号，并且在更换时也不需要设置，通过用户在云端能耗能效分析系统2设置一次，在不挪动设备的情况下即可一直使用，并且在更换采集终端11后也不需要重新设置。

在具体的设置中，所述接头13包括外壳131、均设置在外壳131内的电路板132和多个磁性柱133，多个所述磁性柱133依次按照极性正-反-正-反排列并固定连接在外壳131上，并且与电路板132电连接；所述移动终端12上设置有对应的多个磁性柱133，其按照反-正-反-正排列并固定在移动终端12上，与接头13上的磁性柱133对应吸引；多个相互对应的磁性柱133分别在接头13的电路板132上和移动终端12内连接电源、接地、第一数据端和第二数据端。

用户需要通过移动终端12进行手动接收数据时，通过移动终端12上的磁性柱133和接头13上的磁性柱133进行吸引，当磁性柱133吸引贴合时，移动终端12和接头13进行通信。该连接方式不需要进行插接，并且连接和拔出动作快捷有效，不会像现有的数据口插接方式，在对众多的采集终端11进行数据接收时反复插拔动作导致接口快速损坏，并且接头13的磁性柱133通过正-反-正-反，移动终端12上的磁性柱133按照反-正-反-正排列，此时两者相互靠近时，由于异性相吸、同性相斥的原理，会自动对准相应的磁性柱133，因此进一步加快了用户的连接，并且使得连接非常简单、精准。

进一步设置中，所述磁性柱133用于吸合的一端均呈扁平的盘状，且柱形部分埋在外壳131或移动终端12内。

扁平的盘状可以让吸合强度更大，使其连接作用更加紧密，并且将柱形部分埋在外壳131或者移动终端12内，可以提高固定强度。

更进一步的，所述移动终端12上设置有插槽121，移动终端12上的所述磁性柱133均位于插槽121内，所述接头13的外壳131上设置凸台18，接头13上的磁性柱133均位于凸台18上，所述凸台18与插槽121配合插接；所述插槽121的槽口设置倒角；所述凸台18对应插槽121的一端的边缘对应设置倒角。所述插槽121和凸台18均呈对应的椭圆形。

通过插槽121和凸台18的配合，可以使其配合效果更好，让磁性柱133的配对更加迅速，凸台18的尺寸可以小于插槽121，插槽121提供一个初步的定位效果，在凸台18插入到插槽121中后，利用磁性柱133的吸引作用进行第二步快速定位和连接。通过槽口的倒角和凸台18的倒角，进一步辅助初步定位提高速度。

作为改进的一具体实施方式，所述接头13包括校验组件4，所述校验组件4包括多个设置在接头13的光敏元件41和多个设置在移动终端12上的发光二极管42，所述光敏元件41的数量与发光二极管42的数量对应，所述发光二极管42与磁性柱133间隔排列，且与磁性柱133处于同一直线上；相邻的所述光敏元件41由磁性柱133阻隔；所述光敏元件41和发光二极管42的数量不超过5个，且位置相对应；多个所述光敏元件41均与电路板132连接，以接收感光信号，多个所述发光二极管42的正极均与与电源连接的磁性柱133连接，以获取电源；所述发光二极管42受一控制组件43控制启闭，所述电路板132还通过磁性柱133传输感光信号给移动终端12。

由于磁性柱133只有4组，此时光敏元件41和发光二极管42最多只能通过磁性柱133间隔设置5个，通过磁性柱133可以将光敏元件41和发光二极管42进行隔离，避免同一个发光二极管42发射的光线被两个光敏元件41接收，从而影响校验结果，其校验过程是，移动终端12的控制组件43控制对应的发光二极管42启闭来进行编码，例如通过键盘输入，该编码对应设备的编号，手动输入设备的编号，此时对应编号的发光二极管42发光，其对应关系为二进制形式，当然也可以为摩斯密码形式，其可以对应多个编码，如果该编码数量不足，可以通过设置更多的通过隔板或者其他阻隔物进行阻隔后的对应光敏元件41和发光二极管42，在光敏元件41接收到光信号后产生对应的反应，并且输出感光信号给电路板132，此时电路板132在发送负载电流、时刻信息、定位信息时，还发送接收到的感光信号给移动终端12，该感光信号为多个光敏元件41对应生成的编码，以此可以检测数据的传输是否准确。由此，可以在移动终端12获取各项数据并在云端能耗能效分析系统2进行校验匹配时，同时校验定位信息得到的设备编号和实际的设备编号(即通过电路板发送给移动终端的编码)是否对应，通过移动终端12发送的光信号到采集终端11，再从采集终端11接收数据时一并将负载电流、时刻信息、定位信息数据发送回移动终端12，其中编码作为校准，也作为启动采集终端11发送数据的开关，以便控制采集终端11与移动终端12之间的数据传输。以上的光敏元件41可以为光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于物联网的能耗与能效分析管理平台，其特征在于，包括

前端能耗数据采集系统(1)，用于采集耗能设备的能耗数据并进行传输；

云端能耗能效分析系统(2)，用于接收能耗数据并进行汇总分析得到分析结果；

电力数据展示系统(3)，接收分析结果并进行展示；

所述前端能耗数据采集系统(1)包括采集终端(11)、用于接收采集终端(11)采集的能耗数据的移动终端(12)，所述采集终端(11)上设置有与移动终端(12)匹配的接头(13)，所述采集终端(11)包括用于与云端能耗能效分析系统(2)通信的无线通信模块(14)、具有互感线圈的用于获取负载电流的夹头(15)、存储模块(16)，所述无线通信模块(14)与夹头(15)连接，以获取夹头(15)实时检测到的负载电流并传输给云端能耗能效分析系统(2)；所述夹头(15)实时发送负载电流以及对应的时刻信息给存储模块(16)，并在存储模块(16)中对应存储；所述接头(13)与存储模块(16)连接，所述接头(13)具有协议转换电路，用于与移动终端(12)通讯，并传输存储模块(16)中的负载电流和对应的时刻信息；

所述接头(13)包括外壳(131)、均设置在外壳(131)内的电路板(132)和多个磁性柱(133)，多个所述磁性柱(133)依次按照极性正-反-正-反排列并固定连接在外壳(131)上，并且与电路板(132)电连接；所述移动终端(12)上设置有对应的多个磁性柱(133)，其按照反-正-反-正排列并固定在移动终端(12)上，与接头(13)上的磁性柱(133)对应吸引；多个相互对应的磁性柱(133)分别在接头(13)的电路板(132)上和移动终端(12)内连接电源、接地、第一数据端和第二数据端；

所述移动终端(12)上设置有插槽(121)，移动终端(12)上的所述磁性柱(133)均位于插槽(121)内，所述接头(13)的外壳(131)上设置凸台(18)，接头(13)上的磁性柱(133)均位于凸台(18)上，所述凸台(18)与插槽(121)配合插接；所述插槽(121)的槽口设置倒角；所述凸台(18)对应插槽(121)的一端的边缘对应设置倒角；

所述接头(13)包括校验组件(4)，所述校验组件(4)包括多个设置在接头(13)的光敏元件(41)和多个设置在移动终端(12)上的发光二极管(42)，所述光敏元件(41)的数量与发光二极管(42)的数量对应，所述发光二极管(42)与磁性柱(133)间隔排列，且与磁性柱(133)处于同一直线上；相邻的所述光敏元件(41)由磁性柱(133)阻隔；所述光敏元件(41)和发光二极管(42)的数量不超过5个，且位置相对应；多个所述光敏元件(41)均与电路板(132)连接，以接收感光信号，多个所述发光二极管(42)的正极均与与电源连接的磁性柱(133)连接，以获取电源；所述发光二极管(42)受一控制组件(43)控制启闭，所述电路板(132)还通过磁性柱(133)传输感光信号给移动终端(12)。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的能耗与能效分析管理平台，其特征在于，所述采集终端(11)还包括GPS模块(17)，所述GPS模块(17)与无线通信模块(14)连接，以通过无线通信模块(14)发送GPS模块(17)获得的定位信息给云端能耗能效分析系统(2)，所述云端能耗能效分析系统(2)根据接收到的定位信息和预设的设备位置范围比对，获得该位置信息对应的设备的编号并与同时接收到的负载电流进行对应存储；所述GPS模块(17)还将定位信息发送给存储模块(16)，并对应负载电流和时刻信息进行存储。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的能耗与能效分析管理平台，其特征在于，所述磁性柱(133)用于吸合的一端均呈扁平的盘状，且柱形部分埋在外壳(131)或移动终端(12)内。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的能耗与能效分析管理平台，其特征在于，所述插槽(121)和凸台(18)均呈对应的椭圆形。

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