CN113238645B - 一种物联网能源管理系统 - Google Patents

Abstract

为了更有效地控制建筑用能，本发明提供一种物联网能源管理系统，包括温控器、用能插座和互连设备，互连设备用于与所述温控器、用能插座之间的电连接或通讯连接，又与数据存储设备通讯连接，其中所述互连设备被配置为：根据分布于环境区域的不同空间位置的温控器测算的能耗指标和环境参数指标来计算确定对应于所述环境区域的环境调节系数，其中每一环境区域是由所述温控器或用能插座能够感测到的有效范围来界定；以及根据所述环境调节系数来控制所述用能插座或用能设备的运行参数以改变所述环境区域的环境参数，直至测得的所述环境调节系数符合预设阈值。

Description

一种物联网能源管理系统

技术领域

本发明主要是关于一种通过优化和改进物联网智能硬件、传感器、物联网仪器等设施来实现对社区、建筑入户等应用环境场景能耗配比的能源管理控制系统。

背景技术

随着物联网技术及相配套硬件产品、传感器等产品的智能化程度越来越高，配合物联网应用环境系统的复杂程度也随之提高。相较以往，物联网技术的发展给人居生活、工业制造带来了更多便利性和可视化感观体验。随着物联网仪器设备的种类不断丰富和增多，以及建筑用能设备产生的相应能耗也不断增大，这使得包含建筑住宅在内的应用环境相应的能耗资费不断增加，而同时又缺乏对物联网传感器设备、消费类室内功能电设备的能耗管理，从而不能显著地有效计算能耗配置，从而识别和降低不必要的能耗。通常，商户住宅都装设了电表、水表、热量表等公共事业仪表用来定期地读取用电、用热/水量，但欠缺对用能设备，尤其是电器设备端的能效管理和自动集成控制，不能从设备端降低能耗输出，亟需改进。

发明内容

本发明旨在解决以上提出的现状问题，提出一种用于建筑户内用能设备、物联网仪器的能耗管理和控制系统。本发明提供的能源管理系统分布于若干个环境区域下的多个温控器、用能插座、互连设备和数据存储设备，所述互连设备用于与所述温控器、用能插座、数据存储设备之间的电连接或通讯连接，其中所述互连设备被配置为：根据分布于所述环境区域的不同空间位置的所述温控器或用能插座测算的能耗指标和环境参数指标来计算确定对应于所述环境区域的环境调节系数，其中每一环境区域是由所述温控器或用能插座能够感测到的有效范围来界定；以及根据所述环境调节系数来控制所述用能插座或用能设备的运行参数以改变所述环境区域的环境参数，直至测得的所述环境调节系数符合预设阈值。

在本发明的实施方案中，术语“物联网仪器”泛指除家用电器或生活类电器或者说是利用电能、有机能源工作而实现生产、生活需要的设备外的其它必要设备，例如可以是光学、热电或声学传感器、控制电器回路的投切开关元件或者是回路负载负荷控制设备，各个物联网仪器具有上报检测数据的能力并能够识别来自其它联网设备端下发的指令。在一些实施方案中，物联网仪器也可以特指增加原有电器设备的附加功能的电子元件，例如增加红外、射频通讯或电磁互感功能。在本发明中，所述温控器、用能插座可纳入物联网仪器范畴。而在温控器作为一些电器设备的集成元件时，又被定义为用能设备范畴。

作为本系统的优化改进，所述的物联网能源管理系统还可包括适用于处于环境区域内用户佩戴的人体穿戴设备，被配置为感测人体体征指标，向所述温控器或用能插座通过有线或无线的方式传输，用于对环境参数指标的补偿测算。

作为本系统的另一个优化改进，布设在第一环境区域中的互连设备根据环境调节系数是否大于所述预设阈值来控制其中指标相关联的用能设备执行相应的调节，并通过向一个或多个控制面板下发与当前第一环境区域相同或相似的控制逻辑来操控温控器执行相应的调节动作以调整第二环境区域的环境指标。

在此基础上具体地，根据能耗指标E和环境参数指标A来计算确定调节系数δ可以用表达式(1)表示为：

其中根据以上实施例描述，能耗指标E满足：

E＝∑P_设备i·Δt (2-1)

其中P_设备i表示测得任一用能设备(例如可包含自身从交流电网取电的物联网仪器或电器设备，或其它附加传感器本身)的能耗功率，即可通过用能插座采集到的每一插接供电的用能设备的即时功率，Δt则表示采集累积时间。尤其来说，参数P_设备i可因为不同环境区域或者是物联网仪器的有效感测范围的不同而彼此存在差异，例如某些用能设备是直流取电设备而有些是交流或强交流取电设备。以物联网仪器端来评价，所述环境参数指标A满足：

其中Cp表示上述室内任一环境区域中当前空气比热，m表示初始条件下空气比重，η表示用能设备的设备效率，ΔT_调节是通过用能设备调节的温度变量，ΔJ_调节是通过用能设备调节的湿度变量。因此环境调节系数δ满足：

作为一种实施方案，所述用能插座设有外壳和用于拼接和固定所述外壳的支座，所述外壳上开设有取电插孔，其特征是在所述外壳和支座封围的空间内装设有：与所述支座固定连接的第二功能板，其中第二功能板具有一组装面，所述组装面上对应于所述取电插孔位置设有多个导电触片，用于传输交流电力；与所述第二功能板彼此平行或正交布设和电连接的第一功能板，其中所述第二功能板上套设有支架，第二功能板具有被设置成适于让支架架设的组装表面，第一功能板至少部分地固定在所述支架上，在该组装面上电连接有多个导电触片，用于提供对电器插头的插接取电；靠近该外壳内壁贴设的防护机构，所述防护机构设有至少对准所述取电插孔的通孔和可回弹式遮挡所述取电插孔的防护挡片，防护挡片至少用于两孔取电插孔和/或三孔取电插孔的遮挡防护，防护机构具有适于所述防护挡片活动的空腔，该防护机构的一侧对应于所述外壳的背侧密封安装固定，另一侧对应于支架上的至少一个表面接触或承接固定；和设置在所述第二功能板或者第一功能板上的能耗管理模块，以对用电通路上产生的电变量采样和能耗计算。

在此基础上，作为一种实施方案，基于这种能源管理系统对例如用能插座实施改进以实现物联网平台化能耗管理，通过在用能插座中增加能耗管理电路能够综合性地判断家庭用电用能信息，另外基于这种改进需求对常规插座尤其是壁式插座的内部构造进行了优化改进设计，通过更加紧凑的立体方式设置更多的电路结构。

举例来说，该用能插座设有外壳和用于拼接和固定所述外壳的支座，所述外壳上开设有取电插孔，在所述外壳和支座封围的空间内装设有：与所述支座固定连接的第二功能板，其中第二功能板具有一组装面，所述组装面上对应于所述取电插孔位置设有多个导电触片，用于传输交流电力；与所述第二功能板彼此平行或正交布设和电连接的第一功能板，其中所述第二功能板上套设有支架，第二功能板具有被设置成适于让支架架设的组装表面，第一功能板至少部分地固定在所述支架上，在该组装面上电连接有多个导电触片，用于提供对电器插头的插接取电；靠近该外壳内壁贴设的防护机构，所述防护机构设有至少对准所述取电插孔的通孔和可回弹式遮挡所述取电插孔的防护挡片，防护挡片至少用于两孔取电插孔和/或三孔取电插孔的遮挡防护，防护机构具有适于所述防护挡片活动的空腔，该防护机构的一侧对应于所述外壳的背侧密封安装固定，另一侧对应于支架上的至少一个表面接触或承接固定；和设置在所述第二功能板或者第一功能板上的能耗管理模块，以对用电通路上产生的电变量采样和能耗计算。

作为这种用能插座的改进，属于同极的两导电触片之间是通过纵向贴敷在该组装面背侧的导电迹线电连通，或者是将导电触片制作成弯折形状而架设在所述组装面上。作为这种插座的另一改进，属于同极的两导电触片之间承接有金属刀片，该金属刀片是与组装面正交放置。而在以上改进的基础上，该第二功能板背侧设置另一支架，用以抵靠安装支座从而让第二功能板能够稳固定位于支座内。

作为这种插座的又一改进，支架面向所述外壳的表面具有两个或多个分隔区域，所述防护机构承接固定在其中一分隔区域中以对准导电触片安装。

作为这种插座的又一改进，在两个所述防护挡片各自所处的空腔之间还承接有一挡板，该挡板的至少一部分区域对应于所述支架上设置一分隔区域的容置腔位置，其中所述容置腔用于容纳子功能板，该子功能板是具有单独的电气功能或者是所述第二功能板的功能扩展。

在此基础上，所述插座还设有第三功能板，所述第三功能板设置在所述支架上的一分隔区域中并且隔离开所述导电触片。

作为改进，所述防护机构的侧部具有适于导电触片与家用电器插头间实现良好电接触的预设宽度，其中所述侧部的至少一部分结构被设置成伸入支架内以实现组装固定。

作为又一种实施方案，所述的物联网能源管理系统，其特征是：还包括分布于所述环境区域中并且电连接所述温控器的若干个新风风机设备，被配置为根据前述所述温控器传输的电控指令执行改变所述环境区域的环境参数。

作为改进，所述新风风机设备具有主体，所述主体被安装在墙体或建筑体内作为室内外的换气调节系统，其中所述主体包括面向室内的出入风孔以及连接该出入风孔的动力装置，所述动力装置内装设有连通所述出入风孔的风机管道，所述出入风孔内侧壁装设有风机扇叶，用于向室内输送新风或者向室外排风，风机管道包括进风管道和出风管道，所述进风管道装设有过滤器，用于在启动排风动作时吸收和净化外界空气并通过出入风孔输出新风；

在此基础上，所述的动力装置内还设有控制器，被配置为接收和读取所述温控器的电控指令，所述控制器根据该电控指令控制风机扇叶的驱动电机的转速或转向。

在此基础上另外来说，所述动力装置还设有：进气阀，用于根据所述电控指令开启或关闭；布设在所述主体不同位置并且耦接所述控制器的多个温湿度传感器，以检测进风/出风温度、湿度或室内温度、湿度；耦接该控制器的压力传感器，用以感测室内外气压压差以驱动风机扇叶或者进气阀的伺服电机执行启动或关闭以实现对室内环境相应的增压/降压操作。

[附图说明]

图1是本发明物联网能源管理系统的主要功能示意框图；

图2是本发明示例性用能插座的主体结构的爆炸视图；

图3是本发明另一示例性用能插座的主体结构的爆炸视图；

图4是本发明又一示例性用能插座的主要结构的爆炸视图；

图5是本发明示例性温控器的主体结构的爆炸视图；

图6是本发明示例性新风风机设备主体结构的立体视图。

[具体实施方式]

为了实现有效改进，该系统设有一个或多个温控器、用能插座、控制面板和互连设备，互连设备用于与所述温控器、用能插座、控制面板之间的电连接或通讯连接，互连设备另外与数据存储设备通讯连接。作为一种优化改进，温控器、用能插座、控制面板是采用嵌墙方式安装，以显著改善室内空间布线布局和安装标准化程度。通过图2举例说，用能插座可设有操作板10和安装底盒20，操作板10具有电工附件安装标准的尺寸或类似的合适安装尺寸，安装底盒20嵌入到墙面内固定并可通过出线端202引出到220VAC电网市电电力线来获取电力给此用能插座。为了实现本发明的方案，此用能插座内可设置能耗管理模块用以检测在电力线上产生的交流/直流电能变量或瞬时脉冲变量。

参考图1至图5，在利用以上技术方案实现的能源管理系统中，用能插座3、温控器4可分别通过无线网络连接到互连设备1，互连设备1又连接到云服务器。其中，温控器5的功能板320可设置电测量组件，该电测量组件连接在温控器5和用能设备8电耦合的内部线路回路上，对用能设备8的即时功率进行测量。或者，温控器5有时也可以设置在用能设备8(例如空调/新风设备机组内部回路中)内，用户可另外通过无线遥控设备来控制此温控器5。

在一个较佳实施例中，用能插座3用于对插接的用能设备6的用能值进行即时测量。较佳地，用能插座3也可以通过所电插接的转换器用能插座或者是移动式用能插座中的能耗管理模块来获取所述用能值。在此，所述转换器插座和用能插座3之间的数据连接可以是通过有线或无线的方式实现彼此数据通讯耦合，例如通过蓝牙协议握手/配对方式，所述转换器插座能够提供更多的用能设备插接用插口。用能插座3还被配置为将用能值和/或负荷参数传输给互连设备1，互连设备1被配置为根据所述用能值和/或负荷参数生成能耗指标E。

温控器4可用于采集环境参数7相关指标以确定利用可用的用能设备对家庭室内环境进行相应的调节，例如感测室温以调节空调设备的制热/制冷功率(诸如速冷模式)或者是启动空气净化器来调节空气质量指标等。在本实施例中，温控器4内装设有温湿度传感器、热红外传感器、照度传感器和压电传感器中的一个或组合。较佳地，所述温湿度传感器是设置在操控总成310的外廓边缘位置，这便于将传感器探测头更靠近室内环境空间而设。或者，也可将此类传感器探测头对准通孔306而设。在此，所述温控器4通过此类传感器采集到环境参数指标A。而在本实施例中另外来说，家庭室内环境可能包含一个或多个环境区域，例如图1中示意性表示出的第一环境区域500、第二环境区域600，每一环境区域中布置一个或多个的上述温控器，例如在第一环境区域500中布设温控器4而在第二环境区域600中布设温控器5，此类温控器可直接通讯耦合互连设备1或者是通过控制面板2连接互连设备1以上报或下载数据。较佳地，通过温控器5和用能设备(例如家用电器8)构成一内部电路回路来直接获取所需调节的能效指标。

上述第一、第二或者其他的环境区域可按照每一温控器的有效感测范围来设定，这并非是按照实际家庭、楼层等的密闭空间来划分，这样能够尽可能确保整体室内环境的环境参数指标的调节。较佳地，温控器4还可通过合适的数据通讯耦合(例如蓝牙)方式与用户的人体穿戴设备进行数据互通，根据人体穿戴设备监测到的体征变化来确定通过互连设备1来控制可用的用能设备执行所需的动作。例如，所述体征变化可通过人体穿戴设备以体征参数来表征，这包含心率、体表温度/湿度或者是运动幅度等，这些体征参数可被合并至环境参数7中传输给温控器5或者是控制面板2以作为对环境参数指标A的补偿测算支撑，这样使得对环境参数指标A的采集和计算更为准确或贴切于实际人体感官。

在此基础上，互连设备1还被配置为根据能耗指标E和环境参数指标A来计算确定环境调节系数δ。即可以用表达式表示为：

其中根据以上实施例描述，能耗指标E满足：

E＝∑P_设备i·Δt (2-1)

其中P_设备i表示任一用能设备的即时能耗功率，即可通过用能插座3采集到的每一插接供电的用能设备的即时功率，Δt则表示采集累积时间。以用能设备端来评价，所述环境参数指标A满足：

其中Cp表示上述室内任一环境区域中当前空气比热，m表示初始条件下空气比重，η表示用能设备的设备效率，ΔT_调节是通过用能设备调节的温度变量，ΔJ_调节是通过用能设备调节的湿度变量。因此调节系数δ满足：

在实际实施过程中举例来说，如果用能设备8是空调设备、新风设备，则表达式(3)当中还应考虑到新风设备风机的风机盘管换能效率、风管尺寸等要素。

根据该环境调节系数本发明系统互连设备的处理器能够对家庭室内的每一用能设备进行更为有效的控制。根据该环境调节系数δ可知，在第一环境区域500中，互连设备1可根据所述环境调节系数δ是否大于预设阈值δ_th来控制其中指标相关联的用能设备执行相应的调节，并可通过向控制面板下发与第一环境区域500相同或相似的控制逻辑来操控例如温控器5执行相应的调节动作以调整第二环境区域600的环境指标。

用能监测设施实例1：

图2、图3均是以爆炸视图形式描绘出了一种示例性用能插座结构，其中用能插座通过第二功能板40来获取和传输交流电力并通过导电触片向用能设备输出交流电流。用能设备取电插头可穿过操作板10表面开设的插孔101、103以接触所述导电触片实现电接触输电。而为了实现所述能耗管理模块的运行，此能耗管理模块可被设置在第二功能板40或者第一功能板30上，而采样组件可被较佳地设置在所述第二功能板40上并且靠近所述导电触片布置，以对来自出线端202电流通路上发生的电变量的模拟信号采样。

所采样的电变量经过A/D转换后传输给电测量组件计算以得出即时能耗功率(例如包含瞬时和/或视在电功率，功率因数比)P_设备i，并将该数字电信号传输给所述能耗管理模块。能耗管理模块包含了微处理器及其周围电路组件，所述微处理器被配置为计算、记录对上述瞬时和/或视在电功率的时间累加值以及和阈值进行比较以确定用能值或负荷指标等参数。在此实施方案中，第二功能板30与第一功能板40彼此平行布置或者是第二功能板30正交地与第一功能板40连接固定，尤其是，第一、第二功能板之间通过电触插针的方式彼此电连接以传输电力和上述各类电信号。在图2示出的例子里，此第一、第二功能板彼此平行设置，其中第一功能板30的规格尺寸可小于第二功能板40从而可以避出一个能够让用能设备插头贯穿伸入的空间。另外，第一功能板30也可被竖置在第二功能板40上，以面向该操作板10提供更多的版图设计空间。例如图3所示，第二功能板40上可套设有支架80，在图2中示意性描绘出安装在该第二功能板40上的支架80的安装状态，而图3则单独描绘出了第二功能板40的局部构造。

例如，该第二功能板40具有一组装面405，该组装面405被设置成适于让支架80架设的版图形状，其上纵横分布了多个导电迹线，在该组装面405上焊接有导电触片402、404，用于提供对用能设备用电插头的紧密接触输电。较佳地，导电触片402在纵向上设置为两个，分别用于对应操作板10上开设的两孔插孔101和三孔插孔103的火线(L)端，而导电触片404同样地在纵向上设置成两个并且分别用于对应操作板10上开设的两孔插孔101和三孔插孔103的零线(N)端。另外，在一个导电触片402和导电触片404在横向上对齐的位置处进一步焊接有地线(E)端，从而对应于三孔插孔103。在此，同极的两个导电触片402之间可通过纵向贴敷在该组装面405背侧的导电迹线(图中未示出)电连通，例如使用铁锡、铝、铜等材料，如此能够更为有效地节约纵向版图空间，当然，一般实现过程中，也可以将导电触片制作成一定的弯折形状而架设在组装面405上。

较佳地又例如，该第二功能板40背侧也可设置支架(图中未示出)用以抵靠安装底盒20从而让第二功能板40能够稳固定位在安装底盒20的内腔201内。作为选择，所述导电迹线也可以替换为与例如导电触片402承接的金属刀片，而该金属刀片是与组装面405正交地放置，这使得组装面405面向操作板200的空间以及组装面405上的版图设计空间得到更大程度的节省。

此外，所述用能插座还设有防护机构60，用于避免用电插头的误插拔造成的意外导电。该防护机构60的一侧对应于盖板50的背侧密封安装固定，另一侧对应于支架80上的至少一个组装面装设固定，例如使用卡扣/卡齿、螺纹、过盈配合等方式。在本实施例中，支架80面向操作板10的表面可具有两个或多个分隔区域(分隔可通过非金属挡片、凹槽等彼此加以划分)，即防护机构60可被安装固定在其中一个分隔区域以对准导电触片402实现用能设备插头的误插拔阻隔，在此，防护机构60具有适于防护挡片活动的空腔601，在本实施例中，防护机构60具有上下位置对应的两个防护挡片，其中一个用于两孔插头而另一个用于三孔(或小五孔)插头的防护，在这两防护挡片各自所处的空腔601之间还承接有一挡板211，可以是如图3示出的构造或者也可以是其它形状。

该挡板211的至少一部分区域可对应于支架80的容置腔801位置，容置腔801用于容纳子功能板403，该子功能板403可以是具有单独的电气功能(诸如红外传感器、天线元件等)或者是第二功能板40的功能扩展，有时为了让此类电气功能能够更高效地运行，避免在面向用能插座外的电通讯路径上尽可能地存在遮挡物/障碍物，因此在该挡板211上还可开设有一个或多个通孔。当然，挡板211也可选地制造为半透明板以便于诸如红外光透光。

另外，所述用能插座内还可设有盖板50，盖板50可用于封闭例如包括防护机构60、支架80等在内的部件，使之面对于用户没有外露的金属导电部分或者更平整的表面。盖板50开设有对应所述防护挡片的两孔插孔501和三孔插孔503。

盖板50还可具有适配所述内腔201的外廓形状或者具有至少可以封闭第一、第二功能板和/或子功能板403上的导电部件的板状元件。一般实现过程中，盖板50上还设有附件502，例如可以是对准和定位机械按键、电容/电阻触摸按键和/或压电感应元件的穿孔、附加触控机构(诸如垫圈、绝缘罩等)或扣位。有时，盖板50还具有开口504，用于对准或穿设第三功能板70上的电子元件，例如光学传感器传感探头、通用串行总线(USB)接头或者是类似元件。当附件502是适于定位机械按键的穿孔时，对准第三功能板70上的触发按键701以便能够使之穿过并接触到位于最外层的操作板10上的按键102，有时，所述穿孔还套设有垫圈，以增加触发按键701的行程。

在此，有时操作板10可能不设置按键102，而在上述用能插座安装到墙体内以后，可先不安装操作板10而是通过盖板50上的触发按键701进行例如有线/无线网络配置、功能板启动等动作后再安装操作板10，这使得操作过程更加安全并且上述用能插座的整体使用外表面更加整洁。

较佳地，所述第三功能板70也可类似地通过插针插接到第一功能板40上的接口401以实现电输入/输出。在此，接口401可穿过支架80抵接所述插针。

在图3示出的另一实施例中，可不设置盖板50，由防护机构60封闭第二功能板40上的导电部件，例如导电触片402、403或接口401等或者是第一、第二功能板上的任何金属导电回路。也就是说，防护机构60可以替代盖板50的部分作用，而通常防护机构60是与操作板10相互固定组装成为一个完整密封部件，这样能够防止所述防护挡片及其配套的复位弹簧意外脱出。较佳地，防护机构60的侧部210可设有例如卡爪，以用于与支架80机械耦合，而如前实施例中所列的方式，支架80可通过固定件(诸如螺纹件)802固定在第二功能板40上从而构成上述用能插座的一个内部整体结构。在此，第二功能板40的板外边缘可被安装底盒20的内腔201内周边缘上对称分布的卡筋向内倒挂住固定，也可以是通过金属焊接方式将导电触片402的出线端焊接到安装底盒20上从而实现固定。

在本实施例中，所述防护机构60的侧部210具有适于导电触片402与用能设备插头间实现良好电接触的预设宽度(即在组装方向上的高度/厚度)，而为了保证正常容纳防护挡片所需的厚度，侧部210的至少一部分结构能够被设置成伸入支架80内，即支架80具有下沉结构能够适于侧部210沉入其中组装固定。举例说，可能防护机构60的侧部210具有凸字形构造，其中央部的结构可较两端更厚，使得该中央部能够沉入支架80内实现固定。另外更佳地，该中央部也用于适于包覆所述子功能板403。

在此基础上另外地，操作板10可具有外框200，以用于适配标准墙壁插座尺寸以及避免操作板10被直接地拆卸。

在图4示出的又一个实施例中，支架80具有可选的变型构造。如前各实施例中提到，支架80的前表面具有多个分隔区域，其中分隔区域807用于容纳和固定所述的第三功能板70，而其它分隔区域可开设穿孔或者容纳机构，例如容置腔801或适于导电触片402末端的弯折插嘴穿入的穿孔803、805，其中穿孔可803用于容纳两孔插头结构而穿孔805可至少用于容纳三孔插头结构或者更多的电子元件外廓部分。

在本实施例中，所述导电触片具有可选的变型构造，如图所示，导电触片402或404具有延伸并且弯折的金属刀片412，该金属刀片具有例如U字形构造，其两端部分别承接位于两孔插口和三孔插口内的导电触片402，如前各实施例所述，金属刀片412是竖置的，与第二功能板40的平面呈正交形态。该金属刀片412还延伸出触针407或类似的大致矩形片状、针状等机构以接入所述的出线端202处卡设的金属簧片409，在一般实现过程中，金属簧片409可通过螺纹件将伸入的触针407与安装底盒20背侧的外接导电线紧固而电接触。较佳地，金属簧片409具有双层结构，其中一层夹缝中穿入固定触针407而另一层用于穿设所述的外接导电线。

所述金属刀片412的弯折部4121、4122具有更为显著的预设宽度(即在组装方向上具有预设的高度)使得导电触片402整体在安装到内腔201时可以作为一支撑机构，即当作为E极接线的金属簧片、L极/N极接线的金属簧片固定倒出线端202后，在组装方向上，所述金属刀片412通过触针407穿入每一金属簧片409而定位和架设，在此第二功能板40进一步通过穿孔414、415穿设到该导电触片402、404上并且背侧抵靠所述金属刀片412的内缘4123以实现定位。一般实现过程中，第二功能板40须从导电触片402(例如作为L极导电)获取交流电力，因此第二功能板40与导电触片402至少部分地电连接，例如触点焊接、软线焊接等。在另一实现过程中，弯折部4122可按照用能设备插头的类型而再弯折成适配的角度。

在此基础上，还可另外地在第二功能板40上叠放第一功能板，并较佳地通过插针和接口401这样的方式相互电耦合。作为改进，所述第一功能板30可正交地竖置到第二功能板40上以避开穿孔414、415及其周围必要区域，而子功能板403也可以同样的方式竖置在穿孔414和穿孔415之间。这样支架80内部空间变得更为紧凑。较佳地，该支架80的内部空间中还增设例如加强筋、隔离挡片等机构以更好地适配所叠放的两个或多个功能板。

作为更佳选择，在内腔201底部可增设子支架，用于与所述支架80背侧相配以拼接成规则立方体形状来包围所述的导电触片以及各个所述功能板。

用能监测设施实例2：

图5按照与之前类似的方式以爆炸图视角绘示出了一种示例性温控器的组成结构。温控器用于与空气调节设备(例如新风设备、空调(诸如具备风暖/风冷)设备等)进行连线控制，可具有安装底盒340，或者也可以按照与之前描述的用能插座结构类似的方式从交流市电电力线获取电流，从而可以通过无线方式遥控所述新风设备、空调设备。通常，此温控器的接口可以具有多个，其中同时包含了连通市电电力线的接口和连通例如空调设备的信号接口。

作为选择，此安装底盒340还可附接有框架330，此框架是与安装底盒相互拼合而构成一墙体嵌入机构。例如，框架330与安装底盒340通过对称布设的卡环332卡固到安装底盒340外缘，从而使得框架330的内腔331能够露出安装底盒340的组装面341的至少一部分区域，或者是整个露出此组装面。较佳地，所述安装底盒340和框架330可以是一体成型的结构而无需再增设类似卡环332这样的分体连接件。

安装底盒340内装设有类似于前述各实施例中的第二功能板40那样的内嵌电路板并具有类似的电气功能，例如供电或调理电压/电流，并且该内嵌电路板向组装面341延伸出电触针343用于输出DC直流电力。电触针343穿过所述内腔331用于与功能板320实现插接连通。有时，功能板320是与操控总成310相互电耦接并且被封装在操作板300内，而有时该功能板320也可以被封装在安装底盒340内。这样，安装底盒340可作为一个固定安装的整体绝缘机构并且仅对外预留具有弱电的电触针，用于与操作板300可插拔地耦合成一个整体。

操控总成310设有显示板312，用于对此温控器操控内容的可视化指示。另外，该操控总成310还设有一个或多个输入按键311，其功能类似于前述各实施例中的第三功能板70，输入按键311和显示板312的电气功能元件被整体地焊接在一块电路板上从而实现总成和节省空间布局。较佳地，该操控总成310或者是功能板320还设有一种或多种传感器321，例如可以是温湿度传感器、红外传感器、雷达传感器、压力传感器和/或声学传感器等，或者是指示灯。相应地，操作板300的外表面上开设有若干个机械式的按键302、通孔306、透光板304。当然，操作板300可以是与图示构造不同的其它形态，例如按键302可替换成一个旋钮的形式。

用能监测设施实例3：

图6示意性描绘出安装于室内的新风风机设备的主体外形结构，其中为了配合各个实例描述，不必要描绘出设备的所有细节构造，但产品应用形态并非是限定于此图示。在以上举例的改进中，温控器3可被配置为电连接所述新风风机设备以根据前述实施例之方式发送电控指令。举例来说，所述新风风机设备具有主体170，该主体170可被安装在墙体或建筑体内作为室内外的换气调节系统，其具有按照室内封闭空间体积而对应选择的表面积或安装尺寸。

具体地，所述主体170包括面向室内的出入风孔171以及连接该出入风孔171的动力装置173，动力装置173内装设有连通所述出入风孔171的风机管道，所述出入风孔171内侧壁装设有风机扇叶172，用于向室内输送新风或者向室外排风。例如，动力装置173内设有进风管道和出风管道，所述进风管道装设有过滤器，用于在启动排风动作时吸收和净化外界空气并通过出入风孔171输出新风。

动力装置173内还设有控制器，被配置为接收和读取所述温控器3的电控指令，电控指令可包含按照前述表达式(3)所限定的逻辑算法，所述控制器根据该逻辑算法控制风机扇叶172的驱动电机的转速或转向。作为改进，所述动力装置173还设有进气阀174，用于根据所述电控指令开启或关闭，动力装置173还设有耦接所述控制器的多个温湿度传感器，例如，在进气阀174上布设若干个温湿度传感器以检测进风/出风温度、湿度，并且可在主体170表面布设此类温湿度传感器181以监测室内空气环境的温度、湿度。

在此基础上，所述动力装置173还设有耦接该控制器的压力传感器，用以感测室内外气压压差以驱动例如风机盘管的气泵或者进气阀174的伺服电机执行启动或关闭以实现对室内环境相应的增压/降压操作。

通过以上实施例，使用这种数字化能耗管理逻辑来显著地优化和提升建筑电气的能耗和用能的安全性，当然，在一些实施方案中，互连设备1也可被配置为对每一电子阀门设备提供开关控制(例如以总线方式)，像实例3的进气阀174那样应用在其它设施中，从而更有效地控制建筑室内环境和提升用能安全性。

Claims (9)

1.一种物联网能源管理系统，其特征是包括分布于若干个环境区域下的多个温控器、用能插座、互连设备和数据存储设备，所述互连设备用于与所述温控器、用能插座、数据存储设备之间的电连接或通讯连接，其中所述互连设备被配置为：

根据分布于所述环境区域的不同空间位置的所述温控器或用能插座测算的能耗指标和环境参数指标来计算确定对应于所述环境区域的环境调节系数，其中每一环境区域是由所述温控器或用能插座能够感测到的有效范围来界定；以及

根据所述环境调节系数来控制所述用能插座或用能设备的运行参数以改变所述环境区域的环境参数指标，直至测得的所述环境调节系数符合预设阈值，

所述能耗指标E和环境参数指标A计算确定所述的调节系数δ是满足表达式：

能耗指标E满足：

E＝∑P_设备i·Δt (2-1)

其中P_设备i表示任一用能设备的能耗，即可通过用能插座采集到的每一插接供电的用能设备的即时功率，Δt表示采集累积时间，以物联网仪器端来评价，所述环境参数指标A满足：

其中Cp表示上述环境区域中当前空气比热，m表示初始条件下空气比重，V表示所述环境区域的体积，η表示用能设备的设备效率，ΔT_调节是通过物联网仪器或用能设备调节的温度变量，ΔJ_调节是通过物联网仪器或用能设备调节的湿度变量，因此所述环境调节系数δ满足：

2.根据权利要求1所述的物联网能源管理系统，其特征是：还包括人体穿戴设备，被配置为感测人体体征指标，向所述温控器或用能插座通过有线或无线的方式传输，用于对环境参数指标的补偿测算。

3.根据权利要求1所述的物联网能源管理系统，其特征是：布设在第一环境区域中的互连设备根据环境调节系数是否大于所述预设阈值来控制其中指标相关联的用能设备执行相应的调节，并通过向一个或多个控制面板下发与当前第一环境区域相同或相似的控制逻辑来操控温控器执行相应的调节动作以调整第二环境区域的环境参数指标。

4.根据权利要求1所述的物联网能源管理系统，其特征是：所述用能插座设有外壳和用于拼接和固定所述外壳的支座，所述外壳上开设有对用能设备的取电插孔，在所述外壳和支座封围的空间内装设有：

与所述支座固定连接的第二功能板，其中第二功能板具有一组装面，所述组装面上对应于所述取电插孔位置设有多个导电触片，用于传输交流电力；

与所述第二功能板彼此平行或正交布设和电连接的第一功能板，其中所述第二功能板上套设有支架，第二功能板具有被设置成适于让支架架设的组装表面，第一功能板至少部分地固定在所述支架上，在该组装面上电连接有多个导电触片，用于提供对电器插头的插接取电；

靠近该外壳内壁贴设的防护机构，所述防护机构设有至少对准所述取电插孔的通孔和可回弹式遮挡所述取电插孔的防护挡片，防护挡片至少用于两孔取电插孔和/或三孔取电插孔的遮挡防护，防护机构具有适于所述防护挡片活动的空腔，该防护机构的一侧对应于所述外壳的背侧密封安装固定，另一侧对应于支架上的至少一个表面接触或承接固定；和

设置在所述第二功能板或者第一功能板上的能耗管理模块，以对用电通路上产生的电变量采样和能耗计算。

5.根据权利要求1所述的物联网能源管理系统，其特征是：所述温控器用于与空气调节设备进行连线控制，具有安装底盒，设有连通市电电力线的接口和连通空调设备的信号接口，其中安装底盒内装设有第二功能板，用于供电或调理电压/电流，并且向组装面延伸出电触针用于输出DC直流电力，所述电触针穿过内腔用于与功能板插接连通。

6.根据权利要求5所述的物联网能源管理系统，其特征是：所述功能板是与一操控总成相互电耦接并且被封装在操作板内，所述操控总成设有显示板，用于对此温控器操控内容的可视化指示。

7.根据权利要求1所述的物联网能源管理系统，其特征是：还包括分布于所述环境区域中并且电连接所述温控器的若干个新风风机设备，被配置为根据前述所述温控器传输的电控指令执行改变所述环境区域的环境参数。

8.根据权利要求7所述的物联网能源管理系统，其特征是：所述新风风机设备具有主体，所述主体被安装在墙体或建筑体内作为室内外的换气调节系统，其中

所述主体包括面向室内的出入风孔以及连接该出入风孔的动力装置，所述动力装置内装设有连通所述出入风孔的风机管道，所述出入风孔内侧壁装设有风机扇叶，用于向室内输送新风或者向室外排风，风机管道包括进风管道和出风管道，所述进风管道装设有过滤器，用于在启动排风动作时吸收和净化外界空气并通过出入风孔输出新风；

所述的动力装置内还设有控制器，被配置为接收和读取所述温控器的电控指令，所述控制器根据该电控指令控制风机扇叶的驱动电机的转速或转向。

9.根据权利要求8所述的物联网能源管理系统，其特征是：所述动力装置还设有：

进气阀，用于根据所述电控指令开启或关闭；

布设在所述主体不同位置并且耦接所述控制器的多个温湿度传感器，以检测进风/出风温度、湿度或室内温度、湿度；

耦接该控制器的压力传感器，用以感测室内外气压压差以驱动风机扇叶或者进气阀的伺服电机执行启动或关闭以实现对室内环境相应的增压/降压操作。

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