CN117495327B - 一种晚自习用电管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力管理技术领域，且公开了一种晚自习用电管理系统，包括：信息数据监测采集模块、信息数据传输模块、数据存储模块、智能分析处理模块、用电规则制定模块、控制模块以及数据看板模块；信息数据监测采集模块：用于对每个教室的用电信息、室内人员信息以及晚自习的起始时间信息数据进行实时监测采集；信息数据传输模块：用于对信息数据监测采集模块所监测采集到的数据进行传输。在晚自习开始后，当监测到教室内没有人，此时教室内的用电量依旧超过预定的参数后，则会通过控制模块自动的关闭教室内不常开的用电设备，避免在晚自习的时候，学生被统一集中到另一处进行活动的时候，导致教室内用电设备没有关闭，从而造成电力浪费的情况。

Description

一种晚自习用电管理系统及方法

技术领域

本发明涉及电力管理技术领域，更具体的公开了一种晚自习用电管理系统及方法。

背景技术

随着科技的发展，学校的电子设备越来越多，如电脑、投影仪、空调等。这些设备的使用大大增加了学校的用电量，尤其是在晚自习时，由于学生人数多，为了保证学生能够有一个更好的学习环境，设备使用会更加的频繁，用电量更是大幅度增加。然而，现有的电力管理系统无法有效地管理和控制这些设备的用电，这些设备的启闭依据依赖人工的开启和关闭，容易导致忘记关闭用电设备的情况发生，从而导致电力资源的浪费，同时也增加了学校的运营成本。此外，现有的电力管理系统无法根据每个教室的用电情况对每个教室制定相应的用电规则，导致每个教室的用电没有上限，从而容易导致随着用电设备的增加，教室内部的用电负载增大，容易出现安全隐患的情况。

发明内容

本发明主要是提供一种晚自习用电管理系统及方法，能够解决现有的电力管理系统无法有效地管理和控制用电设备的用电以及现有的电力管理系统无法根据每个教室的用电情况对每个教室制定相应的用电规则的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，更具体的说是一种晚自习用电管理系统，包括：信息数据监测采集模块、信息数据传输模块、数据存储模块、智能分析处理模块、用电规则制定模块、控制模块以及数据看板模块；

信息数据监测采集模块：用于对每个教室的用电信息、室内人员信息以及晚自习的起始时间信息数据进行实时监测采集；

信息数据传输模块：用于对信息数据监测采集模块所监测采集到的数据进行传输；

数据存储模块：用于对信息数据监测采集模块采集到的用电信息和晚自习起始时间信息、用电规则制定模块制定的用电规则以及控制模块的控制记录信息进行保存存储；

智能分析处理模块：用于对信息数据监测采集模块所监测采集到的数据进行智能处理分析，从而得到分析结果，并将得到的结果反馈给控制模块；

用电规则制定模块：用于对数据存储模块中存储的用电信息数据进行调取，并对调取到的用电信息数据进行计算处理，从而可以得到每个教室的用电规则，并将得到的用电规则保存在相应的教室下；

控制模块：用于根据智能分析处理模块的分析结果以及用电规则制定模块制定的用电规则，对教室电器开关进行控制，并将控制记录保存到相应的教室下；

数据看板模块：用于对控制记录、每个教室的用电信息进行综合的显示，方便管理人员进行查看。

更进一步的，所述信息数据监测采集模块包括：用电信息实时监测模块、室内人员实时监测模块和晚自习起始时间配置模块；

用电信息实时监测模块：用于对每个教室的用电信息数据进行实时的监测；

室内人员实时监测模块：用于对教师内的人员进行实时的监测；

晚自习起始时间配置模块：用于对晚自习的开始和结束时间进行配置。

更进一步的，所述智能分析处理模块包括：数据接收调取模块、核心分析模块和结果反馈模块；

数据接收调取模块：用于接收来自于信息数据传输模块传输的信息数据；

核心分析模块：用于对数据接收调取模块所获取到的信息数据进行智能分析，从而能够得到分析结果；

结果反馈模块：用于将核心分析模块得到的分析结果反馈给控制模块。

更进一步的，所述核心分析模块具体的分析过程为：首先根据晚自习起始时间配置模块配置的时间判断晚自习是否开始，若判断晚自习已经开始，获取用电信息实时监测模块以及室内人员实时监测模块所监测到的信息数据，若：

则将结果反馈给控制模块，控制模块自动的关闭教师内不需要常开的电器设备；其中，Z_t为一段时间的总时长，L_i为每秒i的用电量，sd为室内人员数，μ为人数阈值参数，S为教室内常开的电器总数，E_j为每个常开电器的额定功率。

更进一步的，所述核心分析还包括以下分析过程：获取若干次从晚自习结束时间到最后一人离开教室过程中的时间差数据，并根据若干次的时间差数据，综合分析调整从晚自习结束到关闭教室内不常开的电器的时长：

其中，time为从晚自习结束到关闭教室内不常开的电器的时长，m为总次数，td_k为每次从晚自习结束时间到最后一人离开教室过程中的时间差，td_max、td_min分别为若干次中最大和最小的时间差数据。

更进一步的，所述控制模块包括：信号接收模块、信号解析模块、开关控制模块以及记录反存模块；

信号接收模块：用于接收来自智能分析处理模块的控制信号；

信号解析模块：用于对信号接收模块接收到的信号进行解析；

开关控制模块：用于根据信号解析模块解析出来的结果，对开关进行控制；

记录反存模块：用于将开关控制模块的开关记录存储到数据存储模块对应的教室下。

更进一步的，所述用电规则制定模块包括：数据调取模块、处理计算模块、规则生成模块以及规则文件对应反存模块；

数据调取模块：用于从数据存储模块中调取教室在不同季节的用电量以及每个季节参与用电的电器信息；

处理计算模块：用于对数据调取模块调取到的数据进行综合处理计算，从而可以得到每个教室在每个季节的用电上限数据；

规则生成模块：用于根据处理计算模块得到的每个教室在每个季节的用电上限数据，生成用电规则；

规则文件对应反存模块：用于将规则生成模块生成的用电规则对应存储到数据存储模块中相应的教室下。

更进一步的，所述处理计算模块的具体处理计算过程为：首先获取到每个教室在每个季节每天的用电量以及每天参与用电的电器信息数据，并对以上获取到的信息数据进行综合的计算处理，从而可以得到每个教室在每个季节的用电上限数据：

其中，limit为每个教室在每个季节的用电上限，为每个季节g每天d的用电量，W为季节总天数，E_f为每个参与用电的电器额定功率，R为每个季节参与用电的电器总数，t为晚自习总时长。

更进一步的，所述数据看板模块包括：控制记录信息调取模块、用电信息调取模块以及数据展示模块；

控制信息调取模块：用于从数据存储模块中调取控制信息数据；

用电信息调取模块：用于从数据存储模块中调取每个教室的用电信息数据；

数据展示模块：用于将控制信息调取模块和用电信息调取模块调取到的信息数据进行展示。

根据本发明的另外一个方面，提供一种晚自习用电管理方法，该方法基于以上的一种晚自习用电管理系统实现，具体包括以下步骤：

S1、配置晚自习的开始和结束时间，并将配置完成的时间信息进行保存；

S2、根据每个教室在每个季节每天的用电量以及每天参与用电的电器设备信息，制定相应教室在每个季节的用电规则；

S3、晚自习开始后，对教室内部的人员和用电信息进行实时的监测，若判断出教室没有人，并且在一段时间内教室的用电量超过预定参数，此时控制模块会自动的关闭教室内不常开的用电设备或者监测到教室内部有人，但用电量超过用电规则中规定的用电上限后，控制模块会自动关闭教室内不常开的用电设备；

S4、自动获取若干次从晚自习结束到最后一个人离开教室的时间差，并根据获取到的若干次时间差数据，调整设定晚自习结束后到关闭教室内不常用电器的时长；当晚自习结束后，并到达晚自习结束后到关闭教室内不常用电器的时长后，会自动关闭教室内不常开的电器设备。

本发明一种晚自习用电管理系统及方法的有益效果为：在晚自习开始后，当监测到教室内没有人，此时教室内的用电量依旧超过预定的参数后，则会通过控制模块自动的关闭教室内不常开的用电设备，避免在晚自习的时候，学生被统一集中到另一处进行活动的时候，导致教室内用电设备没有关闭，从而造成电力浪费的情况。并且，在晚自习结束后，在到达系统预设定的时长后，会自动关闭教室内部不常开的用电设备，避免人员全部离开教室，忘记关闭用电设备，从而造成电力资源浪费的情况。此外，本系统还能够根据每个教室在每个季节的用电量以及参与用电的电器信息，自动的设定每个教室的用电上限规则，避免随着用电设备的增加，从而造成用电负荷增大，造成安全隐患的情况。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1为系统原理示意图；

图2为方法流程示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

根据本发明的一个方面，如图1所示，提供了一种晚自习用电管理系统，包括：

信息数据监测采集模块：通过用电信息实时监测模块对每个教室的用电信息进行监测采集，然后通过室内人员实时监测模块(该模块为安装在教师内部的高清红外摄像头)对教室内人员数量进行监测采集，通过晚自习起始时间配置模块对晚自习的起始时间进行配置，并存储到存储模块中。

信息数据传输模块：将信息数据监测采集模块所监测采集到的数据传输到数据存储模块中进行存储，同时会将信息数据传输到智能分析处理模块中，以供智能分析处理模块进行处理分析。

数据存储模块：对信息数据监测采集模块采集到的用电信息和晚自习起始时间信息、用电规则制定模块制定的用电规则以及控制模块的控制记录信息进行保存存储。

智能分析处理模块：首先通过数据接收调取模块接收来自于信息数据传输模块传输的信息数据，然后将接收到的信息数据交由核心分析模块进行智能分析：首先根据晚自习起始时间配置模块配置的时间判断晚自习是否开始，若判断晚自习已经开始，获取用电信息实时监测模块以及室内人员实时监测模块所监测到的信息数据，若：

则通过结果反馈模块将结果反馈给控制模块，控制模块自动的关闭教师内不需要常开的电器设备；其中，Z_t为一段时间的总时长，L_i为每秒i的用电量，sd为室内人员数，μ为人数阈值参数，S为教室内常开的电器总数，E_j为每个常开电器的额定功率。

并且，获取若干次从晚自习结束时间到最后一人离开教室过程中的时间差数据，并根据若干次的时间差数据，综合分析调整从晚自习结束到关闭教室内不常开的电器的时长：

其中，time为从晚自习结束到关闭教室内不常开的电器的时长，m为总次数，td_k为每次从晚自习结束时间到最后一人离开教室过程中的时间差，td_max、td_min分别为若干次中最大和最小的时间差数据。

在晚自习结束后，并且到达从晚自习结束到关闭教室内不常开的电器的时长后，教室内用电量依旧超过预定参数后，此时会通过结果反馈模块将结果反馈给控制模块，控制模块控制教室内不常开的用电设备关闭。若晚自习结束后，并且到达从晚自习结束到关闭教室内不常开的电器的时长后，教室内用电量不超过预定参数，则控制模块不动作。

用电规则制定模块：先通过数据调取模块对数据存储模块中存储的每个教室在每个季节每天的用电信息以及每天参与用电的电气信息数据进行调取，并通过处理计算模块对以上调取到的信息数据进行综合的计算处理，从而可以得到每个教室在每个季节的用电上限数据：

其中，limit为每个教室在每个季节的用电上限，为每个季节g每天d的用电量，W为季节总天数，E_f为每个参与用电的电器额定功率，R为每个季节参与用电的电器总数，t为晚自习总时长；

然后，通过规则生成模块根据以上得到的每个教室在每个季节的用电上限数据，生成用电规则；最后，通过规则文件对应反存模块将用电规则对应存储到数据存储模块中相应的教室下。

控制模块：先通过信号接收模块接收来自智能分析处理模块的控制信号，然后利用信号解析模块对信号进行解析，并根据解析的结果通过开关控制模块对教室用电设备的开关进行控制，最后，通过记录反存模块将开关记录存储到数据存储模块对应的教室下。

数据看板模块：通过控制信息调取模块以及用电信息调取模块从数据存储模块中分别调取控制信息数据和每个教室的用电信息数据，再通过数据展示模块将调取到的数据进行综合展示，方便管理人员进行查看管理。

根据本发明的另一个方面，如图2所示，提供了一种晚自习用电管理方法，该方法基于以上的一种晚自习用电管理系统实现，具体包括以下步骤：

第一步、配置晚自习的开始和结束时间，并将配置完成的时间信息进行保存；

第二步、根据每个教室在每个季节每天的用电量以及每天参与用电的电器设备信息，制定相应教室在每个季节的用电规则；

第三步、晚自习开始后，对教室内部的人员和用电信息进行实时的监测，若判断出教室没有人，并且在一段时间内教室的用电量超过预定参数，此时控制模块会自动的关闭教室内不常开的用电设备或者监测到教室内部有人，但用电量超过用电规则中规定的用电上限后，控制模块会自动关闭教室内不常开的用电设备；

第四步、自动获取若干次从晚自习结束到最后一个人离开教室的时间差，并根据获取到的若干次时间差数据，调整设定晚自习结束后到关闭教室内不常用电器的时长；当晚自习结束后，并到达晚自习结束后到关闭教室内不常用电器的时长后，会自动关闭教室内不常开的电器设备。

其中本文中出现的电器元件均为现实中存在的电器元件。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种晚自习用电管理系统，其特征在于，包括：信息数据监测采集模块、信息数据传输模块、数据存储模块、智能分析处理模块、用电规则制定模块、控制模块以及数据看板模块；

信息数据监测采集模块：用于对每个教室的用电信息、室内人员信息以及晚自习的起始时间信息数据进行实时监测采集；该模块包括：用电信息实时监测模块、室内人员实时监测模块和晚自习起始时间配置模块；用电信息实时监测模块：用于对每个教室的用电信息数据进行实时的监测；室内人员实时监测模块：用于对教室内的人员进行实时的监测；晚自习起始时间配置模块：用于对晚自习的开始和结束时间进行配置；

信息数据传输模块：用于对信息数据监测采集模块所监测采集到的数据进行传输；

数据存储模块：用于对信息数据监测采集模块采集到的用电信息和晚自习起始时间信息、用电规则制定模块制定的用电规则以及控制模块的控制记录信息进行保存存储；

智能分析处理模块：用于对信息数据监测采集模块所监测采集到的数据进行智能处理分析，从而得到分析结果，并将得到的结果反馈给控制模块；该模块包括：数据接收调取模块、核心分析模块和结果反馈模块；数据接收调取模块：用于接收来自于信息数据传输模块传输的信息数据；核心分析模块：用于对数据接收调取模块所获取到的信息数据进行智能分析，从而能够得到分析结果，具体为：首先根据晚自习起始时间配置模块配置的时间判断晚自习是否开始，若判断晚自习已经开始，获取用电信息实时监测模块以及室内人员实时监测模块所监测到的信息数据，若：

则将结果反馈给控制模块，控制模块自动的关闭教室内不需要常开的电器设备；其中，Z_t为一段时间的总时长，L_i为每秒i的用电量，sd为室内人员数，μ为人数阈值参数，S为教室内常开的电器总数，E_j为每个常开电器的额定功率；结果反馈模块：用于将核心分析模块得到的分析结果反馈给控制模块；

用电规则制定模块：用于对数据存储模块中存储的用电信息数据进行调取，并对调取到的用电信息数据进行计算处理，从而可以得到每个教室的用电规则，并将得到的用电规则保存在相应的教室下；该模块包括：数据调取模块、处理计算模块、规则生成模块以及规则文件对应反存模块；数据调取模块：用于从数据存储模块中调取教室在不同季节的用电量以及每个季节参与用电的电器信息；处理计算模块：用于对数据调取模块调取到的数据进行综合处理计算，从而可以得到每个教室在每个季节的用电上限数据，具体处理计算过程为：首先获取到每个教室在每个季节每天的用电量以及每天参与用电的电器信息数据，并对以上获取到的信息数据进行综合的计算处理，从而可以得到每个教室在每个季节的用电上限数据：

其中，limit为每个教室在每个季节的用电上限，为每个季节g每天d的用电量，W为季节总天数，E_f为每个参与用电的电器额定功率，R为每个季节参与用电的电器总数，t为晚自习总时长；规则生成模块：用于根据处理计算模块得到的每个教室在每个季节的用电上限数据，生成用电规则；规则文件对应反存模块：用于将规则生成模块生成的用电规则对应存储到数据存储模块中相应的教室下；

控制模块：用于根据智能分析处理模块的分析结果以及用电规则制定模块制定的用电规则，对教室电器开关进行控制，并将控制记录保存到相应的教室下；

数据看板模块：用于对控制记录、每个教室的用电信息进行综合的显示，方便管理人员进行查看。

2.根据权利要求1所述的一种晚自习用电管理系统，其特征在于：所述核心分析还包括以下分析过程：获取若干次从晚自习结束时间到最后一人离开教室过程中的时间差数据，并根据若干次的时间差数据，综合分析调整从晚自习结束到关闭教室内不常开的电器的时长：

time＝(∑_k∈m(td_k)/m)+td_min-td_max

其中，time为从晚自习结束到关闭教室内不常开的电器的时长，m为总次数，td_k为每次从晚自习结束时间到最后一人离开教室过程中的时间差，td_max、td_min分别为若干次中最大和最小的时间差数据。

3.根据权利要求1所述的一种晚自习用电管理系统，其特征在于：所述控制模块包括：信号接收模块、信号解析模块、开关控制模块以及记录反存模块；

信号接收模块：用于接收来自智能分析处理模块的控制信号；

信号解析模块：用于对信号接收模块接收到的信号进行解析；

开关控制模块：用于根据信号解析模块解析出来的结果，对开关进行控制；

记录反存模块：用于将开关控制模块的开关记录存储到数据存储模块对应的教室下。

4.根据权利要求1所述的一种晚自习用电管理系统，其特征在于：所述数据看板模块包括：控制记录信息调取模块、用电信息调取模块以及数据展示模块；

控制信息调取模块：用于从数据存储模块中调取控制信息数据；

用电信息调取模块：用于从数据存储模块中调取每个教室的用电信息数据；

数据展示模块：用于将控制信息调取模块和用电信息调取模块调取到的信息数据进行展示。

5.一种晚自习用电管理方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-4任意一项所述的一种晚自习用电管理系统实现，具体包括以下步骤：

S1、配置晚自习的开始和结束时间，并将配置完成的时间信息进行保存；

S2、根据每个教室在每个季节每天的用电量以及每天参与用电的电器设备信息，制定相应教室在每个季节的用电规则；

S3、晚自习开始后，对教室内部的人员和用电信息进行实时的监测，若判断出教室没有人，并且在一段时间内教室的用电量超过预定参数，此时控制模块会自动的关闭教室内不常开的用电设备或者监测到教室内部有人，但用电量超过用电规则中规定的用电上限后，控制模块会自动关闭教室内不常开的用电设备；

S4、自动获取若干次从晚自习结束到最后一个人离开教室的时间差，并根据获取到的若干次时间差数据，调整设定晚自习结束后到关闭教室内不常用电器的时长；当晚自习结束后，并到达晚自习结束后到关闭教室内不常用电器的时长后，会自动关闭教室内不常开的电器设备。