CN205608212U - 基于wifi的建筑用电监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用电监控技术领域，尤其是公开了一种基于WIFI的建筑用电监控系统，包括连接办公场所用能设备的第一WIFI模块、可与第一WIFI模块连接的WIFI路由器及红外人体感应器，所述红外人体感应器连接所述WIFI路由器。本实用新型引入了WIFI功能和红外人体功能，保证探测、控制的灵敏度和精确度，有效防止信号被干扰或者不灵敏等缺点，而且结构简单，容易实现，制造成本低，易于推广使用。

Description

基于 WIFI 的建筑用电监控系统

技术领域

本实用新型涉及用电监控技术领域，尤其是涉及一种基于WIFI的建筑用电监控系统。

背景技术

现有建筑用电计量与节能控制系统常利用红外人体感应器去探测房间中是否有人。其存在下述缺点：

（1）红外人体感应器对静态人体和小幅度动作感应不灵敏，经常会出现误判。

（2）红外人体感应器容易受各种热源、光源、射频辐射、热气流的干扰。

（3）红外人体感应器的被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡。

（4）当人体温度接近环境温度时，红外人体感应器的探测灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。

（5）现有建筑用电计量与节能控制系统功能比较单一，通常只有分户计量功能或者只有控制功能。

（6）现有建筑用电计量与节能控制系统的有线方式，需要大量的线缆连接各控制元件、控制平台，施工困难，耗材量大，施工周期比较长、人工成本比较高。

（7）现有建筑用电计量与节能控制系统的无线方式中ZigBee协议的带宽开销量对信道带宽要求较高，影响通讯距离和环境适应性。

（8）现有建筑用电计量与节能控制系统的无线方式，当节点数量超过一定量时在ZigBee等协议下容易导致无线内网信号堵塞甚至崩溃。

（9）现有建筑用电计量与节能控制系统的无线方式，在EnOcean协议下核心芯片贵导致系统造价高、不利推广。

（10）现有建筑用电计量与节能控制系统中对空调的控制，只起到电源控制和温度调节，其具体的调节要人为操作，使用功能有限。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种灵敏度高，成本低的基于WIFI的建筑用电监控系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种基于WIFI的建筑用电监控系统，包括连接办公场所用能设备的第一WIFI模块、可与第一WIFI模块连接的WIFI路由器及红外人体感应器，所述红外人体感应器连接所述WIFI路由器。本实用新型WIFI路由器结合红外人体感应器，当红外人体感应器探测到有人时，可向WIFI路由器发送信号，WIFI路由器通过第一WIFI模块开启办公场所用能设备；而在检测不到人时则控制办公场所用能设备关闭；结合人的行为特征智能地降低建筑待机电耗，节能量可达10%以上。信号传输稳定，有效解决单靠红外人体感应器探测人体不灵敏、易受干扰和被遮挡的缺点。改造施工简单，所需部件少，不破坏墙体结构,是通用路由器的替代产品，制造成本低，易于推广使用。

进一步地，所述第一WIFI模块包括WIFI照明监控模块、WIFI插座监控模块及WIFI空调监控模块。通过WIFI路由器即可实现对照明、插座电源、空调电源的智能控制，控制设备多，且方便。

进一步地，所述WIFI路由器包括WIFI路由模块、办公场所用能设备集成监测控制模块、温度感应模块、湿度感应模块、二氧化碳浓度探测模块及PM2.5值感应模块。依据室内空气的温度、湿度、二氧化碳值，WIFI路由器计算控制策略去控制空调末端送风量和送风温度、调节新风机的新风量；提高了环境的舒适性，还有利于人们的健康。

进一步地，所述WIFI空调监控模块还包括一显示屏。方便信息的读取。

进一步地，所述WIFI路由器连接交换机，交换机连接服务器。所述服务器可实现信息的处理、识别、判断及控制，办公场所用能设备可通过服务器进行控制，也可直接由WIFI路由器进行控制，使用更加灵活方便。

进一步地，还包括手持式的智能设备，智能设备可无线连接所述WIFI路由器。智能设备无线连接结合红外感应器判断特定人员的位置。利用建筑内特定人员随身携带的智能设备与WIFI路由器之间的信号强度，结合红外人体感应器，判定特定人员是否在特定房间中，智能开启和关闭房间内的照明、插座和空调；当红外人体感应器探测不到人体时，且智能设备的GPS定位不在建筑所在区域，关闭房间内的照明、插座和空调；智能设备上安装APP软件，还可远程监测室内环境，如温度、湿度、PM2.5值，远程控制办公场所用能设备，如照明、插座、空调等设备。

进一步地，所述智能设备为手机、平板电脑。该设置容易实现。

进一步地，所述WIFI路由器包括可吸附于天花板的吸顶部件。进而可将WIFI路由器固定于天花板上，信号遮挡小，占用空间小，功耗低。

综上所述，本实用新型引入了WIFI功能和红外人体功能，保证探测、控制的灵敏度和精确度，有效防止信号被干扰或者不灵敏等缺点，而且结构简单，容易实现，制造成本低，易于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1所示，一种基于WIFI的建筑用电监控系统，包括第一WIFI模块、WIFI路由器1、红外人体感应器2及手持式的智能设备8。智能设备8可无线连接所述WIFI路由器1并接收WIFI路由器1内信息。所述智能设备8为手机、平板电脑等其他电子设备。

具体的，所述WIFI路由器1包括吸顶部件，进而可将WIFI路由器1吸附于天花板上。所述第一WIFI模块连接办公场所用能设备，WIFI路由器1可与第一WIFI模块连接，红外人体感应器2可探测房间内是否有人，所述红外人体感应器2连接所述WIFI路由器1。

再者，所述第一WIFI模块包括WIFI照明监控模块3、WIFI插座监控模块4及WIFI空调监控模块5。而在其他实施例中，所述第一WIFI模块还可包括WIFI电视监控模块、WIFI热水器监控模块等其他办公场所用能设备的控制模块。所述WIFI空调监控模块5还包括一显示屏。显示屏显示常规空调控制器显示的参数、该房间的当日当月当年累计总用电量、当时的空气温度、湿度、二氧化碳和PM2.5值。

具体的，所述WIFI路由器1包括WIFI路由模块、办公场所用能设备集成监测控制模块、温度感应模块、湿度感应模块、二氧化碳浓度探测模块及PM2.5值感应模块。WIFI路由器中除具备普通办公路由器的路由功能外，还可监测房间内空气的温度、湿度、二氧化碳、PM2.5值。综合考虑室内空气温度、湿度、二氧化碳含量，从舒适性角度控制空调，并提高空调节能性有利于人们的健康。所述WIFI路由器1连接交换机6，交换机6连接服务器7。

使用过程：

当红外人体感应器2探测到房间中有人时，WIFI路由器1智能开启房间内的照明、插座、空调；

当红外人体感应器2探测不到房间人员，但智能设备8与WIFI路由器1之间的信号强度高于阈值则认为房间有人，WIFI路由器1智能开启房间内的照明、插座、空调；

当红外人体感应器2探测不到房间人员，且智能设备8与WIFI路由器1之间的信号强度低于阈值则认为房间无人，WIFI路由器1智能关闭房间内的照明、插座、空调；

系统可扩展至当红外人体感应器2探测不到房间人员，且智能设备8的GPS定位不在建筑所在区域，WIFI路由器1关闭房间内的照明、插座、空调。

本实用新型还包括一上位机软件，上为机软件可将建筑中各房间照明、插座、空调的启闭控制规则写入服务器7，由服务器7实现对各房间照明、插座、空调的群控启闭功能。

本实用新型依据室内空气的温度、湿度、二氧化碳值，WIFI路由器1计算控制策略去控制空调末端送风量和送风温度、调节新风机的新风量；或者WIFI路由器1将室内空气的温度、湿度、二氧化碳值上传到服务器7，由服务器7计算控制策略，经WIFI路由器1下发到WIFI空调监控模块5去控制空调末端送风量和送风温度、调节新风机的新风量。

同时，还可利用智能设备8和服务器7实现远程监测单个房间和建筑整体的照明、插座和空调的用电量，以及单个房间和建筑整体空气温度、湿度、二氧化碳和PM2.5值，同时实现远程监控单个房间和建筑整体的照明、插座和空调的运行模式。通过智能设备8与WIFI路由器1之间的信号强度，结合智能设备8的GPS定位判定特定人员是否出现在特定房间中，实现员工考勤功能。可根据需要设置成单个房间用电计量与能量调节子系统或者是整个建筑的用电计量与节能控制系统。

本实用新型开发专用WIFI路由器结合红外人体感应器，解决单靠红外人体感应器探测人体不灵敏、易受干扰和被遮挡的缺点；也解决有线网施工周期长、耗材量大、人工成本高，和无线网节点多时信息传输不稳定的问题。采用WIFI协议解决无线协议中ZigBee协议功耗高、传输不稳定，EnOcean协议产品价格高的问题。

本实用新型的各个部分的功能如下：

WIFI路由器1：除具备普通路由器的协议转换、路由选择等功能外，还具备以下功能：1）监测空气温度、湿度、二氧化碳和PM2.5值，并将该监测数据传输到WIFI空调监控模块5进行显示；2）利用与智能设备8之间的信号强度结合红外人体感应器3、智能设备8的GPS定位，去启闭照明、插座、空调；3）依据室内空气的温度、湿度、二氧化碳值，计算控制策略或传输服务器7的控制策略，去控制WIFI空调监控模块5的末端送风量和送风温度、调节新风机的新风量；接收、运算各房间内各模块的负载用电量，并将计算结果（该房间的当日当月当年累计总用电量）传输到WIFI空调监控模块5和服务器7。

红外人体感应器2：探测房间中是否有人，为智能开启和关闭房间内的照明、插座、空调提供初步条件。

智能设备8：利用建筑内特定人员随身携带的智能设备8与WIFI路由器1之间的信号强度，结合红外人体感应器2，判定特定人员是否在特定房间中，智能开启和关闭房间内的照明、插座和空调；当红外人体感应器2探测不到人体时，且智能设备8的GPS定位不在建筑所在区域，关闭房间内的照明、插座和空调；智能设备8上安装APP软件，可远程监测室内温度、湿度、PM2.5值，远程控制室内照明、插座、空调设备。

上位机软件：将各房间照明、插座、空调的启闭控制规则写入服务器7；处理分析各房间的照明、插座、空调运行状态和用电量，并生成报表。

服务器7：脱离上位机软件，依据已写入的控制规则通过WIFI路由器1控制各房间的照明、插座和空调。

WIFI照明监控模块3：监测照明负载用电量，并上传负载用电量到WIFI路由器1；接受WIFI路由器1指令启闭照明灯具。

WIFI插座监控模块4：监测插座负载用电量，并上传负载用电量到WIFI路由器1；接受专用WIFI路由器指令启闭插座负载。

WIFI空调监控模块5：监测空调负载用电量，并上传负载用电量到WIFI路由器1；接受WIFI路由器1指令控制空调末端送风量和送风温度、调节新风机的新风量；并在显示屏上显示常规空调控制器显示的参数，显示接收WIFI路由器传输的空气温度、湿度、二氧化碳、PM2.5值和当日当月当年累计总用电量。

系统中WIFI路由器1、红外人体感应器2、智能设备8、WIFI照明监控模块3、WIFI插座监控模块4、WIFI空调监控模块5之间采用WIFI无线连接。而WIFI路由器1、上位机软件、服务器7之间采用有线局域网连接。

房间内WIFI路由器1、红外人体感应器2、智能设备8、WIFI照明监控模块3、WIFI插座监控模块4、WIFI空调监控模块5组成单个房间的用电计量与节能控制子系统。而多个房间的用电计量与节能控制子系统，结合上位机软件、服务器7组成整个建筑的用电计量与节能控制系统。

本实用新型具有下述优点：采用红外人体感应器和智能设备8双重判定模式，判定特定人员在特定房间的位置不受各种热源、光源、射频辐射、热气流的干扰。

当人体温度接近环境温度时，也不会影响判定特定人员是否在特定房间中。系统中只存在一种无线协议即WIFI协议，避免了多种协议之间的转换，提高了效率。

WIFI协议已成熟普及，核心芯片价格低，产品易于推广。

WIFI协议对信号带宽要求低、传输稳定、一般不会出现信号堵塞和崩溃。

办公环境的房间面积一般不超过35平方米，能保证WIFI信号强度；若办公环境的房间面积超过35平方米，则采用增加WIFI路由器1发射功率的方法解决WIFI信号强度。

本实用新型既能组成单个房间的用电计量与节能控制子系统，也能组成建筑整体的用电计量与节能控制系统。

采用建筑整体有线网络与单个房间无线内网相结合的方式，避免了无线节点数量较多引发的系统崩溃和信号丢失问题。

既具备分户、分房间计量功能又具备远程和本地控制功能。

可对特定房间的用电量进行累计，适用分散部门或单位的用电计量与考核。

结合人人拥有智能设备和WIFI成熟普及的社会现状，是“物联网”和“互联网+”的一种实际应用。

改造施工简单，不破坏墙体结构,是通用路由器的替代产品。产品的维护、升级非常简单。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于WIFI的建筑用电监控系统，其特征在于：包括连接办公场所用能设备的第一WIFI模块、可与第一WIFI模块连接的WIFI路由器（1）及红外人体感应器（2），所述红外人体感应器（2）连接所述WIFI路由器（1）。

2.根据权利要求1所述的基于WIFI的建筑用电监控系统，其特征在于：所述第一WIFI模块包括WIFI照明监控模块（3）、WIFI插座监控模块（4）及WIFI空调监控模块（5）。

3.根据权利要求1所述的基于WIFI的建筑用电监控系统，其特征在于：所述WIFI路由器（1）包括WIFI路由模块、办公场所用能设备集成监测控制模块、温度感应模块、湿度感应模块、二氧化碳浓度探测模块及PM2.5值感应模块。

4.根据权利要求1所述的基于WIFI的建筑用电监控系统，其特征在于：所述WIFI空调监控模块（5）还包括一显示屏。

5.根据权利要求1所述的基于WIFI的建筑用电监控系统，其特征在于：所述WIFI路由器（1）连接交换机（6），交换机（6）连接服务器（7）。

6.根据权利要求1所述的基于WIFI的建筑用电监控系统，其特征在于：还包括手持式的智能设备（8），智能设备（8）可无线连接所述WIFI路由器（1）。

7.根据权利要求6所述的基于WIFI的建筑用电监控系统，其特征在于：所述智能设备（8）为手机、平板电脑。

8.根据权利要求1所述的基于WIFI的建筑用电监控系统，其特征在于：所述WIFI路由器（1）包括可吸附于天花板的吸顶部件。