CN212009322U - 一种基于泛在物联网的智慧用电管理系统 - Google Patents

一种基于泛在物联网的智慧用电管理系统 Download PDF

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刘琦
肖博
张静
路慧
吴昊
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Abstract

本实用新型公开了一种基于泛在物联网的智慧用电管理系统,本实用新型涉及泛在物联网信息服务领域;所述智慧用电管理系统包括通过无线相互连接的能耗采集节点、云平台及终端。本系统通过电流传感器和NB‑IoT无线传感网络实时监测家庭用电状况,并将数据传输至云平台,分析处理得出家庭用电状况的数据,并将结果发送至终端,帮助用户方便及时的了解家庭用电状况,辅助用户合理安排电器开关时间,提升用户的知情权和参与感,从而促使用户主动节约能源,提高家庭能源利用率和电网运行安全可靠性。同时,本系统安装方便,成本不高,功耗低,易扩展,具有较高的灵活性和安全性。

Description

一种基于泛在物联网的智慧用电管理系统
技术领域
本实用新型涉及泛在物联网信息服务领域,尤其是涉及一种基于NB-IoT传输的泛在物联网的智慧用电管理系统。
背景技术
随着经济的高速发展,各个行业对能源的需求量不断扩大,国家能源压力也越来越大。怎样高效的使用能源成为国家当前面对的一个重要问题。2019年国家电网公司“两会”做出全面推进“三型两网”建设,加快打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业的战略部署。其中,泛在电力物联网是指围绕电力系统各环节,充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,实现电力系统各环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。泛在电力物联网旨在为用户提供例如实时监测、统计分析、用电诊断、科学用电方案、差异化电价信息等服务,让用户获得更多知情权和参与感,从而促使用户主动节约能源,提高家庭能源利用率和电网运行安全可靠性。
目前,我国家庭能源管理大多采用传统的人工查看电表的方法,该方法存在实时性差、反馈不及时、难以管理等问题。现有信息化、智能化解决方案大多是为电力供给侧、工厂和大型企业提供的,且基于智能电表,安装复杂,成本高,数据不对外开放,不适用于家庭用户。
实用新型内容
为了解决上述问题,本实用新型提供了一种基于泛在物联网的智慧用电管理系统,该系统基于NB-IoT无线传感网络,实时采集用户用电数据,通过云端存储和分析帮助用户更好的管理家庭用电。
本实用新型的技术方案是:一种基于泛在物联网的智慧用电管理系统,所述智慧用电管理系统包括通过无线相互连接的能耗采集节点、云平台及终端。
进一步的,所述能耗采集节点包括通过有线相互连接的电能采集模块、显示传输模块及电源模块;
所述电能采集模块包括相互连接的电流互感器模块、运放与滤波模块及A/D转换模块;
所述显示传输模块包括相互连接的MCU模块、NB通信模块及显示模块;
所述电源模块通过5V的电源连接在电能采集模块上,通过3.3V的电源连接在显示传输模块上。
进一步的,所述的云平台是用于对数据的处理、储存、分析及通信。
进一步的,所述终端包括PC机和PAD。
进一步的,所述的能耗采集节点安置在线路入户口处;所述云平台安置在云服务器中;所述终端通过无线连接用户。
本实用新型的有益效果:本系统通过电流传感器和NB-IoT无线传感网络实时监测家庭用电状况,并将数据传输至云平台,分析处理得出家庭用电状况的数据,并将结果发送至终端,帮助用户方便及时的了解家庭用电状况,辅助用户合理安排电器开关时间,提升用户的知情权和参与感,从而促使用户主动节约能源,提高家庭能源利用率和电网运行安全可靠性。同时,本系统安装方便,成本不高,功耗低,易扩展,具有较高的灵活性和安全性。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图;
图2为本实用新型中能耗采集节点的结构示意图;
图3为本实用新型中能耗采集节点的软件流程图;
其中,1是电能采集模块,11是电流互感器模块,12是运放与滤波模块,13是A/D 转换模块,2是显示传输模块,21是MCU模块,22是NB通信模块,23是显示模块,3 是电源模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明:
本实用新型公开了一种基于泛在物联网的智慧用电管理系统,所述智慧用电管理系统包括通过无线相互连接的能耗采集节点、云平台及终端;
通常情况下,所述能耗采集节点与云平台之间是通过NB-IoT无线传感网络无线连接且实时监测家庭用电状况。
进一步的,所述能耗采集节点包括通过有线相互连接的电能采集模块1、显示传输模块2及电源模块3;
所述电能采集模块1用于周期性的采集测量线路电能数据,显示传输模块2通过控制芯片控制在液晶屏上实时显示电能数据,经由NB-IoT无线传感网络通过天线发送给无线通信模块,并通过无线通信模块发送数据至云平台存储;云平台接收到数据后,对数据进行处理、存储和分析,并将结果发送至相应的终端;用户可通过终端实时查看实时家庭用电量、当前使用的电器及状态、按年月日分类的用电总量和按电器分类的用电总量等信息。
所述电能采集模块1包括相互连接的电流互感器模块11、运放与滤波模块12及A/D转换模块13;
所述显示传输模块2包括相互连接的MCU模块21、NB通信模块22及显示模块23;
所述电源模块3通过5V的电源连接在电能采集模块1上,通过3.3V的电源连接在显示传输模块2上;
在所述电能采集模块1中,电流互感器模块11、运放与滤波模块12中的电路构成周期性采集所测线路的工作电流的模拟信号,并通过A/D转换模块13中的芯片转换为数字量存放在其寄存器中;
所述显示传输模块2中的控制芯片I2C数据接口获取寄存器中16位电器工作电流的数据,通过运算得出此电器的瞬时电功率,将数据显示在液晶屏上,同时将数据传输至NB-IoT无线传感网络,通过其利用TCP透传方式发送,经由基站将数据转发至云平台存储。
进一步的,所述的云平台是用于对数据的处理、储存、分析及通信(处理方式)。
进一步的,所述终端包括PC机和PAD。
进一步的,所述的能耗采集节点安置在线路入户口处;所述云平台安置在云服务器中(云端);所述终端通过无线连接用户。
本实用新型的工作原理如图3所述;所述能耗采集节点开始上电后,首先对硬件进行初始化配置,读取电能采集模块1的数据,数据读取完成后,如未读出,则原路返回;如读出,则数据读取完成后,计算线路的电功率,然后将计算后的数据通过液晶屏显示数据,并通过发送到NB通信模块22,如发送未完成,则原路返回;如发送完成,则完成一次完整的操作,回到起点,开始下一次的数据发送操作。
本系统安装方便,成本不高,功耗低,易扩展,具有较高的灵活性和安全性。

Claims (3)

1.一种基于泛在物联网的智慧用电管理系统,其特征在于,所述智慧用电管理系统包括通过无线相互连接的能耗采集节点、云平台及终端;所述能耗采集节点包括通过有线相互连接的电能采集模块、显示传输模块及电源模块;
所述电能采集模块包括相互连接的电流互感器模块、运放与滤波模块及A/D转换模块;
所述显示传输模块包括相互连接的MCU模块、NB通信模块及显示模块;
所述电源模块通过5V的电源连接在电能采集模块上,通过3.3V的电源连接在显示传输模块上。
2.根据权利要求1所述的一种基于泛在物联网的智慧用电管理系统,其特征在于,所述终端包括PC机和PAD。
3.根据权利要求1所述的一种基于泛在物联网的智慧用电管理系统,其特征在于,所述的能耗采集节点安置在线路入户口处;所述云平台安置在云服务器中;所述终端通过无线连接用户。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113467309A (zh) * 2021-07-06 2021-10-01 南京信息工程大学 一种基于物联网的楼宇用电监控系统

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