TWI659587B - 基於物聯網的電源插座之供電管理系統及其方法 - Google Patents

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Abstract

一種基於物聯網的電源插座之供電管理系統及其方法，透過設置在電源插座的感測器持續感測用電狀態，並且將用電狀態以物聯網傳送至伺服端，使伺服端根據用電狀態、用電時段及其電價訊息分別計算每一電源插座的用電費用，並且在用電費用超過預設金額或用電超過負載時，傳送禁能信號至相應的電源插座使其停止供電，用以達成提高電源插座的功能性之技術功效。

Description

基於物聯網的電源插座之供電管理系統及其方法
本發明涉及一種供電管理系統及其方法，特別是基於物聯網的電源插座之供電管理系統及其方法。
近年來，隨著物聯網(Internet of Things,IoT)的普及與蓬勃發展，使得原本僅能行使獨立功能的普通物體皆具有網路功能，進而衍生各式各樣的應用。
一般而言，傳統的電源插座僅單純提供用電設備以插頭連接，進而獲得所需之電源。倘若使用者欲控制電源插座，通常需要從住宅的電源總開關進行控制，例如：開啟電源總開關使所有電源插座供電；關閉電源總開關使所有電源插座斷電。然而，此方式無法單獨對單一電源插座進行控制，故具有電源插座的功能性不足之問題。
有鑑於此，便有廠商提出具開關控制的電源延長線的技術，其透過在電源延長線的每一電源插座設置對應的實體開關，提供使用者能夠單獨對單一電源插座進行控制。然而，此一方式僅單純提供開啟及關閉電源的功能， 並且需要由使用者對實體開關親自操作，無法根據不同的預設條件進行自動控制，例如：在電費超過限制、用電超過負載時自動斷電，因此仍然無法有效解決電源插座的功能性不足的問題。
綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在電源插座的功能性不足之問題，因此實有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。
本發明揭露一種基於物聯網的電源插座之供電管理系統及其方法。
首先，本發明揭露一種基於物聯網的電源插座之供電管理系統，此系統包含：伺服端及電源插座。在伺服端的部分，其包含：接收模組、計算模組及控制模組。其中，接收模組用以透過物聯網接收用電狀態；計算模組用以偵測用電時段，並且根據用電狀態、用電時段及預設的電價訊息計算對應此用電狀態的用電費用；控制模組用以在預設期間累計的用電費用大於預設金額及用電狀態超過負載或兩者其中之一時，傳送禁能訊號。另外，在電源插座的部分，其包含：感測模組、顯示模組、傳輸模組及開關模組。其中，感測模組用以透過設置在電源插座的感測器持續感測電壓、電流及功率以生成用電狀態；顯示模組用以在實體開關為開啟時，致能顯示器以持續顯示生成的用電狀態，以及在實體開關為關閉時，禁能顯示器；傳輸模組電性連接感測模組，用以透過物聯網將生成的用電狀態傳送至伺服端，以及允許自伺服端接收禁能訊號；開關模組電性連接傳輸模組，用以在接收到禁能訊號後，禁能所述電源插座使其停止供電。
接著，本發明揭露一種基於物聯網的電源插座之供電管理方法，應用在具有伺服端及電源插座的物聯網環境，其步驟包括：電源插座透過設置在其中的感測器持續感測電壓、電流及功率以生成用電狀態，並且在實體開關為開啟時，致能顯示器以持續顯示用電狀態，以及實體開關為關閉時，禁能顯示器；所述電源插座透過物聯網將生成的用電狀態傳送至伺服端；伺服端透過物聯網接收用電狀態，以及偵測用電時段，並且根據用電狀態、用電時段及預設的電價訊息計算對應此用電狀態的用電費用；伺服端在預設期間累計的用電費用大於預設金額及用電狀態超過負載或兩者其中之一時，傳送禁能訊號至對應的電源插座；電源插座在接收到禁能訊號後，禁能所述電源插座使其停止供電。
本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術的差異在於本發明是透過設置在電源插座的感測器持續感測用電狀態，並且將用電狀態以物聯網傳送至伺服端，使伺服端根據用電狀態、用電時段及其電價訊息分別計算每一電源插座的用電費用，並且在用電費用超過預設金額或用電超過負載時，傳送禁能信號至相應的電源插座使其停止供電。
透過上述的技術手段，本發明可以達成提高電源插座的功能性之技術功效。
110‧‧‧伺服端
111‧‧‧接收模組
112‧‧‧計算模組
113‧‧‧控制模組
120‧‧‧電源插座
121‧‧‧感測模組
122‧‧‧傳輸模組
123‧‧‧開關模組
124‧‧‧顯示模組
300‧‧‧電源插座
310‧‧‧母插頭
320‧‧‧實體開關
330‧‧‧顯示器
400‧‧‧行動裝置
410‧‧‧觸控螢幕
411‧‧‧即時通訊信息
步驟210‧‧‧電源插座透過設置在其中的至少一感測器持續感測電壓、電流及功率以生成一用電狀態
步驟220‧‧‧所述電源插座透過物聯網將生成的該用電狀態傳送至伺服端
步驟230‧‧‧該伺服端透過物聯網接收該用電狀態，以及偵測一用電時段，並且根據該用電狀態、該用電時段及預設的一電價訊息計算對應該用電狀態的一用電費用
步驟240‧‧‧該伺服端在一預設期間累計的該用電費用大於一預設金額及該用電狀態超過負載或兩者其中之一時，傳送一禁能訊號至對應的所述電源插座
步驟241‧‧‧於該伺服端預先儲存至少一連結參數值，並且在傳送該禁能訊號前，先載入所述連結參數值以與一即時通訊程式的一應用程式介面建立連結，再將該用電費用及該用電狀態作為透過該即時通訊程式傳送的一即時通訊信息
步驟250‧‧‧所述電源插座在接收到該禁能訊號後，禁能所述電源插座使其停止供電
第1圖為本發明基於物聯網的電源插座之供電管理系統之系統方塊圖。
第2圖為本發明基於物聯網的電源插座之供電管理方法之方法流程圖。
第3圖為應用本發明管理電源插座之示意圖。
第4圖為應用本發明監控電源插座的狀態之示意圖。
以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。
在說明本發明所揭露之基於物聯網的電源插座之供電管理系統及其方法之前，先對本發明所應用的環境作說明，本發明所述的電源插座具有感測器及網路功能，能夠透過感測器生成用電狀態，並且藉由物聯網與伺服端連線，以便傳送用電狀態及接收禁能訊號，進而根據禁能訊號控制電源插座的供電方式，例如：持續供電或停止供電。
以下配合圖式對本發明基於物聯網的電源插座之供電管理系統及其方法做進一步說明，請先參閱「第1圖」，「第1圖」為本發明基於物聯網的電源插座之供電管理系統之系統方塊圖，此系統包含：伺服端110及電源插座120。在伺服端110的部分，其包含：接收模組111、計算模組112及控制模組113。其中，接收模組111用以透過物聯網自伺服端110接收用電狀態。在實際實施上，所述用電狀態來自各電源插座120，也就是說，當電源插座120不只一個時，每個電源插座120都會有對應的用電狀態。
計算模組112用以偵測用電時段，並且根據用電狀態、用電時段及預設的電價訊息計算對應此用電狀態的用電費用。在實際實施上，預設的電價訊息為電力公司提供的電價表，此電價表包含不同用電時段的電費(即：用 電費用)，例如：用電時段「07：30~22：30」為尖峰時段、用電時段「00：00~07：30；22：30~24：00」為離峰時段等等的電費。假設計算模組112持續接收到產生的用電狀態，計算模組112會記錄持續的日期及時間作為用電時段，並且搭配用電狀態中記載的功率計算用電度數(例如：一千瓦小時為1度)，接著，再根據用電時段的分類(如：尖峰時段、離峰時段、半尖峰時段等等)計算出相應的用電費用。舉例來說，假設用電時段為「00：00~01：00」、用電狀態中記載的功率為1,000瓦，計算模組112會計算出用電度數為1度，並且由於其為離峰時段，所以當離峰時段的電費為每度新台幣2元時，將計算出對應此用電狀態的用電費用為新台幣2元(2*1=2)。
控制模組113用以在預設期間累計的用電費用大於預設金額及用電狀態超過負載或兩者其中之一時，傳送禁能訊號至伺服端110。在實際實施上，在預設期間累計的用電費用未大於預設金額及用電狀態未超過負載時，則產生致能訊號，使開關模組123在接收到此致能訊號後，致能所述電源插座120使其恢復供電。舉例來說，假設預設期間為「二個月」、預設金額為「新台幣1,000元」，那麼，用電費用只要超過新台幣1,000元且用電狀態超過負載，電源插座120便停止供電，甚至亦可在前述條件其中之一滿足時便停止供電。另外，控制模組113還可預先儲存連結參數值，以便在傳輸模組122傳送提示訊息前，先載入連結參數值以與即時通訊程式的應用程式介面(Application Programming Interface,API)建立連結，使提示訊息能夠傳送至即時通訊程式以生成相應的即時通訊信息，其中，所述連結參數值包含應用程式介面的統一資源標識符(Uniform Resource Identifier,URI)及授權權杖(Token)。預設的連結參數值可儲存在記憶體，如：快閃記憶體、唯讀記憶體等等。
接著，在電源插座120的部分，所述電源插座120包含：感測模組121、傳輸模組122及開關模組123。其中，感測模組121透過設置在電源插座120的感測器持續感測電壓、電流及功率以生成用電狀態。所述感測器為電壓感測器、電流感測器、功率感測器等等，用以感測電壓、電流及功率。一般而言，所述感測器設置在電源插座120內部，然而本發明並未以此作限定，只要在電源插座120設置感測器以生成用電狀態，無論感測器設置在電源插座120的內部或外部皆不脫離本發明的應用範疇。
傳輸模組122電性連接感測模組121，用以透過物聯網將生成的用電狀態傳送至伺服端110，以及允許自伺服端110接收禁能訊號。在實際實施上，物聯網的無線通訊技術可使用如：藍牙(Bluetooth)、WiFi、ZigBee、CoAP(Constrained Application Protocol)、MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)等等來實現。
開關模組123電性連接傳輸模組122，用以在接收到禁能訊號後，禁能所述電源插座120使其停止供電。舉例來說，透過斷路(或稱為開路)的方式使連接電源插座120的用電設備無法電性連接電源來達成停止供電的目的。特別要說明的是，雖然本發明以斷路/開路舉例說明，然而，本發明並非以此為限，任何能夠停止供電的方式皆不脫離本發明的應用範疇。
特別要說明的是，電源插座120還可包含顯示模組124，其電性連接感測模組121及開關模組123，用以在實體開關為開啟時，致能顯示器以持續顯示生成的用電狀態，以及在實體開關為關閉時，禁能顯示器。另外，在開關模組123禁能電源插座120使其停止供電時，所述顯示器可顯示預設的提示訊 息，此提示訊息以文字、符號及數字其中之一或其組合進行顯示，例如：「已達電費限制條件，目前停止供電」、「用電超過負載，暫時停止供電」等等。
接著，請參閱「第2圖」，「第2圖」為本發明基於物聯網的電源插座之供電管理方法之方法流程圖，應用在具有伺服端110及電源插座120的物聯網環境，其步驟包括：電源插座120透過設置在其中的感測器持續感測電壓、電流及功率以生成用電狀態(步驟210)；電源插座120透過物聯網將生成的用電狀態傳送至伺服端110(步驟220)；伺服端110透過物聯網接收用電狀態，以及偵測用電時段，並且根據用電狀態、用電時段及預設的電價訊息計算對應此用電狀態的用電費用(步驟230)；伺服端110在預設期間累計的用電費用大於預設金額及用電狀態超過負載或兩者其中之一時，傳送禁能訊號至對應的電源插座120(步驟240)；電源插座120在接收到禁能訊號後，禁能電源插座120使其停止供電(步驟250)。透過上述步驟，即可透過設置在電源插座120的感測器持續感測用電狀態，並且將用電狀態以物聯網傳送至伺服端110，使伺服端110根據用電狀態、用電時段及其電價訊息分別計算每一電源插座120的用電費用，並且在用電費用超過預設金額或用電超過負載時，傳送禁能信號至相應的電源插座120使其停止供電。
另外，在步驟240之後，可於伺服端110預先儲存連結參數值，並且在傳送禁能訊號前，先載入連結參數值以與即時通訊程式的應用程式介面建立連結，再將用電費用及用電狀態作為透過即時通訊程式傳送的即時通訊信息(步驟241)。如此一來，除了將禁能訊號傳送至電源插座120之外，還可同時藉由即時通訊程式傳送即時通訊信息，使安裝有此即時通訊程式的使用者，能夠即時讀取此即時通訊信息。
以下配合「第3圖」及「第4圖」以實施例的方式進行如下說明，請先參閱「第3圖」，「第3圖」為應用本發明管理電源插座之示意圖。在實際實施上，電源插座300具有母插頭310以提供用電設備連接。當用電設備與電源插座連接並使用電源時，電源插座300的感測器持續感測電壓、電流及功率以生成用電狀態，並且將用電狀態傳送至伺服端110。此時，伺服端110可根據用電狀態的傳送日期及時間判斷用電時段，並且根據用電狀態、用電時段及預設的電價訊息來計算對應此用電狀態的用電費用，接著，在預設期間累計的用電費用大於預設金額及用電狀態超過負載，甚至只要兩者其中之一滿足時，伺服端110即傳送禁能訊號至對應的電源插座120使其停止供電。如此一來，電源插座120便可經由伺服端110來進行供電管理，提高電源插座120的功能性。
另外，電源插座120可如「第3圖」所示意，提供實體開關320及顯示器330，當實體開關320為開啟時，致能顯示器330以持續顯示生成的用電狀態，例如：「電壓：110V；電流：2mA：功耗：35W」，以及在實體開關320為關閉時，禁能顯示器330。在實際實施上，在禁能電源插座120使其停止供電時，顯示器330還可顯示預設的提示訊息，此提示訊息以文字、符號及數字其中之一或其組合進行顯示。
如「第4圖」所示意，「第4圖」為應用本發明監控電源插座的狀態之示意圖。在實際實施上，伺服端110還可預先儲存連結參數值，並且在傳送禁能訊號前，先載入連結參數值以與即時通訊程式的應用程式介面建立連結。其中，連結參數值包含統一資源標識符，如：「https：//notify-api.line.me/api/notify」及授權權杖，如：「HctsOjEpqw69bI6926wu8cXXsH93TckhhxhStMp2Ksd」。接著，可執行指令：「curl-X POST https：//notify-api.line.me/api/notify-H "Authorization：Bearer HctsOjEpqw69bI6926wu8cXXsH93TckhhxhStMp2Ksd" -F "message=〔停電〕用電費用為新台幣1,000元；用電狀態為超過負載。"」，用以生成相應的即時通訊信息411，並且顯示在使用者的行動裝置400的觸控螢幕410。如此一來，使用者即可透過即時通訊程式監控電源插座300的狀態。
除了上述透過即時通訊程式監控電源插座300的狀態之外，電源插座300亦可如「第4圖」所示意，在接收到禁能訊號後，直接於顯示器330顯示提示訊息，如：「停止供電」。因此，使用者可直接透過顯示器330得知電源插座300的狀態。
綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於透過設置在電源插座的感測器持續感測用電狀態，並且將用電狀態以物聯網傳送至伺服端，使伺服端根據用電狀態、用電時段及其電價訊息分別計算每一電源插座的用電費用，並且在用電費用超過預設金額或用電超過負載時，傳送禁能信號至相應的電源插座使其停止供電，藉由此一技術手段可以解決先前技術所存在的問題，進而達成提高電源插座的功能性之技術功效。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (8)

  1. 一種基於物聯網的電源插座之供電管理系統，該系統包含：一伺服端，該伺服端包含：一接收模組，用以透過物聯網接收一用電狀態；一計算模組，用以偵測一用電時段，並且根據該用電狀態、該用電時段及預設的一電價訊息計算對應該用電狀態的一用電費用；以及一控制模組，用以在一預設期間累計的該用電費用大於一預設金額及該用電狀態超過負載或兩者其中之一時，傳送一禁能訊號；以及至少一電源插座，每一電源插座包含：一感測模組，用以透過設置在所述電源插座的至少一感測器持續感測電壓、電流及功率以生成該用電狀態；一顯示模組，用以在一實體開關為開啟時，致能一顯示器以持續顯示生成的該用電狀態，以及在該實體開關為關閉時，禁能該顯示器；一傳輸模組，電性連接該感測模組，用以透過物聯網將生成的該用電狀態傳送至該伺服端，以及允許自該伺服端接收該禁能訊號；以及一開關模組，電性連接該傳輸模組，用以在接收到該禁能訊號後，禁能所述電源插座使其停止供電。
  2. 根據申請專利範圍第1項之基於物聯網的電源插座之供電管理系統，其中該顯示模組用以在該開關模組禁能所述電源插座使其停止供電時，顯示預設的一提示訊息，該提示訊息以文字、符號及數字其中之一或其組合進行顯示。
  3. 根據申請專利範圍第1項之基於物聯網的電源插座之供電管理系統，其中該控制模組在該預設期間累計的該用電費用未大於該預設金額及用電狀態未超過負載時，產生一致能訊號，使開關模組在接收到該致能訊號後，致能所述電源插座使其恢復供電。
  4. 根據申請專利範圍第1項之基於物聯網的電源插座之供電管理系統，其中該控制模組預先儲存至少一連結參數值，並且在傳送該禁能訊號前，先載入所述連結參數值以與一即時通訊程式的一應用程式介面建立連結，再將該用電費用及該用電狀態作為透過該即時通訊程式傳送的一即時通訊信息，其中，所述連結參數值包含該應用程式介面的統一資源標識符(Uniform Resource Identifier,URI)及授權權杖(Token)。
  5. 一種基於物聯網的電源插座之供電管理方法，應用在具有一伺服端及至少一電源插座的物聯網環境，其步驟包括：所述電源插座透過設置在其中的至少一感測器持續感測電壓、電流及功率以生成一用電狀態，並且在一實體開關為開啟時，致能一顯示器以持續顯示該用電狀態，以及該實體開關為關閉時，禁能該顯示器；所述電源插座透過物聯網將生成的該用電狀態傳送至該伺服端；該伺服端透過物聯網接收該用電狀態，以及偵測一用電時段，並且根據該用電狀態、該用電時段及預設的一電價訊息計算對應該用電狀態的一用電費用；該伺服端在一預設期間累計的該用電費用大於一預設金額及該用電狀態超過負載或兩者其中之一時，傳送一禁能訊號至對應的所述電源插座；以及所述電源插座在接收到該禁能訊號後，禁能所述電源插座使其停止供電。
  6. 根據申請專利範圍第6項之基於物聯網的電源插座之供電管理方法，其中該禁能所述電源插座使其停止供電的步驟，更包含在該顯示器顯示預設的一提示訊息，該提示訊息以文字、符號及數字其中之一或其組合進行顯示。
  7. 根據申請專利範圍第6項之基於物聯網的電源插座之供電管理方法，其中在該預設期間累計的該用電費用未大於該預設金額及用電狀態未超過負載時，產生一致能訊號，使開關模組在接收到該致能訊號後，致能所述電源插座使其恢復供電。
  8. 根據申請專利範圍第6項之基於物聯網的電源插座之供電管理方法，其中該方法更包含於該伺服端預先儲存至少一連結參數值，並且在傳送該禁能訊號前，先載入所述連結參數值以與一即時通訊程式的一應用程式介面建立連結，再將該用電費用及該用電狀態作為透過該即時通訊程式傳送的一即時通訊信息的步驟，其中，所述連結參數值包含該應用程式介面的統一資源標識符(Uniform Resource Identifier,URI)及授權權杖(Token)。
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