專利名稱：辦公室單體設(shè)備能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制及統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及辦公室單體設(shè)備能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制及統(tǒng)
計(jì)分析系統(tǒng)，屬測量電變量對(duì)G01R)和測量值、控制信號(hào)和傳輸系統(tǒng)幾G08C)。
(二) 背景技術(shù)..
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)，國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑年耗電量 約占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%，每平方米年耗電量是普通居民住宅的10 20倍, 是歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家同類建筑的2 3倍，而且還有隨辦公設(shè)備增添造成平 均辦公耗能不斷增加的趨勢(shì)。產(chǎn)生辦公耗能不斷增加的原因如下
l)電耗監(jiān)控系統(tǒng)有嚴(yán)重缺陷目前雖有節(jié)約用電管理制度，但無技術(shù)上 的監(jiān)控系統(tǒng)也無法控制節(jié)能。如某科室空調(diào)控制溫度是否超標(biāo)、某處室下 班時(shí)間電熱水器是否還在運(yùn)行、照明設(shè)備過夜不關(guān)燈等情況并不能在第一時(shí) 間準(zhǔn)確獲得，造成了"長明燈、長流水"浪費(fèi)現(xiàn)象長期得不到有效解決，給國 家財(cái)政帶來了巨大浪費(fèi)。
2)傳統(tǒng)的手段不能實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能管理傳統(tǒng)的手段僅能滿足于對(duì)整體建 筑，最多是一個(gè)樓層的周期性用電計(jì)量，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)每類(甚至是每臺(tái))設(shè)備 的用能實(shí)時(shí)記錄監(jiān)測，不能準(zhǔn)確制定設(shè)備耗能指標(biāo)和耗能統(tǒng)計(jì)，自然對(duì)超標(biāo) 原因、部門及設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能管理。
3) 無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)控功能現(xiàn)有節(jié)電管理對(duì)各種耗能設(shè)備在使用中隨時(shí) 出現(xiàn)的違規(guī)浪費(fèi)現(xiàn)象，不能即時(shí)發(fā)現(xiàn)和判斷，更不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的遠(yuǎn)程控制。 如無人時(shí)設(shè)備用電浪費(fèi)、空調(diào)溫度設(shè)置不當(dāng)、夜間富裕電梯不關(guān)等浪費(fèi)不能 即時(shí)有效的自動(dòng)糾正。
4) 若要滿足分類、分戶、分項(xiàng)計(jì)量，必須進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)改造，但也不能 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測?，F(xiàn)有的改造是將原建筑電器布局和線路走向等改變，產(chǎn)生金 額較大的改造費(fèi)用；同時(shí)因改造又造成對(duì)正常辦公秩序的干擾和影響。即便 進(jìn)行了改造，也不能實(shí)現(xiàn)耗能的實(shí)時(shí)監(jiān)測的要求。
2008年8月l我國發(fā)布《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》。明確規(guī)定公共機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)實(shí) 行能源消費(fèi)計(jì)量制度；加強(qiáng)對(duì)本單位能源消耗狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、 糾正用能浪費(fèi)現(xiàn)象；負(fù)責(zé)能源消費(fèi)統(tǒng)計(jì)；實(shí)行能源審計(jì)制度等。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供的辦公室單體設(shè)備能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制及統(tǒng)計(jì)分析系 統(tǒng)，就是解決現(xiàn)有的國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑年耗電量大，電耗監(jiān)控系 統(tǒng)有缺陷，不能有效的節(jié)能管理、不能滿足國家政策對(duì)耗能狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測等 要求的問題。其技術(shù)方案如下
辦公室單體設(shè)備能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制及統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，其特征是
A) 在辦公室每個(gè)單體設(shè)備l(la、 lb.....)電源線上裝設(shè)電流檢測器2，在該處 設(shè)置采集器3、溫度傳感器4和人體感應(yīng)器5;電流檢測器、溫度傳感器和人體 感應(yīng)器電信號(hào)端均接入設(shè)置的采集器3端口，采集器內(nèi)順次設(shè)徵數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器 3.1、單片機(jī)處理器3.2、編碼器3.3、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器3.4和電流載波傳輸模塊 3.5。自動(dòng)關(guān)閉不影響數(shù)據(jù)丟失的單體設(shè)備采集器上設(shè)有接口與執(zhí)行電路6連接。 采集器直流電源3.6取自原交流電源，并通過原電源線路將信息傳輸至集中器8。
B) 集中器8設(shè)在總電表7處，其內(nèi)順次設(shè)電流載波解析模塊8.1 、模/數(shù)(A/D) 轉(zhuǎn)換器8.2、單片機(jī)系統(tǒng)83;集中器8直流電源8，5取自原交流電源；在單片 機(jī)系統(tǒng)8.3上裝用以進(jìn)行網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳輸9的無線網(wǎng)卡或有線網(wǎng)卡8.4;
C) 在辦公樓中心管理機(jī)房內(nèi)設(shè)置服務(wù)器，包括裝無線網(wǎng)卡或有線網(wǎng)卡10.3 的電腦IO、配套使用的顯示器11和打印機(jī)12。
本實(shí)用新型有益效果
i .實(shí)現(xiàn)辦公室單體設(shè)備能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測，.遠(yuǎn)程控制，對(duì)使用中隨時(shí)出現(xiàn)的違 規(guī)浪費(fèi)現(xiàn)象，能即時(shí)發(fā)現(xiàn)和判斷，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的遠(yuǎn)程控制。如無人時(shí)設(shè)備 用電浪費(fèi)、空調(diào)溫度設(shè)置不當(dāng)、夜間富裕電梯不關(guān)等浪費(fèi)，即時(shí)自動(dòng)糾正。ii.獲 得單體設(shè)備能耗統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)能準(zhǔn)確制定設(shè)備耗能指標(biāo)和耗能統(tǒng)計(jì)，對(duì)超標(biāo)
原因、超標(biāo)部門及重點(diǎn)超標(biāo)設(shè)備等實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能管理。iii.對(duì)一個(gè)有著許多下 屬或關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)、且下級(jí)或關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)又地處不同區(qū)域的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)，裝設(shè)本系統(tǒng)，可 實(shí)現(xiàn)對(duì)廣大區(qū)域內(nèi)不同單位的能耗統(tǒng)一監(jiān)管。iv.本系統(tǒng)的安裝只需在各單體設(shè) 備旁裝入采集器等，在總電表處裝集中器;不必對(duì)原建筑電器布局和線路走向 進(jìn)行全面改逸避免大面積開挖，安裝方便快速。v.集中器數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸， 信息網(wǎng)絡(luò)化，任何一臺(tái)電腦均可接收，方便管理。vi.固態(tài)繼電器是無觸點(diǎn)開 關(guān)元件，工作可靠壽命長，抗干擾力強(qiáng)，開關(guān)速度快等。

圖l本實(shí)用新型總體系統(tǒng)示意圖 圖2采集器3及相關(guān)件連接結(jié)構(gòu)示意圖 圖3采集器3電路框圖 圖4集中器6電路框圖 圖5中心管理機(jī)房內(nèi)服務(wù)器組成框圖 具體實(shí)施方式
本實(shí)施例辦公室單體設(shè)備能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制及統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)組成如下 見圖1，在辦公樓辦公室每個(gè)單體設(shè)備1包括房間a內(nèi)的照明設(shè)備la; 房間b內(nèi)的照明設(shè)備lb;計(jì)算機(jī)設(shè)備lc;電熱水器Id;空調(diào)設(shè)備le.....等等。在前述所有單體設(shè)備1旁均分別配置一電磁感應(yīng)電流檢測器2、采集器 3、溫度傳感器4和人體感應(yīng)器5(可采用人體紅外線感應(yīng)器)。
見圖2，電磁感應(yīng)電流檢測器2原邊線圈套在電源火線上，電流1^測器電信 號(hào)端2.1接采集器3端口 通過電流檢測器便測出單體設(shè)備電耗。溫度傳自 4裝在采集器外殼上其電信號(hào)端4.1接入采集器端口 3b，這樣可測量單體設(shè)備所 處空間溫度，可采用高靈敏度的溫度傳感器。在辦公室內(nèi)人活動(dòng)區(qū)裝人體感應(yīng) 器5， 一般安裝于墻體上，可選距離為5米或10米等規(guī)格，人體感應(yīng)器5電信號(hào) 端5.1接采集器端口 3c，當(dāng)有人存在或移動(dòng)，或一定時(shí)間無人存在或移動(dòng)，均發(fā) 出信息到采集器。電流檢測器、溫度傳感器和人體感應(yīng)器均為市售產(chǎn)品。
見圖3， 3內(nèi)順次設(shè)徵敬A/D辨換器3.1 、單片機(jī)處理器3.2、編碼器3.3、
數(shù)^(D/A辨換器3.4和電流織#^^ 3.5(餘波頻率為50赫^)。采集器直流 電源3.6設(shè)有降壓整流電路等將原交流市電電源變?yōu)橹绷?12V。通過原電源線 路將信息傳輸至集中器8。采集器對(duì)電流、MJt和人體信號(hào)采集、編碼和傳輸。
見圖4，集中器8設(shè)在總電表7處，(可插入電表的插口)。集中器8內(nèi)順次設(shè)電 流載波解析模塊8.1、模激(A/D)轉(zhuǎn)換器8.2、單片機(jī)系統(tǒng)8.3，集中器8直流電源 8.5設(shè)有降壓整流電路等將原交流市電電源變?yōu)橹绷?12V。在單片機(jī)系統(tǒng)8.3上 裝用以進(jìn)行網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳輸9的無線網(wǎng)卡或有線網(wǎng)卡8.4。無線網(wǎng)絡(luò)可為無線局域 網(wǎng)，有線網(wǎng)可為以太網(wǎng)。集中器用以對(duì)采集器信息匯總、解調(diào)和傳輸。
見圖5，在辦公樓中心管理機(jī)房內(nèi)設(shè)置服務(wù)器，包括裝有無線網(wǎng)卡或有線 網(wǎng)卡的電腦10、配套使用的顯示器11和打印機(jī)12。電腦10內(nèi)設(shè)有自動(dòng)控制 執(zhí)行電路6動(dòng)作的后臺(tái)管理軟件10.1，軟件內(nèi)設(shè)有溫度傳感器4的限定溫度和 人體感應(yīng)器5限定的無人時(shí)間。電腦10存儲(chǔ)器內(nèi)有數(shù)據(jù)匯集、分析和統(tǒng)計(jì)的 軟件10.2。電腦10采用TCP/IP通訊協(xié)議。
工作過程電流檢測器檢測的電流、溫度傳感器檢測的溫度和人體感應(yīng)器 檢測的無人時(shí)間等通過正向傳輸，即采集器3 —電流載波傳輸一集中器8 —無 線網(wǎng)或有線網(wǎng)至電腦10，由電腦10的CPU和后臺(tái)管理軟件10.1根據(jù)設(shè)有的 限定溫度和無人時(shí)間等判斷發(fā)出指令，經(jīng)反向傳輸至執(zhí)行電路6進(jìn)行自動(dòng)控制。
見圖2、圖3，執(zhí)行電路6可采用固態(tài)繼電器電路，即將自動(dòng)關(guān)閉不影響數(shù) 據(jù)丟失的單體設(shè)備la、 lb、 ld和le的市電220V兩端接在固態(tài)繼電器6的輸 入受控制端6a、 6b，兩輸入控制端6c、 6d接入采集器接口 3d (在模/數(shù)轉(zhuǎn)換器 3.1處)。固態(tài)繼電器屬無觸電通斷電子開關(guān)，器件用了高壓專用光電耦合器， 以實(shí)現(xiàn)輸入與輸出之間的電氣隔離。圖3中Ki為該單體設(shè)備可設(shè)的手動(dòng)開關(guān)。 當(dāng)電腦10發(fā)出關(guān)閉某單體設(shè)備電源指令，固態(tài)緝電器6斷開，該單體設(shè)備電源 關(guān)閉。對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備ld則不設(shè)自動(dòng)斷電的執(zhí)行電路6，以免數(shù)據(jù)丟失。
權(quán)利要求1. 辦公室單體設(shè)備能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制及統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，其特征是A)在辦公室每個(gè)單體設(shè)備(1)電源線上裝設(shè)電流檢測器(2)，在該處設(shè)置采集器(3)、溫度傳感器(4)和人體感應(yīng)器(5)；電流檢測器、溫度傳感器和人體感應(yīng)器電信號(hào)端均接入采集器信號(hào)端口，采集器(3)內(nèi)順次設(shè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(3.1)、單片機(jī)處理器(3.2)、編碼器(3.3)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(3.4)和電流載波傳輸模塊(3.5)；自動(dòng)關(guān)閉不影響數(shù)據(jù)丟失的單體設(shè)備采集器上設(shè)有接口與執(zhí)行電路(6)連接；采集器直流電源(3.6)取自原交流電源，并通過原電源線路將信息傳輸至集中器(8)；B)集中器(8)設(shè)在總電表(7)處，其內(nèi)順次設(shè)電流載波解析模塊(8.1)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(8.2)、單片機(jī)系統(tǒng)(8.3)；集中器直流電源(8.5)取自原交流電源；在單片機(jī)系統(tǒng)(8.3)上裝用以進(jìn)行網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線網(wǎng)卡或有線網(wǎng)卡(8.4)；C)在辦公樓中心管理機(jī)房內(nèi)設(shè)置服務(wù)器，包括裝有無線網(wǎng)卡或有線網(wǎng)卡(10.3)的電腦(10)、相配套使用的顯示器(11)和打印機(jī)(12)。
2. 按權(quán)利要求1皿系統(tǒng)，其特征是電流檢測器(2沐用電磁感應(yīng)電流檢測器。
3. 按權(quán)利要求l，系統(tǒng)，，征是執(zhí)行電斷6沐用固態(tài)繼電器執(zhí)行電路。
4. 按權(quán)利要求1 0M^統(tǒng)，其特征是電腦(10)內(nèi)設(shè)有自動(dòng)控制執(zhí)行電路動(dòng)作 的后臺(tái)管理軟件(IO.I)，軟件內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器限定溫度和人體感應(yīng)器允i午 的無人時(shí)間。
5. 按權(quán)利要求1 ^ ^統(tǒng)，辦征是電斷10)存儲(chǔ)器內(nèi)有數(shù)據(jù)匯集、分析和 統(tǒng)計(jì)的軟件(10.2)。
6. 按權(quán)利要求1臓系統(tǒng)，辦征是集中對(duì)8)和電腦(10)間的信道無線網(wǎng)絡(luò) 采用無線局域網(wǎng)；有線網(wǎng)采用以太網(wǎng)。
專利摘要辦公室單體設(shè)備能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制及統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)。各單體設(shè)備上裝電流檢測器、采集器，溫度傳感器和人體感應(yīng)器；它們的信號(hào)端接采集器，采集器內(nèi)設(shè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)處理器、編碼器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和電流載波傳輸模塊，并設(shè)自動(dòng)關(guān)閉電源的執(zhí)行電路。通過原電源線用電流載波將信息傳輸至集中器，其內(nèi)設(shè)電流載波解析模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)系統(tǒng)，由無線網(wǎng)或有線網(wǎng)將信息傳輸在辦公樓中心管理機(jī)房內(nèi)設(shè)置的電腦，并設(shè)顯示器和打印機(jī)。對(duì)用電中出現(xiàn)的違規(guī)浪費(fèi)，能即時(shí)發(fā)現(xiàn)和自動(dòng)糾正，對(duì)能耗超標(biāo)等也能有效的管理。此系統(tǒng)安裝方便，不須對(duì)原電器布局和線路走向改造。對(duì)下級(jí)機(jī)構(gòu)地處不同區(qū)域的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)，裝設(shè)本系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)廣大區(qū)域內(nèi)不同單位能耗的統(tǒng)一監(jiān)管。
文檔編號(hào)G05B19/048GK201281811SQ20082014067
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月13日
發(fā)明者力 黃 申請(qǐng)人:四川新能電子技術(shù)有限公司