专利名称：办公室单体设备能耗实时监测、远程控制及统计分析系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及办公室单体设备能耗实时监测、远程控制及统
计分析系统，属测量电变量對G01R)和测量值、控制信号和传输系统幾G08C)。
(二) 背景技术..
随着我国经济的发展，据统计，国家机关办公建筑和大型公共建筑年耗电量 约占全国城镇总耗电量的22%，每平方米年耗电量是普通居民住宅的10 20倍, 是欧洲、日本等发达国家同类建筑的2 3倍，而且还有随办公设备增添造成平 均办公耗能不断增加的趋势。产生办公耗能不断增加的原因如下
l)电耗监控系统有严重缺陷目前虽有节约用电管理制度，但无技术上 的监控系统也无法控制节能。如某科室空调控制温度是否超标、某处室下 班时间电热水器是否还在运行、照明设备过夜不关灯等情况并不能在第一时 间准确获得，造成了"长明灯、长流水"浪费现象长期得不到有效解决，给国 家财政带来了巨大浪费。
2)传统的手段不能实现有效的节能管理传统的手段仅能满足于对整体建 筑，最多是一个楼层的周期性用电计量，不能实现对每类(甚至是每台)设备 的用能实时记录监测，不能准确制定设备耗能指标和耗能统计，自然对超标 原因、部门及设备难以实现有效的节能管理。
3) 无法实现远程调控功能现有节电管理对各种耗能设备在使用中随时 出现的违规浪费现象，不能即时发现和判断，更不能实现自动的远程控制。 如无人时设备用电浪费、空调温度设置不当、夜间富裕电梯不关等浪费不能 即时有效的自动纠正。
4) 若要满足分类、分户、分项计量，必须进行相关的技术改造，但也不能 实现实时监测。现有的改造是将原建筑电器布局和线路走向等改变，产生金 额较大的改造费用；同时因改造又造成对正常办公秩序的干扰和影响。即便 进行了改造，也不能实现耗能的实时监测的要求。
2008年8月l我国发布《公共机构节能条例》。明确规定公共机构应当实 行能源消费计量制度；加强对本单位能源消耗状况的实时监测，及时发现、 纠正用能浪费现象；负责能源消费统计；实行能源审计制度等。
发明内容
本实用新型提供的办公室单体设备能耗实时监测、远程控制及统计分析系 统，就是解决现有的国家机关办公建筑和大型公共建筑年耗电量大，电耗监控系 统有缺陷，不能有效的节能管理、不能满足国家政策对耗能状况实时监测等 要求的问题。其技术方案如下
办公室单体设备能耗实时监测、远程控制及统计分析系统，其特征是
A) 在办公室每个单体设备l(la、 lb.....)电源线上装设电流检测器2，在该处 设置采集器3、温度传感器4和人体感应器5;电流检测器、温度传感器和人体 感应器电信号端均接入设置的采集器3端口，采集器内顺次设徵数(A/D)转换器 3.1、单片机处理器3.2、编码器3.3、数模(D/A)转换器3.4和电流载波传输模块 3.5。自动关闭不影响数据丢失的单体设备采集器上设有接口与执行电路6连接。 采集器直流电源3.6取自原交流电源，并通过原电源线路将信息传输至集中器8。
B) 集中器8设在总电表7处，其内顺次设电流载波解析模块8.1 、模/数(A/D) 转换器8.2、单片机系统83;集中器8直流电源8，5取自原交流电源；在单片 机系统8.3上装用以进行网上数据传输9的无线网卡或有线网卡8.4;
C) 在办公楼中心管理机房内设置服务器，包括装无线网卡或有线网卡10.3 的电脑IO、配套使用的显示器11和打印机12。
本实用新型有益效果
i .实现办公室单体设备能耗实时监测，.远程控制，对使用中随时出现的违 规浪费现象，能即时发现和判断，并同时实现自动的远程控制。如无人时设备 用电浪费、空调温度设置不当、夜间富裕电梯不关等浪费，即时自动纠正。ii.获 得单体设备能耗统计分析系统能准确制定设备耗能指标和耗能统计，对超标
原因、超标部门及重点超标设备等实现有效节能管理。iii.对一个有着许多下 属或关联机构、且下级或关联机构又地处不同区域的领导机关，装设本系统，可 实现对广大区域内不同单位的能耗统一监管。iv.本系统的安装只需在各单体设 备旁装入采集器等，在总电表处装集中器;不必对原建筑电器布局和线路走向 进行全面改逸避免大面积开挖，安装方便快速。v.集中器数据经网络传输， 信息网络化，任何一台电脑均可接收，方便管理。vi.固态继电器是无触点开 关元件，工作可靠寿命长，抗干扰力强，开关速度快等。

图l本实用新型总体系统示意图 图2采集器3及相关件连接结构示意图 图3采集器3电路框图 图4集中器6电路框图 图5中心管理机房内服务器组成框图 具体实施方式
本实施例办公室单体设备能耗实时监测、远程控制及统计分析系统组成如下 见图1，在办公楼办公室每个单体设备1包括房间a内的照明设备la; 房间b内的照明设备lb;计算机设备lc;电热水器Id;空调设备le.....等等。在前述所有单体设备1旁均分别配置一电磁感应电流检测器2、采集器 3、温度传感器4和人体感应器5(可采用人体红外线感应器)。
见图2，电磁感应电流检测器2原边线圈套在电源火线上，电流1^测器电信 号端2.1接采集器3端口 通过电流检测器便测出单体设备电耗。温度传自 4装在采集器外壳上其电信号端4.1接入采集器端口 3b，这样可测量单体设备所 处空间温度，可采用高灵敏度的温度传感器。在办公室内人活动区装人体感应 器5， 一般安装于墙体上，可选距离为5米或10米等规格，人体感应器5电信号 端5.1接采集器端口 3c，当有人存在或移动，或一定时间无人存在或移动，均发 出信息到采集器。电流检测器、温度传感器和人体感应器均为市售产品。
见图3， 3内顺次设徵敬A/D辨换器3.1 、单片机处理器3.2、编码器3.3、
数^(D/A辨换器3.4和电流織#^^ 3.5(餘波频率为50赫^)。采集器直流 电源3.6设有降压整流电路等将原交流市电电源变为直流+12V。通过原电源线 路将信息传输至集中器8。采集器对电流、MJt和人体信号采集、编码和传输。
见图4，集中器8设在总电表7处，(可插入电表的插口)。集中器8内顺次设电 流载波解析模块8.1、模激(A/D)转换器8.2、单片机系统8.3，集中器8直流电源 8.5设有降压整流电路等将原交流市电电源变为直流+12V。在单片机系统8.3上 装用以进行网上数据传输9的无线网卡或有线网卡8.4。无线网络可为无线局域 网，有线网可为以太网。集中器用以对采集器信息汇总、解调和传输。
见图5，在办公楼中心管理机房内设置服务器，包括装有无线网卡或有线 网卡的电脑10、配套使用的显示器11和打印机12。电脑10内设有自动控制 执行电路6动作的后台管理软件10.1，软件内设有温度传感器4的限定温度和 人体感应器5限定的无人时间。电脑10存储器内有数据汇集、分析和统计的 软件10.2。电脑10采用TCP/IP通讯协议。
工作过程电流检测器检测的电流、温度传感器检测的温度和人体感应器 检测的无人时间等通过正向传输，即采集器3 —电流载波传输一集中器8 —无 线网或有线网至电脑10，由电脑10的CPU和后台管理软件10.1根据设有的 限定温度和无人时间等判断发出指令，经反向传输至执行电路6进行自动控制。
见图2、图3，执行电路6可采用固态继电器电路，即将自动关闭不影响数 据丢失的单体设备la、 lb、 ld和le的市电220V两端接在固态继电器6的输 入受控制端6a、 6b，两输入控制端6c、 6d接入采集器接口 3d (在模/数转换器 3.1处)。固态继电器属无触电通断电子开关，器件用了高压专用光电耦合器， 以实现输入与输出之间的电气隔离。图3中Ki为该单体设备可设的手动开关。 当电脑10发出关闭某单体设备电源指令，固态缉电器6断开，该单体设备电源 关闭。对计算机设备ld则不设自动断电的执行电路6，以免数据丢失。
权利要求1. 办公室单体设备能耗实时监测、远程控制及统计分析系统，其特征是A)在办公室每个单体设备(1)电源线上装设电流检测器(2)，在该处设置采集器(3)、温度传感器(4)和人体感应器(5)；电流检测器、温度传感器和人体感应器电信号端均接入采集器信号端口，采集器(3)内顺次设模/数转换器(3.1)、单片机处理器(3.2)、编码器(3.3)、数模转换器(3.4)和电流载波传输模块(3.5)；自动关闭不影响数据丢失的单体设备采集器上设有接口与执行电路(6)连接；采集器直流电源(3.6)取自原交流电源，并通过原电源线路将信息传输至集中器(8)；B)集中器(8)设在总电表(7)处，其内顺次设电流载波解析模块(8.1)、模/数转换器(8.2)、单片机系统(8.3)；集中器直流电源(8.5)取自原交流电源；在单片机系统(8.3)上装用以进行网上数据传输的无线网卡或有线网卡(8.4)；C)在办公楼中心管理机房内设置服务器，包括装有无线网卡或有线网卡(10.3)的电脑(10)、相配套使用的显示器(11)和打印机(12)。
2. 按权利要求1皿系统，其特征是电流检测器(2沐用电磁感应电流检测器。
3. 按权利要求l，系统，，征是执行电斷6沐用固态继电器执行电路。
4. 按权利要求1 0M^统，其特征是电脑(10)内设有自动控制执行电路动作 的后台管理软件(IO.I)，软件内设置有温度传感器限定温度和人体感应器允i午 的无人时间。
5. 按权利要求1 ^ ^统，辦征是电斷10)存储器内有数据汇集、分析和 统计的软件(10.2)。
6. 按权利要求1臓系统，辦征是集中對8)和电脑(10)间的信道无线网络 采用无线局域网；有线网采用以太网。
专利摘要办公室单体设备能耗实时监测、远程控制及统计分析系统。各单体设备上装电流检测器、采集器，温度传感器和人体感应器；它们的信号端接采集器，采集器内设模/数转换器、单片机处理器、编码器、数模转换器和电流载波传输模块，并设自动关闭电源的执行电路。通过原电源线用电流载波将信息传输至集中器，其内设电流载波解析模块、模/数转换器、单片机系统，由无线网或有线网将信息传输在办公楼中心管理机房内设置的电脑，并设显示器和打印机。对用电中出现的违规浪费，能即时发现和自动纠正，对能耗超标等也能有效的管理。此系统安装方便，不须对原电器布局和线路走向改造。对下级机构地处不同区域的领导机关，装设本系统，可实现对广大区域内不同单位能耗的统一监管。
文档编号G05B19/048GK201281811SQ20082014067
公开日2009年7月29日 申请日期2008年10月13日 优先权日2008年10月13日
发明者力 黄 申请人:四川新能电子技术有限公司