基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统及方法

摘要

本发明公开了基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统，包括物联网电器设备、电力参数收集模块、电力参数分析模块、电力节能计算模块、物联网电器设备开启模块、物联网电器设备关闭控制模块、网路指令输入、硬件开关元件、物联网电器设备供电模块和电力参数可视化显示终端。通过电力节能计算模块对用电参数的量化指标进行计算，计算出具有功能重叠度的物联网电器设备，并将关闭指令输送至物联网电器设备关闭控制模块，从而通过物联网电器设备关闭控制模块与物联网电器设备的控制连接，关闭计算出的功能重叠度的物联网电器设备，避免了多个物联网终端电器设备造成电力浪费，达到了节约电力的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统及方法。

背景技术

物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理，物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

物联网应用领域中，需要大量的物联网终端，即相关的电器设备。而对于物联网终端电器设备的应用，缺乏相应的电力参数监控系统，且缺乏对于多个物联网终端电器设备的启闭调节，难以高效化地对多个物联网终端电器设备进行管理，应用的多个物联网终端电器设备极易造成电力浪费，因此，本发明提出了基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统及方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统及方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统，包括物联网电器设备、电力参数收集模块、电力参数分析模块、电力节能计算模块、物联网电器设备开启模块、物联网电器设备关闭控制模块、网路指令输入、硬件开关元件、物联网电器设备供电模块和电力参数可视化显示终端；

所述电力参数分析模块包括以下步骤：

S1001：电力参数分析模块采用图模一体化的技术，使整个模块进行智能化分析；

S1002：再通过实时获取CIM模型和GIS模型，建立面向对象的实时数据库进行管理；

S1003：对物联网电器设备配用电一体化的电网模型、拓扑和图形存储；

S1004：最后建立配用于物联网电器设备的电网系统及其管理模型，保证底层数据存储的开放性、模型更新的实时性、实时并发访问能力和系统的可维护性。

优选的，所述物联网电器设备供电模块和物联网电器设备电性连接，所述物联网电器设备和电力参数收集模块电性连接。

优选的，所述电力参数收集模块和电力参数分析模块电性连接，所述电力参数分析模块和电力节能计算模块电性连接。

优选的，所述电力节能计算模块分别和物联网电器设备开启模块与物联网电器设备关闭控制模块电性连接，所述网路指令输入与硬件开关元件均和电力节能计算模块电性连接。

优选的，所述物联网电器设备开启模块和物联网电器设备关闭控制模块均与物联网电器设备电性连接，所述电力参数可视化显示终端和电力节能计算模块均与电力参数可视化显示终端电性连接。

基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统的方法，包括以下步骤：

S1：通过物联网电器设备供电模块接入外部电源，并给物联网电器设备进行供电；

S2：物联网电器设备运行的电力参数，通过连接的电力参数收集模块对各物联网电器设备的电力参数进行收集；

S3：电力参数收集模块对电力参数收集后输出至电力参数分析模块，使其对电力参数进行分析，对每个物联网电器设备的用电参数分析，并且进行量化后输入至电力节能计算模块；

S4：电力参数收集模块将收集的电力参数传输至电力参数可视化显示终端，使电力参数可视化显示终端进行显示；

S5：通过电力节能计算模块对用电参数的量化指标进行计算，计算出具有功能重叠度的物联网电器设备，并将关闭指令输送至物联网电器设备关闭控制模块，从而通过物联网电器设备关闭控制模块与物联网电器设备的控制连接，关闭计算出的功能重叠度的物联网电器设备；

S6：需要增加开启物联网电器设备，可通过硬件开关元件或网络指令输入将开启指令输送至电力节能计算模块，并通过电力节能计算模块将开启指令输送至物联网电器设备开启模块，并通过物联网电器设备开启模块与物联网电器设备的控制连接，开启指定的物联网电器设备；

S7：电力节能计算模块将收集的电力参数传输至电力参数可视化显示终端，使电力参数可视化显示终端进行显示；

S8：电力节能计算模块将计算后的关闭指令，以及由硬件开关元件或网络指令输入的关团指令输送至电力参数可视化显示终端，使电力参数可视化对关闭指令或开启指令进行显示。

所述S3中电力参数分析模块对电力参数进行分析包括以下步

S301:电力参数收集模块收集电力参数输出给电力参数分析模块，所述电力参数包括电压、电流、频率、功率、功率因数、电能；

S303:预先对物联网电器设备进行预先测量其的电流参数，形成一个预定的区域，将预定区别分为电流稳定区域和电流警戒区域，将

S303:对S302中收集的实时电流参数与预定区域进行比对，进行

S304:对处于黄色图像内的实时电流参数进行调节电流提高电器

优选的，步骤S4、步骤S7和步骤S8中进行显示的电力参数可视化显示终端，为采用具备RS485接口并且通讯采用MODBUS协议的电力参数表，对电力参数收集模块输送的物联网电器设备电力参数、电力节能计算模块输送的用电参数量化指标、电力节能计算模块输送的关闭指令或开启指令，进行同步化显示，对数据进行扁平化展示。

优选的，步骤S5中电力节能计算模块对于用电参数的量化指标的计算，包括以下步骤：

S501：电力节能计算模块接收各个物联网电器设备的用电电力参数；

S502：电力节能计算模块将接收到的，相同功能效用的物联网电器设备的用电电力参数进行分类；

S503：再将应用覆盖范围重合度高的、且用电电力参数指数均较高的物联网电器设备进行比对；

S504：进行决策判断，将参加比对电力参数的物联网电器设备中应用覆盖范围小的物联网电器设备关闭；

S505：最后将关闭的决策转化为关闭指令，进行输出。

优选的，步骤S503中，对于应用覆盖范围重合度高的、且用电电力参数指数均较高的物联网电器设备进行比对的同时，将参与比对的物联网电器设备电力参数输送至电力参数可视化显示终端，对参与比对的物联网电器设备电力参数进行实时可视化显示。

优选的，步骤S505的决策判断中，将应用覆盖范围小的物联网电器设备关闭的决策信息，实时传输至电力参数可视化显示终端，通过电力参数可视化显示终端对关闭物联网电器设备的信息进行实时可视化显示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统及方法，通过电力参数收集模块将物联网电器设备的各物联网电器设备的电力参数进行收集，再输出至电力参数可视化显示终端，使电力参数可视化显示终端进行显示，且通过电力节能计算模块将收集的电力参数传输至电力参数可视化显示终端，使电力参数可视化显示终端进行显示，从而达到了便于对物联网终端电器设备的电力参数进行显示的效果，提高了对物联网应用的可视化水平。

2、该基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统及方法，通过电力节能计算模块对用电参数的量化指标进行计算，计算出具有功能重叠度的物联网电器设备，并将关闭指令输送至物联网电器设备关闭控制模块，从而通过物联网电器设备关闭控制模块与物联网电器设备的控制连接，关闭计算出的功能重叠度的物联网电器设备，避免了多个物联网终端电器设备造成电力浪费，达到了节约电力的效果。

3、该基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统及方法，通过硬件开关元件或网络指令输入将开启指令输送至电力节能计算模块，并通过电力节能计算模块将开启指令输送至物联网电器设备开启模块，并通过物联网电器设备开启模块与物联网电器设备的控制连接，开启指定的物联网电器设备，即便于根据实际情况进行物联网终端电器设备的启闭调节，达到了便于对多个物联网终端电器设备进行管理的效果。

4、该基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统及方法，通过建立配用于物联网电器设备的电网系统及其管理模型，保证底层数据存储的开放性、模型更新的实时性、实时并发访问能力和系统的可维护性，使得该模块在发生故障时，非常便于进行检修和维护，使得系统对数据能够冗余备份，避免了因模块故障而影响系统的正常运行和参数的丢失。

附图说明

图1为本发明系统逻辑框图；

图2为本发明系统运行步骤图；

图3为本发明电力节能计算模块逻辑框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例：参照图1-3，基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统，包括物联网电器设备、电力参数收集模块、电力参数分析模块、电力节能计算模块、物联网电器设备开启模块、物联网电器设备关闭控制模块、网路指令输入、硬件开关元件、物联网电器设备供电模块和电力参数可视化显示终端；

电力参数分析模块包括以下步骤：

S1001：电力参数分析模块采用图模一体化的技术，使整个模块进行智能化分析；

S1002：再通过实时获取CIM模型和GIS模型，建立面向对象的实时数据库进行管理；

S1003：对物联网电器设备配用电一体化的电网模型、拓扑和图形存储；

S1004：最后建立配用于物联网电器设备的电网系统及其管理模型，保证底层数据存储的开放性、模型更新的实时性、实时并发访问能力和系统的可维护性。

本发明中，所述物联网电器设备供电模块和物联网电器设备电性连接，所述物联网电器设备和电力参数收集模块电性连接。

本发明中，所述电力参数收集模块和电力参数分析模块电性连接，所述电力参数分析模块和电力节能计算模块电性连接。

本发明中，所述电力节能计算模块分别和物联网电器设备开启模块与物联网电器设备关闭控制模块电性连接，所述网路指令输入与硬件开关元件均和电力节能计算模块电性连接。

本发明中，所述物联网电器设备开启模块和物联网电器设备关闭控制模块均与物联网电器设备电性连接，所述电力参数可视化显示终端和电力节能计算模块均与电力参数可视化显示终端电性连接。

基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统的方法，包括以下步骤：

S1：通过物联网电器设备供电模块接入外部电源，并给物联网电器设备进行供电；

S2：物联网电器设备运行的电力参数，通过连接的电力参数收集模块对各物联网电器设备的电力参数进行收集；

S3：电力参数收集模块对电力参数收集后输出至电力参数分析模块，使其对电力参数进行分析，对每个物联网电器设备的用电参数分析，并且进行量化后输入至电力节能计算模块；

S4：电力参数收集模块将收集的电力参数传输至电力参数可视化显示终端，使电力参数可视化显示终端进行显示；

S5：通过电力节能计算模块对用电参数的量化指标进行计算，计算出具有功能重叠度的物联网电器设备，并将关闭指令输送至物联网电器设备关闭控制模块，从而通过物联网电器设备关闭控制模块与物联网电器设备的控制连接，关闭计算出的功能重叠度的物联网电器设备；

本发明中，通过电力节能计算模块对用电参数的量化指标进行计算，计算出具有功能重叠度的物联网电器设备，并将关闭指令输送至物联网电器设备关闭控制模块，从而通过物联网电器设备关闭控制模块与物联网电器设备的控制连接，关闭计算出的功能重叠度的物联网电器设备，避免了多个物联网终端电器设备造成电力浪费，达到了节约电力的效果。

S6：需要增加开启物联网电器设备，可通过硬件开关元件或网络指令输入将开启指令输送至电力节能计算模块，并通过电力节能计算模块将开启指令输送至物联网电器设备开启模块，并通过物联网电器设备开启模块与物联网电器设备的控制连接，开启指定的物联网电器设备；

S7：电力节能计算模块将收集的电力参数传输至电力参数可视化显示终端，使电力参数可视化显示终端进行显示；

本发明中，通过电力参数收集模块将物联网电器设备的各物联网电器设备的电力参数进行收集，再输出至电力参数可视化显示终端，使电力参数可视化显示终端进行显示，且通过电力节能计算模块将收集的电力参数传输至电力参数可视化显示终端，使电力参数可视化显示终端进行显示，从而达到了便于对物联网终端电器设备的电力参数进行显示的效果，提高了对物联网应用的可视化水平。

S8：电力节能计算模块将计算后的关闭指令，以及由硬件开关元件或网络指令输入的关团指令输送至电力参数可视化显示终端，使电力参数可视化对关闭指令或开启指令进行显示。

所述S3中电力参数分析模块对电力参数进行分析包括以下步骤：

S301:电力参数收集模块收集电力参数输出给电力参数分析模块，所述电力参数包括电压、电流、频率、功率、功率因数、电能；

S302:选取电力参数中的电流参数进行收集；

S303:预先对物联网电器设备进行预先测量其的电流参数，形成一个预定的区域，将预定区别分为电流稳定区域和电流警戒区域，将电流稳定区域和电流警戒区域转换为灰度图像和黄色图像；

S303:对S302中收集的实时电流参数与预定区域进行比对，进行预先识别和分析；

S304:对处于黄色图像内的实时电流参数进行调节电流提高电器的使用寿命。

电器参数随着高峰低峰(物联网电器使用过多或过少等等)发生变动电流跟随用电负荷在变化，通过收集具体的电力参数，比如电压、电流、频率、功率、功率因数、电能，先预先对物联网电器设备进行预先测量其的电流参数，形成一个电流稳定区域和电流警戒区域，让物联网电器在电流稳定区域下工作，可提高物联网的电器的使用寿命。

本发明中，步骤S4、步骤S7和步骤S8中进行显示的电力参数可视化显示终端，为采用具备RS485接口并且通讯采用MODBUS协议的电力参数表，对电力参数收集模块输送的物联网电器设备电力参数、电力节能计算模块输送的用电参数量化指标、电力节能计算模块输送的关闭指令或开启指令，进行同步化显示，对数据进行扁平化展示。

本发明中，步骤S5中电力节能计算模块对于用电参数的量化指标的计算，包括以下步骤：

S501：电力节能计算模块接收各个物联网电器设备的用电电力参数；

S502：电力节能计算模块将接收到的，相同功能效用的物联网电器设备的用电电力参数进行分类；

S503：再将应用覆盖范围重合度高的、且用电电力参数指数均较高的物联网电器设备进行比对；

S504：进行决策判断，将参加比对电力参数的物联网电器设备中应用覆盖范围小的物联网电器设备关闭；

S505：最后将关闭的决策转化为关闭指令，进行输出。

本发明中，步骤S503中，对于应用覆盖范围重合度高的、且用电电力参数指数均较高的物联网电器设备进行比对的同时，将参与比对的物联网电器设备电力参数输送至电力参数可视化显示终端，对参与比对的物联网电器设备电力参数进行实时可视化显示。

本发明中，步骤S505的决策判断中，将应用覆盖范围小的物联网电器设备关闭的决策信息，实时传输至电力参数可视化显示终端，通过电力参数可视化显示终端对关闭物联网电器设备的信息进行实时可视化显示。

本发明中，通过硬件开关元件或网络指令输入将开启指令输送至电力节能计算模块，并通过电力节能计算模块将开启指令输送至物联网电器设备开启模块，并通过物联网电器设备开启模块与物联网电器设备的控制连接，开启指定的物联网电器设备，即便于根据实际情况进行物联网终端电器设备的启闭调节，达到了便于对多个物联网终端电器设备进行管理的效果。

综上所述，该基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统及方法，通过电力参数收集模块将物联网电器设备的各物联网电器设备的电力参数进行收集，再输出至电力参数可视化显示终端，使电力参数可视化显示终端进行显示，且通过电力节能计算模块将收集的电力参数传输至电力参数可视化显示终端，使电力参数可视化显示终端进行显示，从而达到了便于对物联网终端电器设备的电力参数进行显示的效果，提高了对物联网应用的可视化水平，通过电力节能计算模块对用电参数的量化指标进行计算，计算出具有功能重叠度的物联网电器设备，并将关闭指令输送至物联网电器设备关闭控制模块，从而通过物联网电器设备关闭控制模块与物联网电器设备的控制连接，关闭计算出的功能重叠度的物联网电器设备，避免了多个物联网终端电器设备造成电力浪费，达到了节约电力的效果，通过硬件开关元件或网络指令输入将开启指令输送至电力节能计算模块，并通过电力节能计算模块将开启指令输送至物联网电器设备开启模块，并通过物联网电器设备开启模块与物联网电器设备的控制连接，开启指定的物联网电器设备，即便于根据实际情况进行物联网终端电器设备的启闭调节，达到了便于对多个物联网终端电器设备进行管理的效果，该基于物联网和实时电力参数的可视化电力节能系统及方法，通过建立配用于物联网电器设备的电网系统及其管理模型，保证底层数据存储的开放性、模型更新的实时性、实时并发访问能力和系统的可维护性，使得该模块在发生故障时，非常便于进行检修和维护，使得系统对数据能够冗余备份，避免了因模块故障而影响系统的正常运行和参数的丢失，解决了缺乏相应的电力参数监控系统，且缺乏对于多个物联网终端电器设备的启闭调节，难以高效化地对多个物联网终端电器设备进行管理，应用的多个物联网终端电器设备极易造成电力浪费等问题。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。