CN105245009A - 用电设备联网管理器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种串接于用电设备电源线的联网型用电设备联网管理器，包括附加主机和电源线连接子。内嵌有电子ID标签的电源线连接子，用于物理连结附加主机和用电设备。附加主机串接于用电设备电源线接电端，其内装各功能电子模块，在中央处理器模块的协调、控制下，电子ID标签读写器模块向电子ID标签读写用电设备属性信息，能耗计测模块检测用电设备使用耗能信息，并通过数据通讯模块经网络链路与设备管理服务器端程序进行数据交互。本发明可广泛使用于用电设备管理，使用简单、工程实施便捷，并能联网实时获取用电设备的静、动态信息，提高工作效率。

Description

用电设备联网管理器
技术领域
本发明涉及一种设备管理用装置，尤其是串接于用电设备电源线的联网型管理器。
背景技术
目前，各类型社会机构日常运作，不能离开辅助工具设备的支撑和服务，其中使用电力供能的器具、设备几乎无处不在，且种类和数量在日益增多中，发挥着不可代替或缺的作用，它们是社会机构极其重要的资产，每个社会机构都需要投入相应的人力对其进行管理；用电器具、设备又是耗能的工具，准确掌握用电器具、设备的实际使用耗能情况，是采取措施减少能耗、提高设备利用和完好率的基础。
目前社会中对设备的管理手段大多为借助计算机用电子台帐代替以往纸质台帐的管理方式，仅在对管理对象的信息记录、统计、显示部分环节上引入先进的辅助手段，未能在对设备的账物校对、标识信息更新、设备实时状态等全环节上彻底摆脱人工管理的低效模式。在近年，随着物联网技术的发展和进步，已出现利用纸质条码或二维码、RFID电子标签，使用手持标签读写器用于设备管理的技术和解决方案，这解决了快速账物校对、标识信息更新的问题，但也未能解决管理人员须亲临设备存放、使用现场的大工作量等问题。
在先的中国专利CN204613991U名为《一种基于RFID的实验室设备管理***》公开了一种基于RFID可联网的设备管理***，通过在设备存放使用场所设置固定RFID读写器的方式可起到联网管理的作用。但在当前，若采用无源RFID标签，通讯距离在10米以内，对于设备管理用途，距离过短不实用；若采用有源RFID标签解决通讯距离不足的问题，则由于RFID标签要使用电池供电，电池有耗电完毕时须更换的麻烦和增加使用成本的问题。
在先的中国专利CN104751366A名为《电子标签辅助设备管理***和方法》，公开了作为设备信息载体的采用带无线通讯模块的“电子显示标签”、使用“无线基站”通讯网络节点的联网式设备管理***，同样存在“电子显示标签”需要使用电池供电的问题；此外也存在无法实时监测设备使用状况的不足。
发明内容
为了解决上述技术、应用的不足，本发明所采用的技术方案是：一种串接于用电设备电源线接电端的用电设备联网管理器，包括附加主机、电源线连接子，其中：
所述附加主机，串接于所述用电设备电源线的接电端，包括主机壳、电源线接口、交流电输入线、电源开关、电子ID标签读写器模块、中央处理器模块、数据通讯模块、能耗计测模块、供电控制模块、AC/DC电源模块，作为附加装置连结于被管理的用电设备。用于为用电设备提供电力电源通道、写入或读取用电设备属性信息、监测用电设备的动态使用信息、通过数据通讯模块经网络链路将数据与设备管理服务器端程序进行交互。
所述附加主机，包括附加主机(单路)、附加主机(多路)。
所述主机壳，用于装配电源线接口、交流电输入线、电源开关、电源指示灯、电子ID标签读写器模块、中央处理器模块、数据通讯模块、能耗计测模块、供电控制模块、AC/DC电源模块。
所述主机壳，设计有为所述用电设备电源线连接的电源线接口，所述电源线接口优选地采用适配插头的插座型端口。
所述主机壳，设计有与所述电源线连接子物理连结的接合部，所述接台部优选地设计成适于所述电源线连接子***、拔出的连接子插槽；所述连接子插槽包括插槽口、释放孔，以及内配有供锁定、释放所述电源线连接子的插槽仓。
所述主机壳，可选择地，设计成主机壳(单路)，具有1个所述连接子插槽，以及适于装配所述电源线接口、交流电输入线、电源开关、电源指示灯、中央处理器模块、数据通讯模块、AC/DC电源模块、电子ID标签读写器模块、供电控制模块、能耗计测模块各1件的装配位；或者，设计成主机壳(多路)，具有多个所述连接子插槽，以及适于装配所述交流电输入线、电源开关、电源指示灯、中央处理器模块、数据通讯模块、AC/DC电源模块各1件的装配位，以及适于装配所述电源线接口、电子ID标签读写器模块、供电控制模块、能耗计测模块各多件的装配位。
所述交流电输入线，用于所述附加主机连接电力电源，经由所述电源开关向所述供电控制模块、AC/DC电源模块供电，优选地为带插头的电源线。
所述电源开关、电源指示灯，用于控制和显示由所述的交流电输入线输入电力电源的通、断状态，所述电源开关与所述供电控制模块和所述AC/DC电源模块连接。
所述电子ID标签读写器模块，与所述的中央处理器模块连接和进行数据交换，在所述中央处理器模块的协调、控制下，与所述电子ID标签通讯，读、写用电设备属性数据。
所述中央处理器模块，包括微处理器、存储器，与所述电子ID标签读写器模块、供电控制模块、数据通讯模块、能耗计测模块、AC/DC电源模块连接；所述微处理器是所述附加主机的核心单元，用于计算、控制、监测、接收或发送指令和信息，指挥、协调所述电子ID标签读写器模块、供电控制模块、数据通讯模块、能耗计测模块、AC/DC电源模块各电子部件工作；所述存储器用于存放程序代码、数据。
所述数据通讯模块，与所述中央处理器模块连接，负责将所述中央处理器模块与远程设备管理服务器端程序通过网络链路进行数据通讯，优选地，采用电力线载波网络技术数据通讯单元；或者无线载波网络技术数据通讯单元；或者有线网络技术数据通讯单元；或者所述三种网络技术数据通讯单元的任意组合。
所述能耗计测模块，与所述中央处理器模块、供电控制模块连接，用于实时检测提供给所述用电设备电源线的电力电源电量参数、时间参数，将参数提交给所述中央处理器模块进行计算并将结果传送给远程设备管理服务器端程序，实现对用电设备的能耗、状态、使用率监测和管理。
所述供电控制模块，与所述中央处理器模块、能耗计测模块连接，输入端连接所述电源开关输入电力电源，输出端连接所述电源线接口向用电设备提供电力电源，用于对用电设备的使用授权控制、确定接通或关闭所述用电设备电源线的电力连接。
所述AC/DC电源模块，用于将电力电源转换为低压直流电源，供前述主机壳内装配的各电子部件、模块、器件提供合适的直流工作电源。
所述附加主机(单路)，在一个所述主机壳(单路)内，装配所述电源线接口、交流电输入线、电源开关、电源指示灯、中央处理器模块、数据通讯模块、AC/DC电源模块、电子ID标签读写器模块、供电控制模块、能耗计测模块各1件，供一台所述用电设备使用。
所述附加主机(多路)，在一个所述主机壳(多路)内，装配所述交流电输入线、电源开关、电源指示灯、中央处理器模块、数据通讯模块、AC/DC电源模块各1件，以及装配所述电源线接口、电子ID标签读写器模块、供电控制模块、能耗计测模块各多件，供多台所述用电设备同时使用。
所述电源线连接子，用于将所述主机壳与所述用电设备电源线物理锁定，优选地设计成长条状并采用易弯曲材料制作，其中一端是适于固定夹住所述用电设备电源线的可拆卸式夹头；另一端，优选地设计为带卡口的插头，与所述连接子插槽配对形成拔插式锁定结构。
所述电源线连接子，还内嵌有可设置用电设备属性的电子ID标签，存储与电源线连接子物理连结的用电设备的属性信息，所述的电子ID标签被所述电子ID标签读写器模块读出、写入用电设备属性数据。
连接子副件，包括夹线段、锁扣子，用于用电设备机身装配有电源线插座、使用独立式电源连接线的用电设备，与所述电源线连接子配对使用，施加于所述独立式电源连接线的接设备端；优选地，所述夹线段外形、制作材料与优选的所述电源线连接子相同，但不嵌入所述电子ID标签，其一端为夹线段夹头用于夹住所述独立式电源连接线的接设备端，其另一端为夹线段插头可***所述锁扣子的夹线段插槽；所述锁扣子物理固定于所述用电设备机身上，设计有与优选的所述夹线段插头配对的夹线段插槽，前述夹线段插槽结构与所述连接子插槽相同。
本发明将电子ID标签、电力能耗测量技术和特殊的结构设计，融合为一个用电设备电源线专用串接附加设备管理装置，具有下列优点；
(1)用电设备联网管理器作为用电设备的附件，串接于用电设备电源线接电端，即插即用，使用方便。
(2)内嵌电子ID标签的用电设备电源线连接子设计，使电子ID标签物理上与用电设备锁定在一起，保障电子ID标签与用电设备的唯一对应性，又使附加主机内电子ID标签读写器模块能实时与电子ID标签通讯，实现对用电设备在线联网管理的功能，比非联网型管理***节省人力、提高效率；同时方便在用电设备退出使用时，用电设备与用电设备联网管理器的分离。
(3)同时配备电子ID标签与能耗计测模块，能实现对用电设备的静、动态信息的采集，提升了设备管理***的作用，为以优化管理手段减少设备能耗提供一个有效的工具。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是供一台用电设备使用的用电设备联网管理器(单路)外形及使用连接立体示意图；
图2是供三台用电设备使用的用电设备联网管理器(三路)外形及使用连接立体示意图；
图3是附加主机(单路)(1)外形立体示意图；
图4是优选的电源线连接子(2)结构、外形立体示意图；
图5是附图3A-A剖面的连接子插槽结构俯视投影示意图；
图6是优选的连接子副件外形及使用装配立体示意图；
图7是用电设备联网管理器(单路)电原理逻辑框图；
图8是用电设备联网管理器(三路)电原理逻辑框图。
图中：1、附加主机(单路)；2、电源线连接子；4、连接子释放棒；5、用电设备；6、电力电源；10、附加主机(三路)；11、电源开关；12、主机壳(单路)；13、电源线接口；16、数据通讯模块端口；17、电源指示灯；18、交流电输入线；21、可拆卸式夹头；22、连接子插头；50、用电设备机身；51、用电设备电源线；52、电源线插座；102、主机壳(三路)；141、插槽口；142、释放孔；143、插槽仓；200、夹线段；201、夹线段夹头；202、夹线段插头；203、锁扣子；211、上夹片；212、下夹片；213、螺钉；221、电子ID标签；222、卡口；501、独立式电源连接线；1431、卡舌滑块；1432、压缩弹簧；2031、锁扣子插口；2032、紧固螺钉；5011、接设备端。
具体实施方式
本发明提供了一种串接于用电设备电源线接电端的用电设备联网管理器，包括附加主机、电源线连接子。
一种优选实施例，参见附图1、图3、图4、图5、图6、图7，其中：
附加主机(单路)(1)，串接于用电设备电源线(51)的接电端，包括主机壳(单路)(12)、交流电输入线(18)、电子ID标签读写器模块、中央处理器模块、数据通讯模块、能耗计测模块、供电控制模块、AC/DC电源模块，作为附加装置连结于被管理的用电设备(5)，供一台所述用电设备使用。
参见附图3，所述主机壳(单路)(12)，设计有为所述用电设备电源线(51)插头连接的孔式插座型电源线接口(13)。
所述主机壳(单路)(12)，设计有供所述电源线连接子(2)物理连结、适配的连接子插槽，前述插槽包括插槽口(141)、释放孔(142)、插槽仓(143)。
参见附图5，所述插槽口(141）开口大小与前述连接子插头(22)适配；所述插槽仓(143)，仓内设计有可左右滑动、锁定或释放前述连接子插头(22)的卡舌滑块(1431)，并带有使前述卡舌滑块(1431)复位的压缩弹簧(1432)；所述释放孔(142)，用于当要拔出所述连接子插头(22)时，使用专配的连接子释放棒(4)，***前述释放孔(142)内，挤压卡舌滑块(1431)右移，释放前述电源线连接子(2)与所述主机壳(单路)(12)的连接。
所述主机壳(单路)(12)，具有1个前述连接子插槽，以及适于装配所述电源线接口(13)、交流电输入线(18)、电源开关(11)、电源指示灯(17)、中央处理器模块、数据通讯模块、AC/DC电源模块、电子ID标签读写器模块、供电控制模块、能耗计测模块各1件的装配位。
所述交流电输入线(18)，一端接电力电源(6)，另一端经带电源指示灯(17)的电源开关(11)并行分路接入所述供电控制模块、AC/DC电源模块。
参见附图7，所述电子ID标签读写器模块，采用RFID标签读写器单元，与所述中央处理器模块连接并进行数据交换，其通讯收发天线紧贴前述插槽仓装配；在所述中央处理器模块的协调、控制下，与***所述连接子插槽的无源RFID电子ID标签(221)通过无线进行通讯，读、写所述用电设备(5)的属性数据。
所述中央处理器模块，包括微处理器、存储器，与所述电子ID标签读写器模块、供电控制模块、数据通讯模块、能耗计测模块、AC/DC电源模块连接。前述微处理器是所述附加主机(单路)(1)的核心单元，用于计算、控制、监测、接收或发送指令和信息，指挥、协调所述电子ID标签读写器模块、供电控制模块、数据通讯模块、能耗计测模块、AC/DC电源模块各电子部件按序工作；所述存储器用于存放管理程序代码、数据。
所述数据通讯模块，与所述中央处理器模块连接，负责将所述中央处理器模块与远程设备管理服务器端程序通过有线或无线网络链路进行数据通讯，本优选实施例采用电力线载波网络技术数据通讯单元，同时配备Ether以及RS485总线网络技术数据通讯单元(16)，以适用不同的使用通讯环境。
所述能耗计测模块，与所述中央处理器模块、供电控制模块连接，其由内置电量变送传感器实时检测、获取前述供电控制模块电力电源输出的交流电电量、时间参数，同时将前述参数提交给所述中央处理器模块进行计算并传送给所述数据通讯模块，实现对所述用电设备(5)的能耗、状态、使用率监测和统计管理。
所述供电控制模块，与所述中央处理器模块、能耗计测模块连接，通过所述电源开关(11)接入电力电源，流经电力通、断控制部件后，将前述电力电源向所述电源线接口(13)供电。前述电力通、断控制部件，其通、断状态，受所述中央处理器模块控制决定。
所述AC/DC电源模块，将由所述电源开关(11)接入的交流市电转换为低压直流稳压电源，向所述电子ID标签读写器模块、中央处理器模块、数据通讯模块、能耗计测模块、供电控制模块提供合适的电路工作电源，其工作状态受所述中央处理器模块监控。
参见附图3、图7，所述附加主机(单路)(1)，在一个所述主机壳(单路)(12)内，装配所述电源线接口(13)、交流电输入线(18)、电源开关(11)、电源指示灯(17)、中央处理器模块、数据通讯模块、AC/DC电源模块、电子ID标签读写器模块、供电控制模块、能耗计测模块各1件，供一台所述用电设备使用。
参见附图4、图5，所述电源线连接子(2)，用于将所述主机壳(单路)(12)与所述用电设备电源线(51)接电端物理锁定，采用易弯曲柔性材料制成长条状，其一端是适于固定夹住所述用电设备电源线(51)的可拆卸式夹头(21)，包括上夹片(211)、下夹片(212)、螺钉(213)；另一端，设计为一侧边带斜V形卡口(222)的连接子插头(22)，在***前述连接子插槽后，所述卡舌滑块(1431)嵌入所述卡口(222)内，将所述电源线连接子(2)与所述附加主机(单路)(1)锁定。
参见附图4、图7，所述连接子插头(22)内，还嵌入有可设置用电设备属性的电子ID标签(221)，本优选实施例采用无源RFID标签，使用无源RFID读写器装置将所述用电设备(5)的设备属性信息写入前述无源RFID标签的内存储器；相反地，当查询所述用电设备(5)的设备属性时，所述电子ID读写器模块与前述无源RFID标签建立通讯链接后，读取其所储存的所述用电设备(5)的设备属性信息。
参见附图6，连接子副件，包括夹线段(200)、锁扣子(203)，当用电设备机身(50)装配有电源线插座(52)、使用独立式电源连接线(501)时，需要将前述连接子副件与所述电源线连接子(2)配对使用，施加于所述独立式电源连接线(501)的接设备端(5011)。前述夹线段(200)外形、制作材料与带可拆卸式夹头、卡口插头的所述电源线连接子(2)相同，但不嵌入所述电子ID标签(221)，其一端夹线段夹头(201)用于夹住所述独立式电源连接线(501)；其另一端夹线段插头(202)可***所述锁扣子(203)的插槽口(2031)。所述锁扣子(203)，用紧固螺钉(2032)锁定或粘结于用电设备机身(50)上，设计有夹线段插槽，前述夹线段插槽结构与所述连接子插槽相同。
又一种优选实施例，参见附图2、图8，其中：
一个用电设备联网管理器(三路)，管理三台所述用电设备(5)，包括1个附加主机(三路)(10)、3个所述电源线连接子(2)。所述电源线连接子(2)与前例完全相同，所述附加主机(三路)(10)的优选实施技术方案为：
所述附加主机(三路)(10)，包括所述主机壳(三路)(102)、交流电输入线(18)、AC/DC电源模块、中央处理器模块、数据通讯模块各1件，以及所述电源线接口(13)、电子ID标签读写器模块、供电控制模块、能耗计测模块各3件，供三台用电设备同时使用。
所述主机壳(三路)(102)，带有3个前例所述连接子插槽，以及适于装配所述交流电输入线(18)、电源开关(11)、电源指示灯(17)各1件的装配位，以及适于装配所述电源线接口(13)、电子ID标签读写器模块、供电控制模块、能耗计测模块各3件的装配位。
本例所述数据通讯模块1块，与前例相同。
本例所述AC/DC电源模块1块，功能与前例相同，但输出功率相应增加。
本例所述中央处理器模块1块，功能与前例相同，只是由于要管理的电路模块数量比前例增加，其内嵌管理程序代码需要作出相应改变。
本例所述电子ID标签读写器模块、供电控制模块、能耗计测模块各3块，每一种模块的功能与前例相同；其中每一种模块各1块组合一起负责控制、管理1个本例所述电源线接口(13)，以及管理一台所述用电设备(5)。
为避免所述主机壳(三路)(102)内3个所述电子ID标签读写器模块无线信号相互干扰，每1个所述电子ID标签读写器模块的通讯天线与配对的所述插槽仓(143)紧挨一起装配，并进行电磁屏蔽处理。
根据本例用电设备联网管理器(三路)，容易地，按照本发明的原理设计可管理多于一台用电设备的联网管理器亦在本发明保护范围。
本发明将电子ID标签、电力能耗测量技术和特殊的结构设计，融合为一个用电设备电源线专用串接附加设备管理装置，具有下列优点：
(1)用电设备联网管理器作为用电设备的附件，串接于用电设备电源线接电端，即插即用，使用方便。
(2)内嵌电子ID标签的用电设备电源线连接子设计，使电子ID标签物理上与用电设备锁定在一起，保障电子ID标签与用电设备的唯一对应性，又使附加主机内电子ID标签读写器模块能实时与电子ID标签通讯，实现对用电设备在线联网管理的功能，比非联网型管理***节省人力、提高效率；同时方便在用电设备退出使用时，用电设备与用电设备联网管理器的分离。
(3)同时配备电子ID标签与能耗计测模块，能实现对用电设备的静、动态信息的采集，提升了设备管理***的作用，为以优化管理手段减少设备能耗提供一个有效的工具。
上面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本发明所属技术领域普通技术人员，在没有作出创造性劳动的前提下所获得所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.用电设备联网管理器，连接于电力电源和用电设备之间，其特征是：包括附加主机和电源线连接子构成一个功能整体，其中：
所述附加主机，串接于用电设备电源线的接电端，由交流电输入线连接电力网输入交流电源，由电源线接口向用电设备提供交流电源；
所述电源线连接子，带有适于固定夹住所述用电设备电源线的可拆卸式夹头，夹住所述用电设备电源线，与所述用电设备物理连结；还带有可***主机壳连接子插槽的连接子插头，与所述附加主机物理连结，优选地，所述连接子插头的一侧设计有卡口，与所述连接子插槽配对形成拔插式锁定结构；
所述电源线连接子，内嵌有可设置所述用电设备属性信息的电子ID标签。
2.根据权利要求1所述用电设备联网管理器，其特征在于，所述附加主机，包括主机壳、电源线接口、交流电输入线、电源开关、电子ID标签读写器模块、中央处理器模块、数据通讯模块、能耗计测模块、供电控制模块、AC/DC电源模块。
3.根据权利要求1或2所述用电设备联网管理器，其特征在于，可选择地，在一个所述主机壳内，配置所述电源线接口、交流电输入线、电源开关、电子ID标签读写器模块、中央处理器模块、数据通讯模块、能耗计测模块、供电控制模块、AC/DC电源模块各1件，供一台用电设备使用；或者，在一个所述主机壳内，配置所述交流电输入线、电源开关、中央处理器模块、数据通讯模块、AC/DC电源模块各1件，同时配置所述电源线接口、电子ID标签读写器模块、能耗计测模块、供电控制模块各多件，供多台用电设备使用。
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