CN113370827B - 一种基于城市物联网应用的智能开关管理***及方法 - Google Patents

一种基于城市物联网应用的智能开关管理***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于城市物联网应用的智能开关管理***及方法，该***包括充电桩充电显示模块、充电连接分配模块和电流有效分配模块；所述充电桩充电显示模块用于显示电动车在充电时的各项参数，并合理分配小区内电动车的充电电量，从而能够节省小区内的电源；所述充电连接分配模块用于根据用户所选择的充电功能进行快速充电，并对其当前的线路进行功率分配；所述电流有效分配模块用于检测到当前电瓶车使用者并非为散户时，在峰谷期进行有效充电，从而减少电费的流失；通过充电连接分配模块，能够调整当前的输出功率，节省了电费同时能够给与其他用户进行充电的机会。

Description

一种基于城市物联网应用的智能开关管理***及方法
技术领域
本发明涉及物联网智能开关技术领域，具体为一种基于城市物联网应用的智能开关管理***及方法。
背景技术
智能开关在物联网上的应用较为丰富，尤其是在小区中的充电桩应用更加广泛；充电桩能够实现用户的电瓶车在没有剩余电量时，及时对其进行供电，使得用户的车辆能够正常使用，在现代社会中，充电桩起到了重要的作用；
但是在使用充电桩进行充电时，通常用户会选择全充进行充电，但是在充电过程中，当用户需要提前拔走充电器，导致该线路依然在工作，使得其他用户无法使用该接口进行使用，耽误了大量用户的时间，没有智能开关对该问题进行解决；
在小区进行充电时会有大量用户一起进行充电，但是在充电的过程中，由于每个充电的时长不同，导致每个用户最终充电充到的时长也尽不相同，无法通过智能开关及时解决该问题，调整功率分配时的优先级；
因此，需要一种基于城市物联网应用的智能开关管理***及方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于城市物联网应用的智能开关管理***及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于城市物联网应用的智能开关管理***及方法，该***包括充电桩充电显示模块、充电连接分配模块和电流有效分配模块；所述充电桩充电显示模块用于显示电动车在充电时的各项参数，并合理分配小区内电动车的充电电量，从而能够节省小区内的电源；所述充电连接分配模块用于根据用户所选择的充电功能进行快速充电，并对其当前的线路进行功率分配；所述电流有效分配模块用于检测到当前电瓶车使用者并非为散户时，在峰谷期进行有效充电，从而减少电费的流失。
进一步的，所述充电桩充电显示模块包括充电参数获取显示单元、充电桩位置分布单元、入口验证上传单元、时区充电分析单元、历史使用率分析单元、电量预估分析单元和智能开关激活单元，所述充电参数获取显示单元用于通过二维码扫描显示当前用户充电时的电量、充电时间、充电速度和充电时所提供功率相关参数，使得用户能够了解到相关参数并得到提示；所述充电桩位置分布单元用于根据小区面积大小在不同位置设置电瓶车充电桩，从而能够方便用户使用电瓶车充电桩充电，而不用排队进行等待；所述入口验证上传单元用于记录在不同时间段进入小区充电的电瓶车车辆数量，从而能够分析出当前时间段是为高峰期或者低峰期；所述时区充电分析单元用于限制低峰时间段供电瓶车进行充电的次数，从而能够减少小区内电能的浪费；所述历史使用率分析单元用于获取历史时间使用电瓶车充电桩进行充电的次数，从而能够分析出电瓶车不同线路的使用率；所述电量预估分析单元用于根据小区内已使用的电量预测出本月小区使用的电量，从而能够及时给予小区分配适用电量，不浪费电量；所述智能开关激活单元用于控制调节小区内线路使用率较低的充电桩开关，从而减少小区内电量的浪费。
进一步的，所述充电连接分配模块包括二维码页面浏览计算单元、排队等候充电单元、排队提示等候单元、电流传输分析单元、期望充电有效单元和功率分配有效单元，所述二维码页面浏览计算单元用于分析用户登陆页面查询电瓶车充电电量的次数分析用户的行为，从而能够分析出当前用户是否急需电量充满；所述排队等候充电单元用于分析小区内已开放的充电桩以及充电桩线路是否支持用户使用，判断是否包含有剩余的线路供用户使用；所述排队提示等候单元用于提示所处小区位置所需等候充电的时间和等候的电瓶车车辆数，使得用户能够了解所需等候的时间；所述电流传输分析单元用于分析充电桩内各线路电流空载传输时间是否大于标准时间，分析出用户是否选择提前结束充电时间；所述期望充电有效单元用于判断剩余电量是否支持当前用户使用并到达目的地，并将信息反馈给用户设备终端；所述功率分配有效单元用于调整该线路所对应充电桩的输出功率，使得输入进该充电线路的功率不大于额定输入功率，从而减小电能的流失。
进一步的，所述电流有效分配模块包括车辆种类充电单元、车辆历史数据停留单元、开关有效控制单元和峰谷充电有效分配单元，所述车辆种类充电单元用于判断通过充电桩充电次数较多的为散户或者是常用户，当检测到当前为常用户时将信息反馈给车辆历史数据停留单元，所述车辆历史数据停留单元用于检测到多辆常用户电动车在充电桩上充电时，分析各常用户电动车所停留的平均时间，并将停留时间较短的电动车用户反馈给开关有效控制单元，所述开关有效控制单元用于调整开关使得停留时间较短车辆能够提高充电效率，使得车辆能够在不同时间内分配得到不同的电量；所述峰谷充电有效分配单元用于合理分配不同电瓶车在峰谷期间内的充电次数和充电时间，从而能够在谷底期合理充电。 该方法包括如下步骤：
S1：根据充电桩在小区内的位置分布情况，根据前月小区内充电桩使用的总用电量合理预测此次使用的总用电量，并根据不同时间段不同接口的利用率，通过开关控制不同位置的电量分配，从而减少小区内电量的浪费；
S2：进一步检测充电桩不同线路接口的输出电流，判断接口输出电流的时间是否大于标准时间，同时检测用户一段时间内通过二维码登录页面查看的时间，当检测到查阅次数大于标准次数时，判断用户此时是否提前结束充电时间；当检测到当前电瓶车使用时间为高峰使用期限时，通过开关控制所有充电桩正常开启；
S3：进一步检测当前使用充电桩进行充电的用户身份，判断用户身份是散户或者是常用户，当检测到用户身份为常用户时，根据不同常用户的使用时段分配不同的充电功率，使得充电功率能够分配均匀。
6.进一步的，在步骤S1中，检测到各月小区内所使用的充电桩总用电量集合为Q={q1,q2,q3...qn},n是指月份，各月小区内所使用充电桩的总时间集合为W={w1,w2,w3...wn},n是指月份；
根据公式：
在上式中，有一个自变量Q和一个因变量W，设函数的关系式为
Figure 567593DEST_PATH_IMAGE001
；
Figure 953575DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 326787DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 456417DEST_PATH_IMAGE004
；
通过上式，可以预测出第N层所需等待的时间；
其中：Z等候时间的误差平方，a是因变量，b是自变量，
当检测到所预测的充电桩总用电量小于标准总用电量时，可以正常使用充电桩内分所分的用电量，当检测到充电桩总用电量大于标准总电量时，需要调节小区内所分布的各用电量；
设定当前小区内所分布的充电桩包含有Y1、Y2、Y3和Y4，检测到低峰期使用充电桩线路的次数占所有用户使用电瓶车进入小区次数的N%，N%为利用率，检测到使用率低于标准利用率时，通过智能开关将小区中所分布的部分充电桩关闭，当检测到为高峰使用充电桩时，通过智能开关将部分关闭的充电桩开启。
在步骤S2中，当满足下列条件时，可以将功率进行分配：
H1、T空大于Ti；
H2、设定用户电动车所停位置为Y（a，b），当前电量显示为Z1，实时检测每小时电动 车所耗电量为m，用户电动车所到达目的地在F（c，d），用户电动车到达目标位置所耗电量应 该控制在D，
Figure 739631DEST_PATH_IMAGE005
；
H3、用户身份为常用户；
其中：m为每小时所消耗的电量数；
当检测到电量低于预设电量时,需要进行功率分配，功率分配时需要控制电流小于等于电动车本身的额定电流。
检测每个用户使用充电桩对电瓶车进行充电的次数，当检测到用户使用充电桩充电的次数大于标准次数时，表示当前用户的身份为常用户身份；对充电桩上不同线路进行连接的身份进行验证，当检测到充电线路上包含有多个常用户时，获取多个常用户使用的时间区域，当检测到常用户C充电所使用时间长于常用户B充电所使用时间时，优先给与常用户C进行充电；
检测到当前常用户C和常用户B的剩余电量为U1和U2，判断用户充电是否为低谷时期用电，如是，根据常用户C和常用户B的行程长短进行功率分配。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1、使用充电桩充电显示模块，能够显示电动车在充电时的充电参数，了解到当前剩余电量；并根据小区内已有的充电线路和前月已使用的充电总量预测目前已有的充电总量，当充电总量超过预设标准时，通过开关合理控制剩余的电量，减少小区内供电的负担，减少电量支出费用；
2、使用充电连接分配模块，判断定当前充电桩线路接口的输出电流是否长时间处于空载状态，判断当前用户是否长时间阅览页面，当检测到用户浏览页面的时间满足上述条件时，调整当前的输出功率，减少电量的流失，节省了电费同时能够给与其他用户进行充电的机会；
3、使用电流有效分配模块，根据用户使用的次数判断当前用户的身份以及固定电动车所使用的时间段，通过智能开关进行调配相应的功率，给与指定用户充足的时间进行电量使用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种基于城市物联网应用的智能开关管理***及方法的步骤示意图。
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。
请参阅图1，本发明提供技术方案：
一种基于城市物联网应用的智能开关管理***及方法，该***包括充电桩充电显示模块、充电连接分配模块和电流有效分配模块；所述充电桩充电显示模块用于显示电动车在充电时的各项参数，并合理分配小区内电动车的充电电量，从而能够节省小区内的电源；所述充电连接分配模块用于根据用户所选择的充电功能进行快速充电，并对其当前的线路进行功率分配；所述电流有效分配模块用于检测到当前电瓶车使用者并非为散户时，在峰谷期进行有效充电，从而减少电费的流失。
进一步的，所述充电桩充电显示模块包括充电参数获取显示单元、充电桩位置分布单元、入口验证上传单元、时区充电分析单元、历史使用率分析单元、电量预估分析单元和智能开关激活单元，所述充电参数获取显示单元用于通过二维码扫描显示当前用户充电时的电量、充电时间、充电速度和充电时所提供功率相关参数，使得用户能够了解到相关参数并得到提示；所述充电桩位置分布单元用于根据小区面积大小在不同位置设置电瓶车充电桩，从而能够方便用户使用电瓶车充电桩充电，而不用排队进行等待；所述入口验证上传单元用于记录在不同时间段进入小区充电的电瓶车车辆数量，从而能够分析出当前时间段是为高峰期或者低峰期；所述时区充电分析单元用于限制低峰时间段供电瓶车进行充电的次数，从而能够减少小区内电能的浪费；所述历史使用率分析单元用于获取历史时间使用电瓶车充电桩进行充电的次数，从而能够分析出电瓶车不同线路的使用率；所述电量预估分析单元用于根据小区内已使用的电量预测出本月小区使用的电量，从而能够及时给予小区分配适用电量，不浪费电量；所述智能开关激活单元用于控制调节小区内线路使用率较低的充电桩开关，从而减少小区内电量的浪费。
进一步的，所述充电连接分配模块包括二维码页面浏览计算单元、排队等候充电单元、排队提示等候单元、电流传输分析单元、期望充电有效单元和功率分配有效单元，所述二维码页面浏览计算单元用于分析用户登陆页面查询电瓶车充电电量的次数分析用户的行为，从而能够分析出当前用户是否急需电量充满；所述排队等候充电单元用于分析小区内已开放的充电桩以及充电桩线路是否支持用户使用，判断是否包含有剩余的线路供用户使用；所述排队提示等候单元用于提示所处小区位置所需等候充电的时间和等候的电瓶车车辆数，使得用户能够了解所需等候的时间；所述电流传输分析单元用于分析充电桩内各线路电流空载传输时间是否大于标准时间，分析出用户是否选择提前结束充电时间；所述期望充电有效单元用于判断剩余电量是否支持当前用户使用并到达目的地，并将信息反馈给用户设备终端；所述功率分配有效单元用于调整该线路所对应充电桩的输出功率，使得输入进该充电线路的功率不大于额定输入功率，从而减小电能的流失。
进一步的，所述电流有效分配模块包括车辆种类充电单元、车辆历史数据停留单元、开关有效控制单元和峰谷充电有效分配单元，所述车辆种类充电单元用于判断通过充电桩充电次数较多的为散户或者是常用户，当检测到当前为常用户时将信息反馈给车辆历史数据停留单元，所述车辆历史数据停留单元用于检测到多辆常用户电动车在充电桩上充电时，分析各常用户电动车所停留的平均时间，并将停留时间较短的电动车用户反馈给开关有效控制单元，所述开关有效控制单元用于调整开关使得停留时间较短车辆能够提高充电效率，使得车辆能够在不同时间内分配得到不同的电量；所述峰谷充电有效分配单元用于合理分配不同电瓶车在峰谷期间内的充电次数和充电时间，从而能够在谷底期合理充电。 该方法包括如下步骤：
S1：根据充电桩在小区内的位置分布情况，根据前月小区内充电桩使用的总用电量合理预测此次使用的总用电量，并根据不同时间段不同接口的利用率，通过开关控制不同位置的电量分配，从而减少小区内电量的浪费；
S2：进一步检测充电桩不同线路接口的输出电流，判断接口输出电流的时间是否大于标准时间，同时检测用户一段时间内通过二维码登录页面查看的时间，当检测到查阅次数大于标准次数时，判断用户此时是否提前结束充电时间；当检测到当前电瓶车使用时间为高峰使用期限时，通过开关控制所有充电桩正常开启；
S3：进一步检测当前使用充电桩进行充电的用户身份，判断用户身份是散户或者是常用户，当检测到用户身份为常用户时，根据不同常用户的使用时段分配不同的充电功率，使得充电功率能够分配均匀。
7.进一步的，在步骤S1中，检测到各月小区内所使用的充电桩总用电量集合为Q={q1,q2,q3...qn},n是指月份，各月小区内所使用充电桩的总时间集合为W={w1,w2,w3...wn},n是指月份；
根据公式：
在上式中，有一个自变量Q和一个因变量W，设函数的关系式为
Figure 906301DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 907755DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 841076DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 103430DEST_PATH_IMAGE004
；
通过上式，可以预测出第N层所需等待的时间；
其中：Z等候时间的误差平方，a是因变量，b是自变量，
当检测到所预测的充电桩总用电量小于标准总用电量时，可以正常使用充电桩内分所分的用电量，当检测到充电桩总用电量大于标准总电量时，需要调节小区内所分布的各用电量；
设定当前小区内所分布的充电桩包含有Y1、Y2、Y3和Y4，检测到低峰期使用充电桩线路的次数占所有用户使用电瓶车进入小区次数的N%，N%为利用率，检测到使用率低于标准利用率时，通过智能开关将小区中所分布的部分充电桩关闭，当检测到为高峰使用充电桩时，通过智能开关将部分关闭的充电桩开启。
在步骤S2中，当满足下列条件时，可以将功率进行分配：
H1、T空大于Ti；
H2、设定用户电动车所停位置为Y（a，b），当前电量显示为Z1，实时检测每小时电动 车所耗电量为m，用户电动车所到达目的地在F（c，d），用户电动车到达目标位置所耗电量应 该控制在D，
Figure 831215DEST_PATH_IMAGE005
；
H3、用户身份为常用户；
其中：m为每小时所消耗的电量数；
当检测到电量低于预设电量时,需要进行功率分配，功率分配时需要控制电流小于等于电动车本身的额定电流。
检测每个用户使用充电桩对电瓶车进行充电的次数，当检测到用户使用充电桩充电的次数大于标准次数时，表示当前用户的身份为常用户身份；对充电桩上不同线路进行连接的身份进行验证，当检测到充电线路上包含有多个常用户时，获取多个常用户使用的时间区域，当检测到常用户C充电所使
用时间长于常用户B充电所使用时间时，优先给与常用户C进行充电；
检测到当前常用户C和常用户B的剩余电量为U1和U2，判断用户充电是否为低谷时期用电，如是，根据常用户C和常用户B的行程长短进行功率分配。
实施例1：检测用户电动车所停位置为Y=（a，b）=（600，800），当前电量显示为Z1=500，实时检测每小时电动车所耗电量为m=1.5，用户电动车所到达目的地在F（c，d）=（1200,1500），用户电动车到达目标位置所耗电量应该控制在D，标准的电量为D标=75；
Figure 959446DEST_PATH_IMAGE008
;
检测到D<D标时，剩余电量不足，需要进行功率的分配。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于城市物联网应用的智能开关管理***，其特征在于：该***包括充电桩充电显示模块、充电连接分配模块和电流有效分配模块；所述充电桩充电显示模块用于显示电动车在充电时的各项参数，并合理分配小区内电动车的充电电量，所述充电连接分配模块用于根据用户所选择的充电功能进行快速充电，并对其当前的线路进行功率分配；所述电流有效分配模块用于检测到当前电瓶车使用者并非为散户时，在峰谷期进行有效充电；
所述充电桩充电显示模块包括充电参数获取显示单元、充电桩位置分布单元、入口验证上传单元、时区充电分析单元、历史使用率分析单元、电量预估分析单元和智能开关激活单元，所述充电参数获取显示单元用于通过二维码扫描显示当前用户充电时的电量、充电时间、充电速度和充电时所提供功率相关参数；所述充电桩位置分布单元用于根据小区面积大小在不同位置设置电瓶车充电桩；所述入口验证上传单元用于记录在不同时间段进入小区充电的电瓶车车辆数量；所述时区充电分析单元用于限制低峰时间段供电瓶车进行充电的次数；所述历史使用率分析单元用于获取历史时间使用电瓶车充电桩进行充电的次数；所述电量预估分析单元用于根据小区内已使用的电量预测出本月小区使用的电量；所述智能开关激活单元用于控制调节小区内线路利用率较低的充电桩开关；
所述充电连接分配模块包括二维码页面浏览计算单元、排队等候充电单元、排队提示等候单元、电流传输分析单元、期望充电有效单元和功率分配有效单元，所述二维码页面浏览计算单元用于分析用户登陆页面查询电瓶车充电电量的次数分析用户的行为，从而能够分析出当前用户是否急需电量充满；所述排队等候充电单元用于分析小区内已开放的充电桩以及充电桩线路是否支持用户使用，判断是否包含有剩余的线路供用户使用；所述排队提示等候单元用于提示所处小区位置所需等候充电的时间和等候的电瓶车车辆数；所述电流传输分析单元用于分析充电桩内各线路电流空载传输时间是否大于标准时间，分析出用户是否选择提前结束充电时间；所述期望充电有效单元用于判断剩余电量是否支持当前用户使用并到达目的地，并将信息反馈给用户设备终端；所述功率分配有效单元用于调整充电桩的输出功率；
所述电流有效分配模块包括车辆种类充电单元、车辆历史数据停留单元、开关有效控制单元和峰谷充电有效分配单元，所述车辆种类充电单元用于判断通过充电桩充电次数较多的为散户或者是常用户，当检测到当前为常用户时将信息反馈给车辆历史数据停留单元，所述车辆历史数据停留单元用于检测到多辆常用户电动车在充电桩上充电时，分析各常用户电动车所停留的平均时间，并将停留时间较短的电动车用户反馈给开关有效控制单元，所述开关有效控制单元用于调整开关使得停留时间较短车辆能够提高充电效率，使得车辆能够在不同时间内分配得到不同的电量；所述峰谷充电有效分配单元用于合理分配不同电瓶车在峰谷期间内的充电次数和充电时间，从而能够在谷底期合理充电。
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