CN102216792A - 利用开关传感技术监测照明区的能耗的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种利用开关传感技术监测能耗的方法。本发明内容的目的是提供一种用于测量照明区中消耗的能量的量的方法，其中传感开关的开/关状态，以便测量安装在室内或室外(包括移动部件)的各种电灯、相同产品组的各个电灯或每个产品组的功耗。利用传感技术监测用于照明区中的能量的量的方法包括如下步骤：为每个开关登记电灯(S100)；检测每个开关的开/关操作(S200)；收集每个开关的开/关操作数据(S300)；计算各个电灯的总功耗(S400)；监测所述各个电灯(S500)；以及维护并修理所述各个电灯(S600)。

Description

利用开关传感技术监测照明区的能耗的方法

技术领域

本发明涉及利用开关传感技术监测照明区的能耗的方法，其能够通过先前登记的信息，例如与独立开关相连接的各种灯的功耗，基于单个开关的开/关操作登记来检测单个灯的功耗，并且同时能够根据用于照明CDM认证项目的电灯交换测量能量减少。

背景技术

通常，电灯的功耗是通过使用与输电线相连接的电功率表测量的，该输电线用于为安装在室内或室外的电灯提供电源。

但是，因为输电线不仅与电灯相连接，而且还与各种家用电器(冰箱、空调或电脑)的电灯泡相连接，所以很难分别测量单个电灯或电灯泡的功耗。

即如图10所示，其根据一种利用与输电线相连接的电功率表来测量功耗的方法，说明了一种利用常规电功率表测量电灯功耗的系统，测量电灯的总功耗不成问题，但是难于测量各个电灯、电灯泡和电热器具的功耗。

当然，可以通过为每个照明装置都分配一个电功率表来测量各个电灯的功耗，或可以通过在每条照明线路中安装电功率表来测量照明线路的功耗，该照明线路由具有相同标准的产品组构成。但在这种情况下，在接线和成本方面会出现问题，以致上述方法不能得到实际应用。

需要测量各个电灯的功耗，这是因为除了新的项目区之外，CDM项目可在照明区中实现。

术语“CDM”是“清洁发展机制”的缩写，且CDM项目旨在实现可持续发展，并致力于UNFCC(气候变化的联合国框架公约)，COP(缔约方会议)中确定的京都议定书和马拉喀什协议的最终目标。因为京都议定书在2005年2月生效，所以CDM项目开始运行。详细来说，CDM项目是指人为降低温室气体排放的工作。通过CDM项目实现温室气体排放的降低可作为CERs(认证排放降低)得到认可并且能在排放交易市场中进行交易，从而产生经济效益。为了获得CDM项目的认证，必须提交项目设计文件。项目设计文件可包括项目概要、从原有状态降低温室气体排放的方法以及通过CDM项目降低温室气体排放的计算过程。在这样的CDM项目中，基线、附加性和监测都是基本要素。

基线是指温室气体排放的假设体积，其可在不存在CDM项目的情况下在BAU(一切照常)的状态下表征，并且通常可用于评估CDM项目以及其他减少温室气体的项目。而且，基线可以是用于评估温室气体减少的实际结果的参考标准，并且其可包括在缺乏CDM项目的情况下产生的项目。基线是基于过去和当前的趋势而自然实现的项目的描述。附加性可表示在基线的基础上项目的附加性(有效性)。基线和附加性之间的关系必须被准确定义。附加性可以是用于确定CDM项目是否能实现低于基线的温室气体减少的参考，也可以是用于确定CDM项目的有效性而不是基线的有效性的参考。因此，如果项目在基线的基础上可减少温室气体并且可不被强制实现，则该项目被认为满足附加性。

监测是检验项目是否是根据项目设计文件进行的。即，监测是指通过CDM项目实现的实际温室气体排放的测量和评估。监测涉及所有相关数据的收集和存档，所述相关数据是在CDM项目活动和泄漏的项目边界内确定基线和测量温室气体体积所必需的。因为基线和通过监测评估的温室气体排放的实际体积之间的差异可能涉及CDM项目的温室气体减少/信用发布的结果，所以监测十分重要。

如上所述，虽然上述CDM项目仅在新的项目区是可实现的，但是CDM项目可在现有建筑物的照明区中重新实施。为此，必须计算各个电灯的功耗，从而将代表高功耗的旧电灯更换为代表低功耗的新电灯，以便通过监测功耗减少来促进CDM项目。

为了在照明区实现CDM项目，当建造新的建筑物或改造现有建筑物时，将电源接线分配给使用相同照明装置的各组插座，并且将电功率表分配给电源接线，以测量和监测每个产品组的功耗。

然而，即使将电功率表分配给建筑物(公寓)单元中相同电灯的电源接线，如果随时间的流逝，电灯被劣化/损坏，则建筑物的管理人员(公寓的所有者)可用具有新型号的新电灯来替换旧电灯。在这种情况下，各个电灯功耗的先前测量值将变得毫无意义。为了解决上述问题，输电线的接线工作是必要的。另外，电功率表的接线必须设计成专门适用于最初使用的电灯，或建筑物的管理人员(公寓的所有者)必须讨论将连在该电功率表的旧电灯更换为新电灯。

在涉及照明区的CDM项目中，测量每个产品组功耗的原因是为了计算当照明装置被替换为新的照明装置时的功耗的减少。详细来说，当将照明装置更换为新的照明装置(该新的照明装置具有低功耗，但不会降低照明强度)时，必须比较功耗的减少，以实现CDM项目。

例如，当比较100W的旧电灯和50W的新电灯之间的功耗时，必须排除与旧电灯一起位于相同空间中但未被替换的电灯的功耗，以便得到功耗测量结果的认可。因此，得到功耗测量结果认可的最好方法是测量各个电灯的功耗。另外，因为照明装置的型号发生了变化，所以必须比较每个产品组功耗的测量值。

然而，虽然已经提出了一种将电源接线分配给使用相同照明装置的各组插座以及将电功率表分配给电源接线的方法，以便测量和监测各产品组的功耗，但没有测量各个电灯功耗的方法，所以CDM项目不能在照明区中有效地实现。

因此，需要提供一种可以可靠地测量功耗而又不利用电功率表直接测量功耗的方法。

发明内容

因此，提出本发明来解决现有技术中发生的上述问题，并且本发明的目的在于提供一种监测照明区中能耗的方法，其能够通过检测开关的开/关操作来测量安装在室内或室外(包括移动部件)的不同电灯、相同产品组的各个电灯或各产品组的功耗。

本发明的另一目的在于提供一种用于监测照明区中能耗的方法，即使安装在室内或室外(包括移动部件)的不同的电灯或相同产品组的各个电灯被其他电灯取代，该方法也能够通过检测开关的开/关操作来灵活地管理电灯。

本发明的另一目的是提供一种监测照明区中能耗的方法，即使安装在室内或室外(包括移动部件)的不同电灯、相同产品组的电灯和电加热器具之间具有复杂的连接关系，该方法也能够通过检测开关的开/关操作来专门测量电灯功耗。

本发明的另一目的是提供一种监测照明区中能耗的方法，其能够通过检测开关的开/关操作来测量安装在室内或室外(包括移动部件)的不同电灯、相同产品组的各个电灯或每个产品组的功耗，以这样的方式，可在远程位置监测功耗，以便计算在现有照明装置被照明CDM项目所需的新照明装置取代时的功耗减少。

本发明的另一目的是提供一种监测照明区中能耗的方法，其能够通过检测开关的开/关操作来测量安装在室内或室外(包括移动部件)的不同电灯、相同产品组的各个电灯或每个产品组的功耗，以这样的方式，可在现有照明装置被新照明装置取代时监测功耗，以便比较功耗的减少，新照明装置例如为照明CDM项目所需的具有低功耗但不会降低照明强度的LED。

本发明的另一目的是提供一种监测照明区中能耗的方法，其能够在通过检测开关的开/关操作来监测安装在室内或室外(包括移动部件)的不同电灯、相同产品组的各个电灯或每个产品组的功耗时，方便地检测导致监测错误的功耗传输设备。

本发明的另一目的是提供一种监测照明区中能耗的方法，其可应用于各种设有开关的固定结构，例如企业、学校、公共机构、房屋和公寓以及各种设有开关的移动部件，例如车辆、船舶和飞机，以便检测提供给电灯的具有最低等级电源的开/关，由此即使在极端情况下也能计算总功耗，其中将具有不同功耗的电灯与相同的接线相连接。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供利用开关传感技术监测照明区中的能耗的方法、该方法可包括下述步骤：为每个开关登记电灯；检测每个开关的开/关操作；收集每个开关的开/关操作数据；计算各个电灯的总功耗；监测所述各个电灯；以及维护和修理所述各个电灯。

为每个开关登记电灯的步骤包括如下步骤：将ID分别分配给每个开关以及管理至少一个单个开关的开关操作检测单元，以及将关于由具有所述ID的所述开关控制的至少一个电灯的信息存储在DB服务器中。

为了输入关于所述至少一个电灯的信息，通过移动终端检测所述信息并通过所述移动终端或与因特网相连接的网页传送并存储所述信息。

检测每个开关的开/关操作的步骤包括如下步骤：安装开关操作检测单元，所述开关操作检测单元检测具有关于电灯的信息的所述每个开关的开/关操作，从而检测每个开关的开/关信息，并将所述每个开关的开/关信息传送到开关操作收集单元。

在收集每个开关的开/关操作的步骤中，在检测每个开关的开/关操作步骤中检测并从至少一个开关操作检测单元传送的每个开关的开/关信息被收集并存储在开关操作收集单元中，并且每个开关的开/关信息以预定的时间间隔被传送到数据收集服务器。

在计算各个电灯的总功耗的步骤中，数据收集服务器根据下列等式测量各个电灯的总功耗，所述等式基于从开关操作收集单元传送的具有ID的每个开关的开/关信息，并参考存储在DB服务器中的关于各个电灯的信息，并且将各个电灯的总功耗存储在DB服务器中。

[等式]

总功耗＝单个ID电灯的功耗×使用时间×具有相同型号的电灯的数量

电灯信息包括电灯的类型、功耗和电灯的数量。

在监测各个电灯的步骤中，在计算各个电灯的总功耗的步骤中存储在DB服务器中的各个电灯的总功耗由网络服务器通过因特网上传到网页上，以便以预定周期或连续地从远程位置监测各个电灯的状态和关于总功耗的信息。

在维护和修理所述各个电灯的步骤中，各个开关或在步骤S500中被检测发生错误的开关操作检测单元的ID和电灯信息被下载到移动终端，移动终端通过安装在移动终端内的RFID读取器来搜索具有各个开关或被检测发生错误的开关操作检测单元的ID信息的RFID标签，以便确定是否发生了错误并在有校正信息的情况下，在DB服务器中上传校正信息。

每个开关至少与一个电灯相连接。

电灯可包括至少一个具有不同于其他电灯功耗的电灯。

电灯可包括至少一个具有相同功耗的电灯。

开关操作检测单元可包括电源开关检测单元，所述电源开关检测单元是一个具有与电灯的每个开关直接相连的外部终端的外部连接部分，以检测开关的开/关操作的变化；主控制器，所述主控制器与所述电源开关检测单元相连接，以操作/控制各个电源开关的检测状态、存储器的使用、数据传输单元以及控制状态显示单元；存储器，所述存储器与所述主控制器相连接，并被用作存储空间，在电源开关的所检测的状态值被传送到外部之前存储电源开关的所检测的状态值，或被用作临时存储空间，以便在传送失败时再次传送电源开关的所检测的状态值；数据传送单元，所述数据传送单元与所述主控制器相连接，以便通过有线通信方案或无线通信方案将所述电源开关的所检测的状态值传送给开关操作收集单元；电源管理单元，所述电源管理单元与所述主控制器相连接，以提供电源；状态显示单元，所述状态显示单元与所述主控制器相连接，以显示电源供给、所检测的开关以及数据传送单元操作的状态；以及RFID标签，所述RFID标签存储开关操作检测单元的ID，其可由数据收集服务器或RFID读取器读取，以便在安装所述开关操作检测单元或由于所述开关操作检测单元发生故障而进行维修工作时通知位置。

开关操作收集单元可包括数据收集单元，所述数据收集单元通过有线通信方案或无线通信方案，从至少一个开关操作检测单元接收电源开关的所检测的状态值；主控制器，所述主控制器与数据收集单元相连接，以操作/控制数据收集单元、存储器的使用、数据传送单元以及控制状态显示单元；存储器，所述存储器与所述主控制器相连接，并被用作存储空间，在电源开关的所检测的状态值被传送到数据收集服务器之前，存储从开关操作检测单元接收的电源开关的所检测的状态值，或被用作临时存储空间，以便在传送失败时再次传送电源开关的所检测的状态值；数据传送单元，所述数据传送单元与所述主控制器相连接，以便通过有线通信方案或无线通信方案将从开关操作检测单元接收的电源开关的所检测的状态值传送给数据收集服务器；电源管理单元，所述电源管理单元与所述主控制器相连接，以提供电源；状态显示单元，所述状态显示单元与所述主控制器相连接，以显示电源供给状态、来自开关操作检测单元的接收状态以及数据传送单元操作的状态；以及RFID标签，所述RFID标签存储开关操作收集单元的ID，其可由数据收集服务器或RFID读取器读取，以便在安装所述开关操作收集单元或由于所述开关操作收集单元发生故障而进行维修工作时通知位置。

有益效果

根据本发明，能够检测与电灯相连接的开关的开/关操作，以便能够在不直接安装电功率表的情况下，可靠地测量安装在室内或室外(包括移动部件)的各种电灯、相同产品组的各个电灯或每个产品组的功耗。

另外，根据本发明，即使现有电灯被其他电灯取代，也能够灵活地管理电灯。

而且，根据本发明，即使电灯与电热器具复杂地相互关联，也能够专门测量电灯的功耗。

另外，根据本发明，可测量安装在室内或室外(包括移动部件)的各种电灯、相同产品组的各个电灯或每个产品组的功耗，以便在现有照明装置被照明CDM项目所需的新照明装置取代时，从远程位置监测功耗，从而计算功耗的减少。

而且，根据本发明，能够测量安装在室内或室外(包括移动部件)的不同电灯、相同产品组的各个电灯或每个产品组的功耗，以便在现有照明装置被新照明装置取代时监测功耗，从而比较功耗的减少，所述新照明装置例如为照明CDM项目所需的具有低功耗但不会降低照明强度的LED。

另外，根据本发明，有可能在通过检测开关的开/关操作来监测安装在室内或室外(包括移动部件)的不同电灯、相同产品组的各个电灯或每个产品组的功耗时，方便地检测导致监测错误的功耗传输设备。

而且，本发明可应用于各种设有开关的固定结构，例如企业、学校、公共机构、房屋和公寓以及各种设有开关的移动部件，例如车辆、船舶和飞机，以便检测提供给电灯的具有最低程度电源的开/关，由此即使在极端情况下也能计算总功耗，其中将具有不同功耗的电灯与相同的接线相连接。因此本发明适于各种工业领域。

附图说明

图1是示出根据本发明的用于监测功耗的方法的流程图；

图2是示出根据本发明的系统的结构的示意图；

图3是示出根据本发明的单个开关测量方案的概念的示意图；

图4是示出根据本发明的开关操作检测单元的结构的示意图；

图5是示出根据本发明的开关操作收集单元的结构的示意图；

图6是示出根据本发明的电灯、开关操作检测单元和开关操作收集单元的安装的示意图；

图7是示出根据本发明的一个实施例的用于为每个开关登记电灯的方法的流程图；

图8是示出根据本发明的另一实施例的用于为每个开关登记电灯的方法的流程图；

图9是示出根据本发明的在监测电灯功耗时用于检查发生错误的设备的方法的流程图；以及

图10是示出根据现有技术的利用电功率表测量电灯功耗的系统的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细说明本发明的示例性实施例。在以下说明中，如果关于已知功能或已知结构的详细说明会导致本发明的主题不清楚时，则忽略上述说明。

图1是示出根据本发明通过检测开关的开/关来监测功耗的方法的流程图，图2是示出根据本发明的系统的结构的示意图，图3是示出根据本发明的单个开关测量方案的概念的示意图。根据本发明，与各个电灯相连接的开关的开/关操作由开关操作检测单元1检测，并且检测数据通过开关操作收集单元2传送到数据收集服务器3。数据收集服务器3计算各个电灯的总功耗，并将总功耗通过网络服务器5上传到因特网，以便从远程位置监测各个电灯的状态和功耗。

详细来说，根据本发明的用于监测功耗的方法包括如下步骤：为每个开关登记电灯(S100)；检测每个开关的开/关操作(S200)；收集每个开关的开/关操作数据(S300)；计算各个电灯的总功耗(S400)；监测所述各个电灯(S500)；以及维护和修理所述各个电灯(S600)。

步骤S100包括如下步骤：将ID分别分配给每个开关以及管理至少一个单个开关的开关操作检测单元1，以及将关于由具有所述ID的所述开关控制的至少一个电灯的信息存储在DB服务器中。

为了输入关于所使用的电灯的信息，通过移动终端检测所述信息，并通过所述移动终端或与因特网相连接的网页传送和存储所述信息。

步骤S200包括如下步骤：安装开关操作检测单元1，所述开关操作检测单元1检测具有关于电灯的信息的所述每个开关的开/关操作，从而检测每个开关的开/关信息，并将所述每个开关的开/关信息传送到开关操作收集单元2。

步骤S300中，在步骤S200中检测并从至少一个开关操作检测单元1传送的每个开关的开/关信息被收集并存储在开关操作收集单元2中，并且每个开关的开/关信息以预定的时间间隔被传送到数据收集服务器3。

步骤S400中，数据收集服务器3根据下述等式测量各个电灯的总功耗，所述等式基于从开关操作收集单元2传送的具有ID的每个开关的开/关信息，并参考存储在DB服务器4中的电灯信息(电灯的类型、功耗和数量)，并且将各个电灯的总功耗存储在DB服务器4中。

[等式]

总功耗＝单个ID电灯的功耗×使用时间×具有相同型号的电灯的数量

步骤S500中，在步骤S400中存储在DB服务器4中的各个电灯的总功耗由网络服务器5通过因特网上传到网页上，以便以预定周期或连续地从远程位置监测各个电灯的状态和关于总功耗的信息。详细来说，网络服务器5根据每个开关ID匹配照明产品，由此为每个开关ID提供包含开/关日志时间的监测信息、为所述每个开关ID/每个照明产品提供总功耗的计算、提供总功耗的监测、为收集单元和传送单元提供状态的监测以及提供功耗的统计。

步骤S600中，各个开关或在步骤S500中被检测发生错误的开关操作检测单元1的ID和电灯信息被下载到移动终端，移动终端通过安装在移动终端内的RFID读取器来搜索具有各个开关或被检测发生错误的开关操作检测单元1的ID信息的RFID标签，以便确定是否发生了错误并在有校正信息的情况下，在DB服务器4中上传校正信息。

如图2和图3所示，用于执行本发明的方法的装置可包括至少一个开关操作检测单元1，其与各个开关相连接，以便根据与电灯相连接的各个开关的开/关操作来检测功耗时间；至少一个开关操作收集单元2，其从开关操作检测单元1接收开关开/关信息；数据收集服务器3，其通过从开关操作收集单元2接收的开关开/关信息来计算每个电灯的功耗；DB服务器4，其用于存储数据收集服务器3的信息；以及网络服务器5，其用于通过因特网提供存储在DB服务器4中的每个电灯的功耗。

如图所示，开关操作检测单元1可安装在新的建筑或现有建筑(例如公共机构、学校、工厂和企业)中的开关中。

根据具有上述结构的本发明，主要收集并存储在开关操作检测单元1中的功耗的源数据以预定的时间间隔自动传送到位于远程位置的数据收集服务器2中，以便数据收集服务器2收集每个开关操作检测单元1的信息。因此，工人可不必测量和报告功耗。通常，数据传送可通过有线/无线方案实现。

另外，建立网络服务器5以便以这样的方式通过因特网提供信息：通过登陆系统而被授权的用户可容易地基于DB服务器4的信息监测电灯的状态和总功耗。其中DB服务器4存储了数据收集服务器3的信息。

而且，将ID分配给每个开关操作检测单元1，并且将ID输入RFID标签，以便当开关操作检测单元1在监测过程中发生故障或在其需要修理时，能够容易地找到开关操作检测单元1。

如图3所示，至少一个电灯与每个开关相连接。另外，电灯可包括至少一个具有不同于其他电灯功耗的电灯。相反，电灯可包括至少一个具有相同功耗的电灯。电灯的功耗预先存储在数据收集服务器3中。因此，可灵活地管理属于相同产品组或不同产品组的电灯。当通过使用根据现有技术的电功率表测量电灯功耗时，如果与电功率表相连接的电灯被具有非登记型号的新电灯所取代，或具有不同型号的电灯与电功率表复杂地相连接时，则数据可能会不可靠。然而，根据本发明，因为与开关相连接的各个电灯的功耗登记在数据收集服务器中，当一电灯被具有不同于登记该电灯所登记的功耗的新电灯所取代时，新电灯的功耗被重新登记到数据收集服务器中，以便能够灵活地管理电灯。

而且，如果电器(冰箱、空调或电脑)以及电灯与现有建筑物中的同一开关接线相连接，则当登记开关操作检测单元1并检测开/关时间时，仅将电灯登记在数据服务器2中。在这种情况下，可以计算与电器一同连接到开关接线的开关的各个电灯的功耗。这是因为电灯的功耗是基于各个开关的开/关操作时间来计算的，而不是基于实际功耗来计算的。

因此，能够可靠地测量功耗，而无需利用电功率表来直接测量功耗。

根据具有上述结构的本发明，可通过检测与至少一个电灯相连接的开关的开/关操作来计算各个开关的功耗。

通常，一个电灯开关盒中具有一至六个开关，并且多个相同的电灯对应于一个单个开关来操作。当然，多个不同电灯可对应于一个单个开关来操作。如果通过检测开关的开/关操作来检测与开关相连接的电灯是否有电流，则可基于各个电灯的功耗来容易地计算电灯的总功耗。虽然电灯的总功耗可能略微不同于实际总功耗，但是在用于照明区的CDM项目中，无需精确的总功耗。CDM项目中考虑的重要因素是，CO₂的排放是否能通过对电灯进行管理而降低电灯的功耗从而得到减少，该管理是否能根据电灯的替换而灵活地执行以及监测是否有可能检查各个电灯的功耗的降低。

为此，开关的开/关操作的检测和监测装置的结构非常重要。对此，根据本发明，将对应于每个开关来操作的电灯的类型(荧光灯、辉光灯和LED)、功耗以及电灯的数量登记在数据收集服务器2和DB服务器4中，以便管理电灯的信息。换言之，如果检测到开关的开/关操作，则可计算特定电灯的操作时间。

根据本发明的开关操作检测单元1可用于各种设有开关的固定结构中，例如企业、学校、公共机构、房屋和公寓，以及各种设有开关的移动部件中，例如车辆、船舶和飞机。开关操作检测单元1可以检测提供给电灯的最低限度的电源的开/关，由此即使在极端情况下也能计算总功耗，其中将具有不同功耗的电灯与相同的接线相连接。

另外，电灯是指照明装置，例如荧光灯、辉光灯和LED。

在下文中，将更详细地说明本发明的结构。

开关操作检测单元1可构造为类似于开关盒的外部类型，或可构造为嵌入开关盒内壁的内部类型。对应于用于执行电灯的开/关操作的开关数量，将外部端口分配给开关操作检测单元1，以便能够实时检测每个开关的操作状态。另外，开关操作检测单元1具有电源管理单元，从而将电池的功率或外部功率转变为内部功率，以便开关操作检测单元1能够可靠地检测开关的开/关操作。

将高优先级ID分配给容纳于开关操作检测单元1中的RFID，将从高优先级ID分支出来的低优先级ID分配给各个开关，所述各个开关构成与电源开关检测单元11相连接的开关盒，以这样的方式，数据收集服务器2或移动RFID读取器可读取RFID以及各个开关。

分配给开关操作检测单元1的ID的优先级高于分配给容纳于开关操作检测单元1中的RFID的ID的优先级。

开关操作检测单元1具备将开关ID和开关的开/关信息传送给位于短距离内的开关操作收集单元2的功能。所述信息传送是通过容纳于开关操作检测单元1中的通信模块进行的。此时，通信方案可包括现有技术中通常公知的有线/无线通信方案，例如RF、RFID、Zigbee、CDMA、TDMA、无线局域网、TCP/IP、PLC(输电线通信)或PSTN。

另外，至少一个或两个开关操作检测单元1向开关操作收集单元2实时报告开关的操作状态。在接收开关的开/关操作信息时，开关操作收集单元2将周期性或实时报告的开关操作信息传送给数据收集服务器3。此时，开关操作收集单元2可通过有线通信方案和无线通信方案中的一种与数据收集服务器3通信。

随后，数据收集服务器3根据从开关操作收集单元2传送的开关的开/关操作来计算由该开关管理的每个电灯的功耗。详细来说，数据收集服务器3根据下述等式来计算各个电灯的总功耗，所述等式基于开关的开启信号和关闭信号之间的时间以及登记在DB服务器4中的电灯的功耗。

[等式]

总功耗＝单个ID电灯的功耗×使用时间×具有相同型号的电灯的数量。

数据收集服务器3立即将计算值传送给DB服务器4，以便将计算值存储在DB服务器4中。

网络服务器5监测各个电灯的功耗。详细来说，网络服务器5允许用户通过因特网实时监测单个电灯的功耗的信息。更具体来说，网络服务器5根据每个开关ID匹配照明产品，由此为每个开关ID提供包含开/关日志时间的监测信息、为所述每个开关ID/每个照明产品提供总功耗的计算、监测总功耗、为收集单元和传送单元提供状态的监测以及提供功耗的统计。

图4是示出根据本发明的开关操作检测单元的结构的示意图。如图4所示，开关操作检测单元包括电源开关检测单元11，所述电源开关检测单元11是一个具有与电灯的每个开关直接相连的外部终端的外部连接部分，以检测开关的开/关操作的变化；主控制器12，所述主控制器12与电源开关检测单元11相连接，以操作/控制各个电源开关的检测状态、存储器使用、数据传送单元以及控制状态显示单元；存储器13，所述存储器13与主控制器12相连接，并被用作存储空间，在电源开关的所检测的状态值被传送到外部之前存储电源开关的所检测的状态值，或被用作临时存储空间，以便在传送失效时再次传送电源开关的所检测的状态值；数据传送单元14，所述数据传送单元14与主控制器12相连接，以便通过有线通信方案或无线通信方案将所述电源开关的所检测的状态值传送给开关操作收集单元2；电源管理单元15，所述电源管理单元15与主控制器12相连接，以提供电源；状态显示单元16，所述状态显示单元16与主控制器12相连接，以显示电源供给状态、所检测的开关以及数据传送单元操作的状态；以及RFID标签17，所述RFID标签17存储开关操作检测单元1的ID，其可由数据收集服务器或RFID读取器读取，以便在安装开关操作检测单元1或由于开关操作检测单元1发生故障而进行维修工作时通知位置。

开关操作检测单元1对应于设有至少一个开关的开关盒安装，并且对应于各个开关的数量具有至少一个外部终端。因此，如果提供六个开关，则由电源开关检测单元11构成的六个外部终端分别与六个开关相连接，以便检测每个ID开关的开/关操作。

每个ID开关的开/关操作可通过不同的方案进行检测，例如物理检测方案、确定电力被使用的方案以及磁场测量方案。

根据物理检测方案，将能够检测开关移动的装置插入开关中，以检测开关的开/关操作。

根据确定电力被使用的方案，测量电压值、电流值和电阻值三个要素的变化，以检测开关是否在工作。因此，如果基于公式“V＝IR”检测出电压、电流和电阻值中的至少一个，则能够检测每个ID开关的开/关操作。通常测量电流值。

根据磁场测量方案，当电路中出现电流时，电路周围会产生磁场，并基于磁场来检测开关的操作。

电源管理单元将来自电源线或电池的外部功率转化成内部功率，并提供内部功率以稳定操作电路。

根据具有上述结构的开关操作检测单元1，当电源开关检测单元检测开关的开/关信号时，开关操作检测单元1将每个开关的ID值以及开/关信号通过数据传送单元传送到外部。此时，如果发生通信故障，则数据会被存储在存储器中，以便在下一传送时间中再次传送数据。另外，状态显示单元向外部显示电源供给状态以及通信状态，以便管理员可基于由状态显示单元显示的信息来管理装置。

图5是示出根据本发明的开关操作收集单元的结构的示意图。如图5所示，开关操作收集单元包括数据收集单元21，所述数据收集单元21通过有线通信方案或无线通信方案，从至少一个开关操作检测单元1接收电源开关的所检测的状态值；主控制器22，所述主控制器22与数据收集单元21相连接，以操作/控制数据控制单元、存储器使用、数据传送单元以及控制状态显示单元；存储器23，所述存储器23与主控制器22相连接，并被用作存储空间，在电源开关的所检测的状态值被传送到数据收集服务器3之前，存储从开关操作检测单元1接收的电源开关的所检测的状态值，或被用作临时存储空间，以便在传送失败时再次传送电源开关的所检测的状态值；数据传送单元24，所述数据传送单元24与主控制器22相连接，以便通过有线通信方案或无线通信方案将从开关操作检测单元1接收的电源开关的所检测的状态值传送给数据收集服务器3；电源管理单元25，所述电源管理单元25与主控制器22相连接，以提供电源；状态显示单元26，所述状态显示单元26与主控制器22相连接，以显示电源供给状态、来自开关操作检测单元1的接收状态以及数据传送单元操作的状态；以及RFID标签27，所述RFID标签27存储开关操作收集单元2的ID，其可由数据收集服务器或RFID读取器读取，以便在安装开关操作收集单元2或由于开关操作收集单元2发生故障而进行维修工作时通知位置。

电源管理单元将来自电源线或电池的外部功率转化成内部功率，并提供内部功率以稳定操作电路。

根据具有上述结构的开关操作收集单元2，如果发生通信故障，则数据会被存储在存储器中，以便在下一传送时间中再次传送数据。另外，状态显示单元向外部显示电源供给状态以及通信状态，以便管理员根据由状态显示单元显示的信息来管理装置。

图6是示出根据本发明的电灯、开关操作检测单元和开关操作收集单元的安装的示意图。如图6所示，包含多个电灯的电灯阵列A的开/关操作和包含多个电灯的电灯阵列B的开/关操作(所述阵列都安装在房屋的天花板上)分别由提供在开关盒中的开关阵列A和开关阵列B来控制。将能够管理包含开关阵列A和开关阵列B的开关盒的开关操作检测单元1安装在开关阵列A和开关阵列B旁边，以便检测开关阵列A和开关阵列B的开/关操作。

另外，开关操作检测单元1与开关操作收集单元2可进行无线通信，所述开关操作收集单元2位于距离开关操作检测单元1较短的距离内，以便将开关阵列A和开关阵列B的开/关信息传送给开关操作收集单元2。

如图6所示，开关操作检测单元1和开关操作收集单元2可安装在具有电灯和开关的结构中的不同位置处。

图7是示出根据本发明的一个实施例的用于为每个开关登记电灯的方法的流程图。如图7所示，根据本发明，为了通过检测开关的开/关操作来测量功耗，各个开关的各个电灯必须预先登记于数据收集服务器3中。

详细来说，根据本发明的开关操作检测单元1可构造为装到房间墙壁上的外部类型或嵌入开关盒内壁的内部类型。在上述两种情况下，产品的ID值没有暴露在外部，因此可以改进产品的外部外观，同时避免产品ID由于外部影响而不能被识别。

开关操作检测单元1将各个开关的ID值传送到外部。为此，开关操作检测单元1的ID值(凭借其可估计各个开关的ID)被存储在装到开关操作检测单元1的壳体上的RFID标签17中。

随后，当开关操作检测单元1被装到开关盒时，基本信息(电灯的类型以及结构名称)从DB服务器下载到设有RFID读取器的移动终端6(PDA或专用读取器)。存储基本信息之后，将开关盒运送到安装了电灯的结构。

这之后，安装在移动终端6中的RFID读取器搜索存储于要被登记的开关操作检测单元1的RFID标签中的ID，以便将由各个开关控制的电灯的类型、功耗以及电灯的数量输入移动终端6(选择预先存储到PDA中的电灯的类型，并随后输入和登记功耗以及电灯的数量)。由各个开关控制的电灯的类型、功耗和电灯的数量暂时存储在移动终端6中。

随后，具有上述信息的移动终端6访问因特网，以便将开关和电灯之间的连接信息上传到DB服务器4。当然，在信息上传到DB服务器4之前，预先通过数据收集服务器处理信息。

因为通过RFID标签和移动终端将电灯的类型、功耗和电灯的数量存储在数据库中，所以可有效地输入多个开关和多个电灯之间的连接信息。

图8是示出根据本发明的另一实施例的用于为每个开关登记电灯的方法的流程图。本实施例类似于上述实施例，因为特定开关操作检测单元1的信息被下载到图7所示的移动终端6，并且通过使用安装在移动终端6中的RFID读取器找到具有特定ID的RFID标签的位置。然而，该信息是被手工写到移动终端上的，并且该信息上传到DB服务器4是通过特定设备实现的，而不是通过移动终端6访问因特网实现的。

图9是示出根据本发明在监测电灯的功耗时，用于检查产生错误的设备的方法的流程图。如图9所示，如果通过电灯功耗的监测过程发现开关操作检测单元1发生故障或不能操作，则将必须进行检查的开关操作检测单元1的信息从DB服务器4下载到移动终端6，所述移动终端6已经用于通过因特网输入开关和电灯之间的连接信息。

随后，在接近装了开关操作检测单元1的壁或壁表面之后，将存在错误的开关操作检测单元1的ID信息与开关操作检测单元1的RFID标签17的ID值(其通过RFID读取器读取)进行比较，以便可以发现存在错误的开关操作检测单元1，而不会发生混乱。

在检查存在错误的开关操作检测单元1的状态之后，将登记在DB服务器4中并下载到移动终端6的电灯的类型、功耗和电灯的数量与实际安装在建筑物中的电灯的信息进行比较。如果存在偏差，则在移动终端6中校正信息，并且将该校正信息通过因特网上传到DB服务器4。

根据本发明，在步骤S500中，从远程位置以预定周期或连续地监测各个电灯的状态和总功耗。可以检测要被监测的物体(例如建筑物信息、安装信息、电灯的细节和安装日期)的详细信息以及照明装置的实时功耗，并且可以多方面改变屏幕设计。

虽然已经出于说明性的目的描述了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员将能理解，在不脱离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，有可能进行各种改进、增加和替换。

工业实用性

根据本发明，可检测与电灯相连接的开关的开/关操作，以便能够在不借助直接安装的电功率表的情况下，可靠地测量安装在室内或室外(包括移动部件)的各种电灯、相同产品组的各个电灯或每个产品组的功耗。因此，可以监测功耗，以便在现有照明装置被新的照明装置取代时比较功耗的降低，所述新的照明装置例如是照明CDM项目所需的代表低功耗但不会降低照明强度的LED。

Claims (14)

1.一种利用开关传感技术监测照明区的能耗的方法，所述方法包括如下步骤：

为每个开关登记电灯(S100)；

检测每个开关的开/关操作(S200)；

收集每个开关的开/关操作数据(S300)；

计算各个电灯的总功耗(S400)；

监测所述各个电灯(S500)；以及

维护并修理所述各个电灯(S600)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述为每个开关登记电灯的步骤(S100)包括如下步骤：将ID分别分配给每个开关以及管理至少一个单个开关的开关操作检测单元，以及将关于由具有所述ID的所述开关控制的至少一个电灯的信息存储在DB服务器中。

3.根据权利要求2所述的方法，其中为了输入所述关于至少一个电灯的信息，通过移动终端检测所述信息，并通过所述移动终端或与因特网相连接的网页传送和存储所述信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述检测每个开关的开/关操作的步骤(S200)包括如下步骤：安装开关操作检测单元，所述开关操作检测单元检测具有关于所述电灯的信息的所述每个开关的开/关操作，从而检测每个开关的开/关信息，并将所述每个开关的开/关信息传送到开关操作收集单元。

5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述收集每个开关的开/关操作数据的步骤(S300)中，在所述检测每个开关的开/关操作的步骤(S200)中检测并从至少一个开关操作检测单元传送的每个开关的开/关信息被收集并存储在开关操作收集单元中，并且所述每个开关的开/关信息以预定的时间间隔被传送到数据收集服务器。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述计算各个电灯的总功耗的步骤(S400)中，数据收集服务器根据下述等式测量所述各个电灯的总功耗，所述等式基于从开关操作收集单元传送的具有所述ID的每个开关的开/关信息，并参考存储在DB服务器中的关于所述各个电灯的信息，并且将所述各个电灯的总功耗存储在所述DB服务器中，

[等式]

总功耗＝单个ID电灯的功耗×使用时间×具有相同型号的电灯的数量。

7.根据权利要求2或6所述的方法，其中所述电灯信息包括电灯的类型、功耗以及电灯的数量。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在所述监测所述各个电灯的步骤(S500)中，在所述计算各个电灯的总功耗的步骤(S400)中存储在DB服务器中的所述各个电灯的总功耗由网络服务器通过因特网上传到网页上，以便以预定周期或连续地从远程位置监测所述各个电灯的状态以及关于所述总功耗的信息。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述维护和修理所述各个电灯的步骤(S600)中，各个开关或在所述监测所述各个电灯的步骤(S500)中被检测发生错误的开关操作检测单元的ID和电灯信息被下载到移动终端，所述移动终端通过安装在所述移动终端内的RFID读取器来搜索具有所述各个开关或检测发现错误的所述开关操作检测单元的ID信息的RFID标签，以便确定是否发生了错误并在有校正信息的情况下，在DB服务器中上传所述校正信息。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中至少一个电灯是与每个开关相连接的。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述电灯包括至少一个具有不同于其他电灯功耗的电灯。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述电灯包括至少一个具有相同功耗的电灯。

13.根据权利要求2或4所述的方法，其中所述开关操作检测单元包括：

电源开关检测单元，所述电源开关检测单元是一个具有与所述电灯的每个开关直接相连的外部终端的外部连接部分，以检测所述开关的开/关操作的变化；

主控制器，所述主控制器与所述电源开关检测单元相连接，以操作/控制各个电源开关的检测状态、存储器的使用、数据传输单元以及控制状态显示单元；

存储器，所述存储器与所述主控制器相连接，并被用作存储空间，在所述电源开关的所检测的状态值被传送到外部之前存储所述电源开关的所检测的状态值，或被用作临时存储空间，以便在传送失败时再次传送所述电源开关的所检测的状态值；

数据传送单元，所述数据传送单元与所述主控制器相连接，以便通过有线通信方案或无线通信方案将所述电源开关的所检测的状态值传送给开关操作收集单元；

电源管理单元，所述电源管理单元所述主控制器相连接，以提供电源；

状态显示单元，所述状态显示单元所述主控制器相连接，以显示电源供给、所检测的开关以及所述数据传送单元操作的状态；以及

RFID标签，所述RFID标签存储所述开关操作检测单元的ID，所述ID可由数据收集服务器或RFID读取器读取，以便在安装所述开关操作检测单元或由于所述开关操作检测单元发生故障而进行维修工作时通知位置。

14.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述开关操作收集单元包括：

数据收集单元，所述数据收集单元通过有线通信方案或无线通信方案，从至少一个开关操作检测单元接收所述电源开关的所检测的状态值；

主控制器，所述主控制器与所述数据收集单元相连接，以操作/控制所述数据控制单元、存储器

使用、数据传送单元和控制状态显示单元；

存储器，所述存储器与所述主控制器相连接，并被用作存储空间，在所述电源开关的所检测的状态值被传送到数据收集服务器之前，存储从所述开关操作检测单元接收的所述电源开关的所检测的状态值，或被用作临时存储空间，以便在传送失败时再次传送所述电源开关的所检测的状态值；

数据传送单元，所述数据传送单元与所述主控制器相连接，以便通过有线通信方案或无线通信方案将从所述开关操作检测单元接收的所述电源开关的所检测的状态值传送给所述数据收集服务器；

电源管理单元，所述电源管理单元与所述主控制器相连接，以提供电源；

状态显示单元，所述状态显示单元与所述主控制器相连接，以显示电源供给状态、来自所述开关操作检测单元的接收状态以及所述数据传送单元的操作状态；以及

RFID标签，所述RFID标签存储开关操作收集单元的ID，所述ID可由数据收集服务器或RFID读取器读取，以便在安装所述开关操作收集单元或由于所述开关操作收集单元发生故障而进行维修工作时报告位置。

Images