一种智能插座的管理系统及其方法与流程

本发明涉及物联网通信技术领域，尤其涉及一种智能插座的管理系统及其方法。

背景技术：

近年来，随着电子信息技术的发展，用户对插座的智能化需求越来越高。目前的插座管理系统主要采用“智能终端+智能插座+网关+Wifi路由器+云端”的管理模式。在该模式下，智能插座可以通过低功耗物联网无线通信技术(例如，Zigbee)或者蓝牙无线通讯技术连接到网关，然后由网关通过Wifi接入互联网，从而使用户可以通过智能终端的APP控制网关，进而控制智能插座的开断。

但是，当需要对公共场所的智能插座进行管理时，由于公共场所的智能插座群通常随机地分散于较大的范围内，因此需要采用广域网的通信管理模式对插座群进行管理。且若使用“网关+Wifi路由器”的通讯技术组建广域网，必然会增加大量的网关节点，从而增加了构建智能插座管理系统的通信网络的复杂度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种智能插座的管理系统及其方法，适用于对分散于较大的范围内智能插座群进行管理。

为达到上述目的，本发明提供一种智能插座，采用如下技术方案：

一种智能插座，包括插座本体，插座本体上安装有开关控制元件，用于控制智能插座电路的导通与断开。该智能插座还包括：物联网通信模块，开关控制元件与物联网通信模块连接。

可选地，该智能插座还包括计量模块和处理模块，其中，计量模块与处理模块连接，用于实时采集智能插座的用电数据；处理模块与物联网通信模块连接，用于对所采集的用电数据进行处理，并将处理后的用电数据通过物联网通信模块发送出去。

可选地，插座本体上设有二维码标识和/或数字编号标识，用于对智能插座进行识别。

可选地，开关控制元件为继电器。

可选地，插座本体上还安装有手动按键，用于手动控制智能插座电路的断开。

本发明提供的智能插座具有如上所述的结构，在插座本体上安装有开关控制元件，在智能插座上还设有物联网通信模块，开关控制元件与物联网通信模块连接。在管理智能插座时，智能插座的开关控制元件可以通过物联网通信模块接收控制信息，以控制智能插座电路的导通与断开。同时智能插座也可以通过物联网通信模块将智能插座的状态发送出去，从而使得智能插座可以通过物联网与外界通信。

本发明还提供一种智能插座管理系统，采用如下技术方案：

一种智能插座管理系统，该系统包括至少一个如上所述的智能插座，还包括移动终端和云服务器，移动终端上运行有智能插座客户端，用户通过智能插座客户端对智能插座进行控制；云服务器上运行有智能插座管理平台，运营商通过智能插座管理平台对智能插座进行控制；智能插座客户端和智能插座管理平台通过无线网络进行通信。智能插座管理系统还包括：至少一个物联网基站，智能插座通过物联网通信模块与其所属范围内的物联网基站进行通信，物联网基站又通过无线网络与智能插座客户端和智能插座管理平台进行通信。

可选地，物联网通讯模块与物联网基站之间使用的物联网传输协议为Lora、Sigfox、NB-lot、Wifi、蓝牙和Zigbee的其中一种。

本发明提供的智能插座管理系统具有如上所述的结构，一方面，智能插座可以通过其物联网通信模块与物联网络基站通信，而物联网基站可以接入网络；另一方面，用户可以通过运行与于终端上的智能插座客户端接入无线网络，运营商可以通过运行于与服务器上的智能插座管理平台接入网络，从而在用户、运营商和智能插座之间均可以实现双向通信，进而使用户和运营商可以方便地使用或管理智能插座。同时，这种基于物联网对分散的插座群构建局域网，再接入互联网的方式，不需要布置大量的网络节点，从而简化了智能插座管理系统的通信网络。

本发明还提供一种智能插座管理方法，采用如下技术方案：

一种智能插座管理方法，该方法包括：智能插座客户端依次通过移动终端、云服务器、物联网基站和智能插座的物联网通信模块，向智能插座的开关控制元件发出对智能插座的导通指令；智能插座的开关控制元件接收到对智能插座的导通指令，智能插座通电；智能插座客户端依次通过移动终端、云服务器、物联网基站和智能插座的物联网通信模块，向智能插座的开关控制元件发出对智能插座的断开指令；智能插座的开关控制元件接收到对智能插座的断开指令，智能插座断电。

可选地，当智能插座通电后，智能插座管理方法还包括：由智能插座的计量模块对智能插座的用电数据进行实时采集；由智能插座的处理模块对计量模块采集到的用电数据进行处理，并将处理后的用电数据发送给智能插座的物联网通信模块；由智能插座的物联网通信模块依次通过物联网基站、云服务器将处理后的用电数据发送给智能插座管理平台。

可选地，智能插座管理方法还包括：智能插座管理平台中预设有关于智能插座的资费标准；智能插座管理平台接收到智能插座的用电数据后，根据资费标准计算该用电数据对应的费用，并将该费用发送到客户端。

可选地，智能插座管理方法还包括：智能插座的处理模块，还用于记录智能插座的状态，并定时向智能插座管理平台发送智能插座的状态。

可选地，智能插座管理方法还包括：用户通过扫描智能插座的二维码或者输入数字码，建立与智能插座之间的通信。

可选地，智能插座管理方法还包括：智能插座管理平台中预设有关于智能插座的位置信息，并将该信息共享到客户端；用户根据智能插座的位置信息获取距离用户最近的智能插座。

进一步地，智能插座管理方法还包括：用户通过智能插座客户端提前选定智能插座，并对选定的智能插座进行预约；智能插座管理平台接收到用户的预约信息，将对应的智能插座锁定一段时间。

可选地，智能插座管理方法还包括：若开关控制元件执行失败，用户可通过智能插座的手动按键控制智能插座电路的断开。

本发明提供的智能插座管理方法具有如上所述的步骤，且与上述智能插座和智能插座管理系统相配合使用，因此，该智能插座管理方法具有和上述智能插座管理系统相同的有益效果，此处不进行赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明智能插座的示意图；

图2为本发明智能插座管理系统的示意图。

附图标记说明：

101-插座本体； 102-开关控制元件； 103-物联网通信模块；

104-计量模块； 105-处理模块； 106-手动按键；

201-智能插座； 202-移动终端； 203-云服务器；

204-物联网基站。

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。

实施例一

本发明实施例提供一种智能插座，如图1所示，该智能插座201包括：包括插座本体101，插座本体101上安装有开关控制元件102，用于控制智能插座201电路的导通与断开。该智能插座201还包括：物联网通信模块103，开关控制元件102与物联网通信模块103连接。

本发明实施例提供的智能插座201具有如上所述的结构，在插座本体101上安装有开关控制元件102，在智能插座201上还设有物联网通信模块103，开关控制元件102与物联网通信模块103连接。在管理智能插座201时，智能插座201的开关控制元件102可以通过物联网通信模块103接收控制信息，以控制智能插座201电路的导通与断开。同时智能插座201也可以通过物联网通信模块103将智能插座201的状态发送出去，从而使得智能插座201可以通过物联网与外界通信。

值得注意的是，根据本发明实施例的智能插座201可以是家用插座，也可以布置在公共场所的插座。公共场所一般具有较大的人流量，设计方考虑公共场所会具有更多的便利性，往往会在公共场所布置智能插座201群，以方便群众可以对随身携带的移动设备(例如，智能手机或PAD)进行充电。

可选地，参看图1，智能插座201还包括计量模块104和处理模块105，其中，计量模块104与处理模块105连接，用于实时采集智能插座201的用电数据；处理模块105与物联网通信模块103连接，用于对所采集的用电数据进行处理，并将处理后的用电数据通过物联网通信模块103发送出去。在根据本发明的实施例中，计量模块104可以计量用户在智能插座201的使用时间段的用电量，这样，当用户在公共场所使用智能插座201时，运营方就可以根据用电量对用户收取适当费用，从而使得运营方可以对公共场所的智能插座201进行有效管理。

可选地，插座本体101上设有二维码标识和/或数字编号标识，用于对智能插座201进行识别。这样，当用户需要使用某个智能插座201(例如，距离就近)时，就可以直接通过扫描该智能插座201上的二维码标识或输入数字编号来选择该智能插座201，而不需要专人对插座进行看管，十分方便。

可选地，开关控制元件102为继电器。继电器属于电气开关控制的常用元器件，其价格适中，方便安装于智能插座201中。当然，本领域技术人员根据实际需要可以选择其他的电气开关器件，本发明人对此不进行限定。

可选地，还参看图1，插座本体101上还安装有手动按键106，用于手动控制智能插座201电路的断开，从而避免了开关控制元件102失效时，智能开关无法被软件关闭以及被滥用的情况。

实施例二

本发明实施例提供一种智能插座管理系统，如图2所示，该智能插座201管理系统包括：至少一个如上所述的智能插座201，还包括移动终端202和云服务器203，移动终端202上运行有智能插座201客户端，用户通过智能插座201客户端对智能插座201进行控制；云服务器203上运行有智能插座201管理平台，运营商通过智能插座201管理平台对智能插座201进行控制；智能插座201客户端和智能插座201管理平台通过无线网络进行通信。智能插座201管理系统还包括：至少一个物联网基站204，智能插座201通过物联网通信模块103与其所属范围内的物联网基站204进行通信，物联网基站204又通过无线网络与智能插座201客户端和智能插座201管理平台进行通信。

本发明实施例提供的智能插座201管理系统具有如上所述的结构，一方面，智能插座201可以通过其物联网通信模块103与物联网基站204通信，而物联网基站204可以接入网络；另一方面，用户可以通过运行与于移动终端202上的智能插座201客户端接入无线网络，运营商可以通过运行于云服务器203上的智能插座201管理平台接入网络，从而在用户、运营商和智能插座201之间均可以实现双向通信，进而使用户和运营商可以方便地使用或管理智能插座201。同时，这种基于物联网对分散的智能插座201群构建局域网，再接入互联网的方式，不需要布置大量的网络节点，从而简化了智能插座201管理系统的通信网络。

需要说明的是，本发明实施例中的无线网络可以是2G/3G/4G等无线网络，2G/3G/4G无线网络可直接接入互联网。而物联网专指低功耗物联网络，其使用物联网传输协议进行数据传输。Lora、Sigfox、NB-lot、wifi、蓝牙和Zigbee是常见的物联网传输协议。

可选地，物联网通讯模块与物联网基站204之间使用的物联网络传输协议为Lora、Sigfox、NB-lot和Zigbee的其中一种。其中，Lora传输协议为低功耗远距离的物联网传输协议。单个Lora基站的通讯覆盖范围可达5-10km。

下面以Lora物联网络为例对本发明实施例的智能插座201管理系统进行说明：分散的Lora基站和其所覆盖范围内的具有Lora通讯模块的智能插座201组成了一个广域网；Lora基站通过2G/3G/4G等无线网络或者有线互联网直接与云服务器203相连，而无须再经过Wifi路由。如此设计，云服务器203可以通过Lora物联网络直接与智能插座201进行通信，由云服务器203上的智能插座201管理平台对智能插座201进行访问和控制，移动设备可以经由云服务器203对智能插座201进行访问和控制。

实施例三

本发明实施例提供一种智能插座管理方法，该智能插座201管理方法包括：智能插座201客户端依次通过移动终端202、云服务器203、物联网基站204和智能插座201的物联网通信模块103，向智能插座201的开关控制元件102发出对智能插座201的导通指令；智能插座201的开关控制元件102接收到对智能插座201的导通指令，智能插座201通电；智能插座201客户端依次通过移动终端202、云服务器203、物联网基站204和智能插座201的物联网通信模块103，向智能插座201的开关控制元件102发出对智能插座201的断开指令；智能插座201的开关控制元件102接收到对智能插座201的断开指令，智能插座201断电。

本发明提供的智能插座201管理方法具有如上所述的步骤，该方法与上述智能插座201和智能插座201管理系统相配合使用，当用户需要使用智能插座201时，用户的智能插座201客户端依次通过移动终端202、云服务器203、物联网基站204和智能插座201的物联网通信模块103，向智能插座201的开关控制元件102发出对智能插座201的导通指令；智能插座201的开关控制元件102接收到对智能插座201的导通指令，智能插座201通电。当用户结束使用该智能插座201时，用户的智能插座201客户端依次通过移动终端202、云服务器203、物联网基站204和智能插座201的物联网通信模块103，向智能插座201的开关控制元件102发出对智能插座201的断开指令；智能插座201的开关控制元件102接收到对智能插座201的断开指令，智能插座201断电。由于该对智能插座201的管理方法是建立在上文所述的智能插座201管理系统，因此，该智能插座201管理方法具有和上述智能插座201管理系统相同的有益效果，此处不进行赘述。

可选地，当智能插座201通电后，智能插座201管理方法还包括：由智能插座201的计量模块104对智能插座201的用电数据进行实时采集；由智能插座201的处理模块105对计量模块104采集到的用电数据进行处理，并将处理后的用电数据发送给智能插座201的物联网通信模块103；由智能插座201的物联网通信模块103依次通过物联网基站204、云服务器203将处理后的用电数据发送给智能插座201管理平台。在根据本发明的实施中，计量模块104可以计量用户在智能插座201的使用时间段的用电量，这样，当用户在公共场所使用智能插座201时，运营方就可以根据用电量对用户收取适当费用，从而使得运营方可以对公共场所的智能插座201进行有效管理。

进一步地，智能插座201管理方法还包括：智能插座201管理平台中预设有关于智能插座201的资费标准；智能插座201管理平台接收到智能插座201的用电数据后，根据资费标准计算该用电数据对应的费用，并将该费用发送到客户端，这样，用户在使用完公共场所的智能插座201后，就可以直接在客户端上直接看到对该智能插座201的使用费用，进而支付该费用，对于用户的使用和运营方的管理来讲，均十分方便。

可选地，智能插座201管理方法还包括：智能插座201的处理模块105，还用于记录智能插座201的状态，并定时向智能插座201管理平台发送智能插座201的状态，以便于智能插座201管理平台监督智能插座201的状态，进而对其进行有效管理。示例性地，智能插座201的状态包括：使用中和未使用。当智能插座201在未使用状态时，智能插座201管理平台向用户开放智能插座201的使用接口，而当智能插座201在使用中状态时，智能插座201管理平台向用户关闭智能插座201的使用接口。

可选地，智能插座201管理方法还包括：用户通过扫描智能插座201的二维码或者输入数字码，自动建立与智能插座201之间的通信，十分方便，从而节约了智能插座201的管理资源。

可选地，智能插座201管理方法还包括：智能插座201管理平台中预设有关于智能插座201的位置信息，并将该位置信息共享到客户端；用户根据智能插座201的位置信息获取距离用户最近的智能插座201，从而使得用户可以根据位置信息获取附近的智能插座201，进一步地，获取到距离用户最近的智能插座201，极大地缩短了用户寻找智能插座201的时间。

进一步地，智能插座201管理方法还包括：用户通过智能插座201客户端提前选定智能插座201，并对选定的智能插座201进行预约；智能插座201管理平台接收到用户的预约信息，将对应的智能插座201锁定一段时间。示例性地，预设锁定时间可以为5min或10min。在智能插座201被锁定期间，其他用户被禁止访问该智能插座201；当到达预设时间后，其他用户才被允许访问该智能插座201，从而为用户到达智能插座201所在位置提供了缓冲时间。

可选地，智能插座201管理方法还包括：若开关控制元件102执行失败，用户可通过智能插座201的手动按键106控制智能插座201电路的断开，从而避免了开关控制元件102失效时，智能开关无法被软件关闭及被滥用的情况。

为了便于本领域技术人员理解，下面举例对用户使用智能插座201的常规步骤进行说明：

(1)用户发现一个空闲的智能插座201，打开移动终端202中的应用程序并登录，扫描插座的二维码或者输入数字码，获取智能插座201信息；

(2)用户可以在移动终端202的应用程序中选择合适的用电套餐(不同套餐对于不同价格)，确认使用智能插座201；

(3)用户使用开始，在移动终端202的应用程序中选择打开智能插座201，，智能插座201通电并开始计量用电数据，智能插座201管理系统开始计费；

(4)用户可以在移动终端202的应用程序中实时查看自己的用电数据，用电数据包括电流、功率、时间以及费用等；

(5)用户使用完毕，在移动终端202的应用程序中选择关闭智能插座201，智能插座201断电，智能插座201管理系统进行费用结算。若程序关断失败，用户可通过插座表面的按钮手动关断智能插座201。

接着，下面举例对用户预约智能插座201的常规步骤进行说明：

(1)用户打开移动终端202中的应用程序并登录，在软件地图上寻找周围可用的空闲插座，选择目标智能插座201并预约使用；

(2)智能插座201被用户预约后将被锁定10min，等待该用户开启；在此期间，其他用户无法预约及使用该插座；

(3)用户根据地图的指引找到已预订的智能插座201，使用打开移动终端202中的应用程序扫码获得该智能插座201信息。

(4)用户使用智能插座201前需要在智能插座201管理平台先充值再消费。

需要补充的是，本领域技术人员可以根据智能插座201的分布情况制定优化策略，引导并帮助用户通过移动通信设备实现查找插座、预订插座、寻找插座、使用插座并归还插座。此外，智能插座201管理平台还可以实时监控插座的使用情况和用户需求状况，并根据供需关系适时调整插座供应策略，比如提高或降低插座使用价格等。在根据本发明的技术方案中，用户可以获得实时的用电数据等，从而既能合理且高效地利用有限的插座资源，又能方便用户使用智能插座201。

此外，利用本发明所提供的智能插座管理系统，智能插座运营方就可以合理地管理公共场所有限的插座资源，并在保障电力基础设施安全的前提下，获得更多的收益，同时也可以为广大市民提供更好的用电服务；而用户也可以在公共场所方便的寻找到可以使用的空闲插座，满足自己的用电需求。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。