[0001] 本发明涉及导轨式电能表技术领域，尤其涉及一种基于物联网的导轨式电能表。

[0002] 导轨式电能表通常具有较高的准确性，能够准确记录电能的使用情况，有助于确保电力计费的准确性，且导轨式电能表通常设计坚固耐用，能够在长期使用中保持稳定可靠的性能，但传统的导轨式电能表往往结构简单依赖于稳定的电力供应，如果电力供应不稳定或出现故障，可能会影响电能监测的正常运行，且当电能监测数据发生异常时，不具有提供故障诊断等功能。

[0003] 中国专利申请公开号：CN116990745A公开了一种导轨式电能表监测装置，包括储纳机构、位于储纳机构正上方的引导机构、活动安装在引导机构内的承压机构；随着牵引架被向上提升后，组合后的主托板、副托板以及限位隔板会将防护外罩向上侧翻，直至夹框裸露于芯杆的底端，当控制外板向着远离基座的一侧进行横移后，被横杆牵引的垫块便会配合夹杆带动被固定的防护套管以及芯杆向着底座和夹件之间进行插接，接着通电状态的电流测量仪沿着轨道进行横移过程中，安装在其底部的导线架便会配合两个导电内垫对多个芯杆的顶端进行选择性贴合接触；

[0004] 由此可见，所述一种导轨式电能表监测装置具有以下问题：当电力系统不稳定或发生故障时，不能对故障发生的原因进行实际诊断，不能及时地给出针对数据异常的处理方式。

[0053] 为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

[0054] 以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点做更详细的说明。

[0055] 下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

[0056] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0057] 此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0058] 图1为本发明实施例基于物联网的导轨式电能表的示意图，图中，表壳1设置为电能表的外表面，在表壳1的正面标识有电能表的参数以及对应的型号信息，显示屏2上设有若干Led灯，且标识有对应的亮灯信息，当标识对应的Led灯亮起/闪烁时，表明该电能表所对应的电路达到标识对应信息的状态；

[0059] 表壳1后设有成对设置的扣件11，单个扣件11对应一个导轨，扣件11与导轨扣接时，电能表可以在导轨上沿导轨滑动。

[0060] 请参阅图2所示，其为本发明实施例基于物联网的导轨式电能表的结构框图；一种基于物联网的导轨式电能表，包括：

[0061] 电能表，其用以周期性获取工业生产时工厂的用电情况；

[0062] 数据分析模块，其与所述电能表相连，用以根据电能监测数据确定电能监测状态，以及根据电能监测状态确定针对电能监测数据的传输位置；

[0063] 数据传输模块，其与所述数据分析模块相连，用以将电能监测数据传输至对应的传输位置，以及根据当前传输网络的占用率确定电能监测数据的数据传输分析方式；

[0064] 本地存储模块，其与所述数据传输模块相连，用以对电能监测数据进行常规存储；

[0065] 数据处理模块，其与所述数据传输模块相连，用以将当前工厂内用电设备的使用状态与历史使用状态进行比对，计算设备使用情况的契合度，根据契合度确定针对电能监测数据的分析方式；

[0066] 云存储模块，其与数据传输模块相连，用以存储不合格的历史电能监测数据，以及与各不合格历史电能监测数据对应的故障诊断结果和处理方式；

[0067] 报警模块，其与数据传输模块相连，用以基于接收到的指令进行报警，提醒相关的专业人员进行实况分析。

[0068] 具体而言，所述电能监测数据包括监测参考值和波动参考值；

[0069] 所述监测参考值为当前监测周期与上一监测周期导轨式电能表示值差值的绝对值；

[0070] 所述波动参考值为当前监测周期的导轨式电能表示值相对若干电能监测周期的波动状态。

[0071] 具体而言，所述电能表包括以下组成部分：

[0072] 表壳，用于保护电能表的内部结构；所述表壳底部设有扣件，安装时向下拉动扣件，当轨道槽的下端套在轨道上时，松开扣件，电能表能够固定在轨道上；

[0073] 电能表芯，包括电能计量电路，用于测量电能使用量；

[0074] 电流互感器，用于感应电能流过的电流，将感应到的电流信号传输给电能表芯；

[0075] 电压互感器，用于感应电能流过的电压，将感应到的电压信号传输给电能表芯；

[0076] 端子板，用于连接外部电路，包括电源线、负载线等；

[0077] 显示屏，用于显示电能使用量、功率等信息。

[0078] 请参阅图3所示，其为本发明实施例数据分析模块对电能监测状态的判定流程图；所述数据分析模块根据监测参考值和波动参考值确定电能监测状态，其中：

[0079] 第一电能监测状态为监测参考值处于第一预设监测参考值范围且波动参考值处于第一预设监测参考值范围；

[0080] 第二电能监测状态为监测参考值处于第二预设监测参考值范围，或波动参考值处于第二预设监测参考值范围；

[0081] 本发明实施例中第一预设监测参考值范围为监测参考值小于等于10，第二预设监测参考值范围为监测参考值大于10；第一预设波动参考值为波动参考值小于等于5，第二预设波动参考值范围为波动参考值大于5。

[0082] 请参阅图4所示，其为本发明实施例数据分析模块对电能监测数据的处理方式的判定流程图；

[0083] 第一处理方式为电能监测状态处于第一电能监测状态，数据分析模块判定电能监测数据传输至本地存储模块进行常规数据储存；

[0084] 第二处理方式为电能监测状态处于第二电能监测状态，数据分析模块判定数据处理模块根据目标用电状态与各历史用电状态进行契合度分析。

[0085] 具体而言，所述数据处理模块根据目标用电状态与各历史用电状态的契合度确定最优契合历史使用状态；监测目标用电设备使用状态与最优契合历史使用状态的用电状态相似度，其中：

[0086] 若存在历史用电状态与目标用电状态的契合度处于第一范围，则监测当前监测参考值与波动参考值与对应历史状态的监测参考值与波动参考值的契合度是否也处于第一范围，若处于第一范围，通信控制模块对报警模块发送指令，若不处于第一范围，通信控制模块将当前电能监测数据上传至云端进行分析；

[0087] 若各历史使用状态与目标用电状态的契合度均处于第二范围，则监测目标用电状态的变化情况与电能监测状态的变化情况是否具有关联性；

[0088] 其中，若当前工厂内用电设备使用状态存在契合度大于预设契合度的历史使用状态，则将契合度最大的历史使用状态记为最优契合历史使用状态；

[0089] 目标用电状态包括当前工厂内设备的接入数，各接入设备的实际功率，当前接入设备的总功率以及是否存在大功率用电器突然接入的情况；

[0090] 在计算契合度时，确定目标用电状态的曲线，以及历史使用状态的曲线拟合，并设置一个波动值；

[0091] 并以历史使用状态的曲线为基准，将该曲线与波动值围成一个历史区域；

[0092] 若任一时刻目标用电状态的曲线在历史使用状态的曲线与波动值所围成的历史区域内，即判定该目标用电状态的曲线与历史使用状态契合，否则不契合；

[0093] 可以理解的是，波动值在一个时间段内在历史区域内的占比即为契合度。

[0094] 在实施中，波动值一般设置为2％‑5％，优选的，将其设置为5％较优。

[0095] 可以理解的是，对于单个时间段，其对应的波动值设置得越小，契合度会越低，其对应的测量精度越高。

[0096] 本发明实施例中第一范围为目标用电状态与历史使用状态的契合度大于等于90％，第二范围为目标用电状态与历史使用状态的契合度小于90％。

[0097] 具体而言，所述数据处理模块根据目标用电状态的变化情况与电能监测状态的变化情况的关联性确定数据传输模块对电能监测数据的传输位置；

[0098] 若目标用电状态的变化情况与电能监测状态的变化情况存在同向变化，则数据传输模块将电能监测数据传输至本地存储模块进行常规存储；

[0099] 若目标用电状态的变化情况与电能监测状态的变化情况不是同向变化，则数据传输模块将当前电能监测数据上传至云端进行分析。

[0100] 具体而言，所述数据传输模块根据当前传输网络的占用率确定针对电能监测数据的传输分析方式，其中：

[0101] 第一传输分析方式为所述数据传输模块判定当前传输网络的占用率符合预设标准，判定对电能监测数据进行直接传输；所述第一传输分析方式满足当前传输网络的占用率小于等于第一预设占用率，设定第一预设占用率为50％；

[0102] 第二传输分析方式为所述数据传输模块初步判定当前传输网络的占用率不符合预设标准，判定当前传输网络的占用率处于中间状态；确定对电能监测数据的传输顺序，按照确定的传输顺序对数据进行分时传输；所述第二传输分析方式满足当前传输网络的占用率大于第一预设占用率且小于等于第二预设占用率，设定第二预设占用率为85％；

[0103] 第三传输分析方式为所述数据传输模块判定当前传输网络的占用率不符合预设标准，将数据进行处理再进行传输；所述第三传输分析方式满足当前传输网络的占用率大于第二预设占用率。

[0104] 具体而言，所述数据传输模块在判定当前传输网络的占用率处于中间状态时，根据当前各接入设备数据的危险系数确定传输的优先级，所述危险系数的数值与该设备预估工作时长有关。

[0105] 其中，所述危险系数与对应设备的预估工作时长成正相关；

[0106] 若危险系数设置为1、2、3、4、5，5级危险系数，若工作时长的最大值为2h，在设置其对应的危险系数时，

[0107] 将工作时长小于30min的设备危险系数设置为1，

[0108] 将不小于30min且小于1h的设备危险系数设置为2，

[0109] 将不小于1h且小于1h30min的设备危险系数设置为3，

[0110] 将不小于1h30min且小于2h的设备危险系数设置为4，

[0111] 将不小于2h的设备危险系数设置为5，

[0112] 可以理解的是，在设置任一设备的危险系数时，其工作时长越长，其对应发出的热量越大，进而能够影响其设备的安全性。

[0113] 具体而言，所述数据传输模块在判定当前传输网络的占用率不符合预设标准时，确定传输网络中数据拥堵的位置，在数据传输至该拥堵位置之前，将数据的电信号转换为声音信号传输至下一节点，在下一节点将声音信号转换为电信号继续传输。

[0114] 具体而言，所述本地存储模块采用外部存储器进行数据存储；所述云存储模块采用主存储器与外部存储器相结合的方式进行存储，数据先存储至主存储器进行存储，包括RAM和ROM，待分析后，将数据存入外部存储器。

[0115] 至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

[0116] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。