用电设备、用电设备的状态报告方法及装置技术领域
本发明涉及智能设备控制领域，特别涉及一种用电设备、用电设备的状态报告方
法及装置。
背景技术
随着智能控制技术的不断发展，越来越多的用电设备可以通过与用电设备通信的
管理设备进行自动控制，从而在节能、环保、舒适性以及便捷性等方面都有着极大的优势。
为了保证控制效果，在通过管理设备对用电设备进行控制时，通常需要监控用电
设备的实时状态，以便对异常的用电设备进行及时调整。在现有技术中，在通过管理设备控
制用电设备时，用电设备的管理人员通常需要定期逐个检查用电设备的设备状态，当发现
某个用电设备处于异常状态时，及时对该用电设备进行控制调整或更换。
在实现本发明的过程中，申请人发现现有技术存在如下问题：
随着管理系统的不断扩大，往往一个管理系统中可能同时存在很多个用电设备，
而现有技术中只能由管理人员人工对各个用电设备进行逐个检查，对用电设备的管理效率
较低。
发明内容
为了解决现有技术中当管理系统中同时存在较多的用电设备时，只能由管理人员
人工对各个用电设备进行逐个检查，导致对用电设备的管理效率较低的问题，本发明实施
例提供了一种用电设备、用电设备的状态报告方法及装置方法及装置，技术方案如下：
第一方面，提供了一种用电设备，所述用电设备包括：供电单元、电能计量单元、通
讯单元以及功能单元；
所述电能计量单元设置于所述供电单元与所述功能单元之间的供电线路上，且所
述电能计量单元与所述通讯单元电性相连；
所述电能计量单元，用于在所述功能单元工作时，测量所述供电线路上的实际电
能数据，所述实际电能数据用于指示所述功能单元的实际能耗；
所述电能计量单元，用于根据所述实际电能数据，控制所述通讯单元向管理设备
发送状态报告，所述状态报告用于指示所述用电设备的设备状态。
其中，所述用电设备为照明设备，所述功能单元为所述照明设备中的发光组件。
其中，所述电能计量单元包括：采样电路和计量子单元；
所述采样电路设置于所述供电线路上，且所述计量子单元分别与所述采样电路和
所述通讯单元电性相连；
所述计量子单元，用于通过所述采样电路采集所述供电线路上的电流数据和电压
数据，根据所述电流数据和所述电压数据获取所述实际电能数据，并根据所述实际电能数
据控制所述通讯单元向所述管理设备发送所述状态报告。
第二方面，提供了一种用电设备的状态报告发送方法，所述方法用于如第一方面
所示的用电设备包含的计量子单元中，所述方法包括：
通过采样电路采集电流数据和电压数据，所述采样电路设置于所述用电设备的供
电单元与功能单元之间的供电线路上；
根据所述电流数据和所述电压数据获取实际电能数据，所述实际电能数据用于指
示所述功能单元的实际能耗；
根据所述实际电能数据控制所述用电设备的通讯单元向管理设备发送状态报告。
第三方面，提供了一种用电设备的状态报告发送装置，所述装置用于如第一方面
所示的用电设备包含的计量子单元中，所述装置包括：
采集模块，用于通过采样电路采集电流数据和电压数据，所述采样电路设置于所
述用电设备的供电单元与功能单元之间的供电线路上；
获取模块，用于根据所述电流数据和所述电压数据获取实际电能数据，所述实际
电能数据用于指示所述功能单元的实际能耗；
发送模块，用于根据所述实际电能数据控制所述用电设备的通讯单元向管理设备
发送状态报告。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
通过在用电设备中的供电单元与功能单元之间的供电线路上设置电能计量单元，
且电能计量单元与通讯单元电性相连，在功能单元工作时，电能计量单元测量供电线路上
的实际电能数据，根据实际电能数据控制通讯单元向管理设备发送状态报告，即用电设备
可以自行向管理设备上报自身的实际电能数据相关的状态报告，以便管理设备通过状态报
告确定用电设备的设备状态，不需要管理人员对各个用电设备进行人工检查，从而极大的
提高管理效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不
能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施
例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种用电设备的结构示意图；
图2是根据另一示例性实施例示出的一种用电设备的结构示意图；
图3是图2所示实施例涉及的一种照明设备实现控制反馈的流程示意图；
图4是图2所示实施例涉及的一种照明设备上报匹配结果的流程示意图；
图5是图2所示实施例涉及的一种照明设备上报电能数据的流程示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种用电设备的状态报告发送方法的流程图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种用电设备的状态报告发送装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及
附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例
中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附
权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本发明上述示例性实施例中，用电设备可以是各种使用电能驱动来实现特定功能
的设备，比如，该用电设备可以是各种强电设备，比如照明设备(各种灯具)、空调设备(制冷
或制热)以及电机设备等；或者，该用电设备也可以是部分弱点设备，比如音响设备以及显
示设备等。本发明各个实施例对于上述用电设备的具体实现不做限定。
图1是根据一示例性实施例示出的一种用电设备的结构示意图。如图1所示，该用
电设备可以包括：供电单元101、电能计量单元102、通讯单元103以及功能单元104；
电能计量单元102设置于供电单元101与功能单元104之间的供电线路105上，且电
能计量单元102与通讯单元103电性相连。
电能计量单元102，用于在功能单元104工作时，测量供电线路105上的实际电能数
据，实际电能数据用于指示功能单元104的实际能耗。
电能计量单元102，用于根据实际电能数据，控制通讯单元103向管理设备发送状
态报告，状态报告用于指示用电设备的设备状态。
综上所述，本示例性实施例提供的用电设备，通过在用电设备中的供电单元与功
能单元之间的供电线路上设置电能计量单元，且电能计量单元与通讯单元电性相连，在功
能单元工作时，电能计量单元测量供电线路上的实际电能数据，根据实际电能数据控制通
讯单元向管理设备发送状态报告，即用电设备可以自行向管理设备上报自身的实际电能数
据相关的状态报告，以便管理设备通过状态报告确定用电设备的设备状态，不需要管理人
员对各个用电设备进行人工检查，从而极大的提高管理效率。
照明设备是本发明实施例所示的用电设备的一个典型应用，本发明下面的实施例
将以照明设备为例对上述用电设备做进一步描述。其中，本发明实施例所示的照明设备包
括但不限于LED灯、白炽灯以及荧光灯。
图2是根据另一示例性实施例示出的一种用电设备的结构示意图。以该用电设备
为照明设备为例，如图2所示，该用电设备可以包括：供电单元201、电能计量单元202、通讯
单元203以及功能单元204；
电能计量单元202设置于供电单元201与功能单元204之间的供电线路205上，且电
能计量单元202与通讯单元203电性相连。
其中，供电单元201是用电设备的电源组件，该供电单元201可以连接用电设备内
置的电池，将电池中存储的电能提供给用电设备中的各个电气元件；或者，该供电单元201
也可以提供外电接口，通过对外部输入的电能进行转化(比如变压或交直流转换)后提供给
用电设备中的各个电气元件。
功能单元204是使用供电单元201提供的电能来实现用电设备的主要功能的元器
件，其消耗的电能通常也占据用电设备耗电的绝大部分。比如，以用电设备为照明设备为
例，该功能单元204为发光组件，比如LED(Light Emitting Diode，发光二极管)、白炽灯丝
或者荧光管等。
可选的，功能单元204中还包含有调节控制单元204a和继电器204b，其中，调节控
制单元204a和继电器204可以分别与电能计量单元202或者通讯单元203电性相连。该调节
控制单元204a可以用于对功能单元204的工作状态进行调节，比如，以功能单元204为包含
LED的发光组件为例，该调节控制单元204a可以通过PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽
度调制)方式调节LED的发光亮度。继电器204b通常用于控制功能单元204的开关状态。
通讯单元203可以支持有线或无线通信，比如，通讯单元203可以支持Wi-Fi、蓝牙、
Zigbee或者UWB(Ultra Wideband，超宽带)等短距离无线通信技术；或者，通讯单元203也可
以支持各种2/3/4G网络通信技术，包括但不限于GSM(Global System of Mobile
communication，全球移动通讯系统)、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无
线服务)、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)、WCDMA(Wideband Code
Division Multiple Access,宽带码分多址)以及LTE(Long Term Evolution，长期演进)
等；或者，通讯单元203也可以支持有线通信形式，比如双绞线通信、光纤通信或电力线通信
等。
电能计量单元202，用于在功能单元204工作时，测量供电线路205上的实际电能数
据，该实际电能数据用于指示功能单元204的实际能耗。
电能计量单元202，还用于根据上述实际电能数据，控制通讯单元203向管理设备
发送状态报告，该状态报告用于指示用电设备的设备状态。
在本发明实施例中，电能数据可以是功率、电流、电压、功率因数以及电量等用于
指示设备或元件耗电情况的数据。对于照明设备等用电设备而言，其主要基于电能来实现
其自身特有的功能，比如，照明设备消耗的大部分电能用于发光，小部分电能产生热量损
耗，只有极少量的电能驱动其它各个原件，因此，上述功能单元204工作时，电能计量单元
202测量获得的实际电能数据能够指示功能单元204的实际能耗，而对于主要基于电能来实
现其自身特有的功能的用电设备而言，功能单元204的能耗又能够间接说明用电设备的设
备状态，即用电设备是否按照管理设备的控制正确工作。在本发明实施例中，在一般的设备
控制行为中，管理设备下发控制命令后，电能计量单元202监测实际电能数据，根据预设好
的功能单元的能耗特征数据，计算判断出对应功能单元的工作状态，经由通讯单元203发送
给管理设备，管理设备即可以根据用电设备的设备状态，实现控制反馈。在无控制行为时，
电能计量单元202可自动采集实际电能数据，经由通讯单元203将采集到的实际电能数据发
送给管理设备，管理设备即可以根据该实际电能数据确定用电设备的设备状态。比如，对于
照明设备而言，管理设备获取照明设备的发光组件的实际电能数据后，能够根据的实际电
能数据确定该照明设备是否有效发光、是否按照管理设备的指定的亮度进行发光以及发光
组件的寿命或健康状态等等。
如图2所示，电能计量单元202包括：采样电路202a和计量子单元202b；
采样电路202a设置于供电线路205上，且计量子单元202a分别与采样电路202a和
通讯单元203电性相连。
计量子单元202b，用于通过采样电路202a采集供电线路205上的电流数据和电压
数据，根据电流数据和电压数据获取实际电能数据，并根据实际电能数据控制通讯单元向
管理设备发送状态报告。
其中，采样电路202a可以设置于供电单元201的电能输出端，此时，采样电路202a
采集到的电压数据和电流数据为用电设备的整体电压数据和电流数据，计量子单元202b根
据电压数据和电流数据获取到的实际电能数据直接体现整个用电设备中所有原件的能耗；
或者，采样电路202a也可以设置于功能单元204的电能输入端，此时，采样电路202a采集到
的电压数据和电流数据为功能单元204的单体电压数据和电流数据，计量子单元202b根据
电压数据和电流数据获取到的实际电能数据直接体现功能单元204的能耗。
计量子单元202b可以是一个SoC(System on Chip，片上级系统)芯片，片内集成单
相计量、处理器、电源管理、时钟管理、PLL(Phase Locked Loop，锁相回路)、JTAG(Joint
Test Action Group，联合测试工作组)调试等功能。具体的芯片参数可以为基于8位CPU设
计，可以具有8052兼容指令集和总线结构，片内集成PLL倍频电路，片内集成多种存储器资
源，比如Flash程序存储器、Flash数据存储器、有保护操作的info Flash存储器、内部数据
寄存器以及外部数据寄存器等，该芯片还可以具有电源监测功能、支持外部中断等多种唤
醒方式，片内集成温度传感器和电池电压检测电路等，并集成有按键、串行通讯、LCD、I2C总
线等外设接口。
需要说明的是，不同类型的用电设备，其配套的采样电路和计量子单元也不同。比
如，以照明设备为例，可以根据不同类型的照明方式可配套不同的电能计量单元来测量及
输出电能来驱动发光组件工作。具体比如，对于LED灯具，可配套相应的电能计量单元进行
直流测量及PWM输出；对于白炽灯，可配套相应的电能计量单元来进行交流/直流测量及交
流/直流输出；对于荧光灯，可配套相应的电能计量单元来进行交流参数的测量。
可选的，通讯单元203，用于在计量子单元202b通过采样电路202a采集供电线路
205上的电流数据和电压数据之前，接收对功能单元204进行控制的控制指令，并将控制指
令发送给计量子单元202b。
计量子单元202b，用于确定功能单元204按照控制指令工作时的理论电能数据，理
论电能数据用于指示功能单元204的理论能耗。
其中，功能单元204按照各种控制指令工作时的理论电能数据在出厂时就已经测
试确定并设置在计量子单元202b的存储器中。或者，也可以在计量子单元202b之外独立设
置存储器(图2中未示出)，用于存储计量子单元202b运行所需的程序或数据。
计量子单元202b，用于在根据实际电能数据控制通讯单元203向管理设备发送状
态报告时，将实际电能数据与理论电能数据进行匹配，获得匹配结果，并将匹配结果作为状
态报告发送给管理设备。
以对照明设备实现自动化控制为例，请参考图3，其示出了本发明实施例涉及的一
种照明设备实现控制反馈的流程示意图。在图3所示的流程中，在照明设备工作时，计量子
单元会定时检测照明设备的电能数据，并暂存在自身存储中。一旦通讯单元接收到相应的
调光控制指令(比如，该指令可以由管理设备发送，或者，也可以由管理人员通过其它遥控
设备发送)后，通讯单元直接对发光组件进行调光控制，或可以将指令发送到照明设备中的
调节控制单元，由调节控制单元对发光组件进行调光控制，与此同时，通讯单元将该指令同
步转发给计量子单元，计量子单元查询确定该指令对应的理论电能数据，其中，对应不同的
调光控制方式，可有不同的查询方法，具体比如，以LED灯具的PWM调光为例，从1-100级调光
会对应不同的功率消耗，厂家对相应LED灯具的各级调光的电能数据进行前期检测，并形成
对应的数据表，存储到计量子单元中。计量子单元测量照明设备在按照指令发光的一定时
间间隔后(通常是数秒后)的实际电能数据，将实际电能数据与理论电能数据进行匹配，如
果两者匹配(比如两者之间的差值不大于一定的阈值)，则确定匹配结果为本次指令控制操
作执行成功，若两个不匹配(比如两者之间的差值大于一定的阈值)，则确定匹配结果为本
次指令控制操作执行失败，并将匹配结果(此处匹配结果即为状态报告)通过通讯单元发送
给管理设备，完成控制的闭环回路。
可选的，计量子单元202b，具体用于周期性通过采样电路202a采集供电线路205上
的电流数据和电压数据。
在本发明实施例中，用电设备在按照控制指令工作的过程中，可以周期性的检测
实际电能数据，并将实际电能数据与按照控制指令工作的理论电能数据进行匹配，以便在
正常工作过程中及时发现故障或异常，并发出相应的提醒。
比如，以实现对照明设备的自动化管理为例，请参考图4，其示出了本发明实施例
涉及的一种照明设备上报匹配结果的流程示意图。在图4所示的流程中，计量子单元可自带
定时器，在照明设备按照控制指令正常工作时，定时测量实际电能数据，并将测量出的实际
电能数据与相对应的理论电能数据进行匹配，若两者匹配，则确定匹配结果为照明设备工
作正常，否则，确定匹配结果为照明设备工作异常，并将匹配结果(此处匹配结果即为状态
报告)组装成报文上报到通讯单元，由通讯单元回传管理设备，这样通过管理设备的显示界
面即可以十分清楚地观察到照明设备的运行情况，当同时管理多个照明设备时，管理人员
还可以通过显示界面查询出每个照明设备的工作状态。而管理人员的工作方式从被动的逐
个照明设备检查变为自动监控，从而提高了管理人员的管理效率，降低了运维人力成本。此
外在控制过程中，由于通讯单元未收到命令，或由于干扰造成通讯故障时，管理设备只要在
定时上报信息或控制反馈应答中使用排除法即可发现相应通讯有故障的照明设备。
可选的，计量子单元202a，用于在根据实际电能数据控制通讯单元203向管理设备
发送状态报告时，将实际电能数据作为状态报告发送给管理设备。
在本发明实施例中，当管理设备不主动对用电设备进行控制时，计量子单元202a
也可以将测量获得的实际电能数据直接发送(在接收到控制指令后测量发送或者周期性测
量发送)给管理设备，由管理设备根据该实际电能数据实现自动化控制、自动化管理以及设
备的健康状态监控等。
比如，以对照明设备的健康状态进行监控为例，请参考图5，其示出了本发明实施
例涉及的一种照明设备上报电能数据的流程示意图。在图5所示的流程中，在照明设备工作
时，计量子单元还可通过对灯具的实际电能数据的精确监测，并定时上报实际电能数据(此
处实际电能数据即为状态报告)至管理设备，管理设备可以根据电能数据对照明设备的健
康状态实现实时监控，还可累计出照明设备的使用时长，对照明设备的使用寿命方面可以
更加精确的进行统计数据，从而对照明系统的管理和维护提供支持。
本发明实施例通过在受控的用电设备内增加电能计量单元块，并衔接通讯单元，
通过对控制指令的解析，判读出控制动作，通过用电设备执行控制指令前后的实际电能数
据(功率、电流、电压、功率因数以及电量等)精准计量，实现对用电设备控制效果的最终判
断，并反馈给通讯单元，由通讯单元发送给管理设备，实现设备控制的闭环回路，从而实现
设备控制的完全自动化，以及实现用电设备使用寿命的统计。
综上所述，本示例性实施例提供的用电设备，通过在用电设备中的供电单元与功
能单元之间的供电线路上设置电能计量单元，且电能计量单元与通讯单元电性相连，在功
能单元工作时，电能计量单元测量供电线路上的实际电能数据，根据实际电能数据控制通
讯单元向管理设备发送状态报告，即用电设备可以自行向管理设备上报自身的实际电能数
据相关的状态报告，以便管理设备通过状态报告确定用电设备的设备状态，不需要管理人
员对各个用电设备进行人工检查，从而极大的提高管理效率。
图6是根据一示例性实施例示出的一种用电设备的状态报告发送方法的流程图，
该方法可以用于如图2所示的用电设备包含的计量子单元202b中。如图6所示，该用电设备
的状态报告发送方法可以包括如下几个步骤：
步骤601，通过采样电路采集电流数据和电压数据，该采样电路设置于该用电设备
的供电单元与功能单元之间的供电线路上。
步骤602，根据该电流数据和该电压数据获取实际电能数据，该实际电能数据用于
指示该功能单元的实际能耗。
步骤603，根据该实际电能数据控制该用电设备的通讯单元向管理设备发送状态
报告。
具体的，在通过该采样电路采集该供电线路上的电流数据和电压数据之前，计量
子单元还可以接收通讯单元发送的，对该功能单元进行控制的控制指令，确定该功能单元
按照该控制指令工作时的理论电能数据，该理论电能数据用于指示该功能单元的理论能
耗。在根据该实际电能数据控制该通讯单元向该管理设备发送该状态报告时，可以将该实
际电能数据与该理论电能数据进行匹配，获得匹配结果，并将该匹配结果作为该状态报告
发送给该管理设备。
可选的，在根据该实际电能数据控制该通讯单元向该管理设备发送该状态报告
时，计量子单元可以将该实际电能数据作为该状态报告发送给该管理设备。
可选的，在通过采样电路采集电流数据和电压数据时，计量子单元可以周期性通
过该采样电路采集该供电线路上的电流数据和电压数据。
综上所述，本示例性实施例提供的方法，通过在用电设备中的供电单元与功能单
元之间的供电线路上设置电能计量单元，且电能计量单元与通讯单元电性相连，在功能单
元工作时，电能计量单元测量供电线路上的实际电能数据，根据实际电能数据控制通讯单
元向管理设备发送状态报告，即用电设备可以自行向管理设备上报自身的实际电能数据相
关的状态报告，以便管理设备通过状态报告确定用电设备的设备状态，不需要管理人员对
各个用电设备进行人工检查，从而极大的提高管理效率。
请参考图7其示出了本发明一个实施例提供的用电设备的状态报告发送装置的结
构方框图。该用电设备的状态报告发送装置可以通过硬件或者软硬结合的方式实现为图2
所示的用电设备包含的计量子单元202b中的部分或全部。该用电设备的状态报告发送装置
可以包括：
采集模块701，用于通过采样电路采集电流数据和电压数据，所述采样电路设置于
所述用电设备的供电单元与功能单元之间的供电线路上；
获取模块702，用于根据所述电流数据和所述电压数据获取实际电能数据，所述实
际电能数据用于指示所述功能单元的实际能耗；
发送模块703，用于根据所述实际电能数据控制所述用电设备的通讯单元向管理
设备发送状态报告。
可选的，所述装置还包括：
接收模块，用于在通过所述采样电路采集所述供电线路上的电流数据和电压数据
之前，接收所述通讯单元发送的，对所述功能单元进行控制的控制指令；
确定模块，用于确定所述功能单元按照所述控制指令工作时的理论电能数据，所
述理论电能数据用于指示所述功能单元的理论能耗；
所述发送模块703，用于将所述实际电能数据与所述理论电能数据进行匹配，获得
匹配结果，并将所述匹配结果作为所述状态报告发送给所述管理设备。
可选的，所述发送模块703，用于将所述实际电能数据作为所述状态报告发送给所
述管理设备。
可选的，所述采集模块701，用于周期性通过所述采样电路采集所述供电线路上的
电流数据和电压数据。
综上所述，本示例性实施例提供的装置，通过在用电设备中的供电单元与功能单
元之间的供电线路上设置电能计量单元，且电能计量单元与通讯单元电性相连，在功能单
元工作时，电能计量单元测量供电线路上的实际电能数据，根据实际电能数据控制通讯单
元向管理设备发送状态报告，即用电设备可以自行向管理设备上报自身的实际电能数据相
关的状态报告，以便管理设备通过状态报告确定用电设备的设备状态，不需要管理人员对
各个用电设备进行人工检查，从而极大的提高管理效率。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其
它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或
者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识
或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的
权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并
且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。