一、背景与需求分析
当前写字楼在设备电源管理方面普遍面临以下痛点：公共区域照明、空调风机、饮水机等设备在非工作时段长期空转，造成严重能源浪费；设备分散、缺乏统一管控手段，运维人员需逐层逐间巡检，人力成本高且响应滞后；传统定时控制无法灵活应对节假日、加班等特殊场景。
针对上述问题，本方案基于芯步智能硬件产品的开放接口，设计一套可落地、易扩展的智能电源分组控制系统。核心目标是通过将写字楼内各类用电设备智能化改造，接入统一管理平台，实现按区域、按用途、按时间策略的精细化分组控制。
二、整体设计
方案采用“感知层-传输层-平台层-应用层”四层架构：
感知层：部署智能控制器、智能插座、传感器等硬件设备，负责执行电源通断指令并采集能耗数据。
传输层：设备通过WiFi 2.4G直接联网（无需网关），采用MQTT/HTTP协议与云端通信。
平台层：芯步开放平台提供设备管理、分组管理、指令转发等核心能力，同时支持私有化部署以满足数据安全要求。
应用层：写字楼物业可通过自研管理系统（Web/小程序）或第三方SaaS平台调用开放接口，实现业务场景。
三、硬件选型
根据写字楼不同用电场景的特点，推荐以下芯步智能硬件产品：
| 设备类型 | 推荐型号 | 核心特性 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 多路智能控制器 | 智能控制器8路（交流版） | 8路独立控制，每路10A输出，支持批量控制、先通后断等高级指令 | 办公区集中照明、楼层配电箱改造 |
| 智能断路器 | 4路智能控制器（交流版） | 4路分控，支持状态回读 | 会议室、独立办公室配电 |
| 智能插座 | 单路/双路智能插座 | 即插即用，无需布线 | 饮水机、碎纸机、打印机等单台设备 |
| 环境传感器 | 人体存在雷达传感器 | 探测人体移动，上报有人/无人状态 | 实现“人来灯亮、人走电断”联动 |
其中，8路智能控制器是写字楼分组控制的核心设备，一台设备可覆盖8条独立线路，极大降低改造成本。其支持批量控制命令（如{"batch":{"relay":[1,3,5,7],"power":0}}），可一次关闭多个回路。
四、分组控制实现机制
4.1 分组的创建与管理
芯步开放平台提供设备分组接口，支持将不同设备按业务维度归类。写字楼场景下采用三级分组结构
按楼层分组：例如“10F照明组”“10F插座组”
按功能区域分组：例如“会议室组”“茶水间组”“走廊组”
按时间策略分组：例如“工作日日间组”“节假日常关组”
通过接口/device/group/可将设备ID添加到指定分组，支持批量操作
4.2 分组控制指令下发
建立分组后，通过/group/control/接口即可实现对整组设备的一键控制。主要请求参数如下：
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| group | int | 分组ID |
| 命令或动作 | string | 格式如power=0（关闭电源）或action=1（执行预定义动作） |
典型控制示例
关闭整个分组电源（如下班后关闭10F所有设备）：
GET /{AppID}/group/control/?group=100&power=0&sign={sign}&ts={ts}分组执行预定义动作（如“下班模式”关闭照明且延迟关闭空调）：
其中动作ID 1在控制台中预配置为关闭照明回路并延时10分钟后关闭空调回路。
4.3 分组状态同步与查询
为了确保控制执行的可靠性，系统应支持分组状态查询和指令回执校验。平台在指令下发后会返回执行结果（code=200表示成功），设备执行完毕后也会上报状态变更消息至开发者服务器。
五、应用场景与策略配置
5.1 按时间策略的自动分组控制
利用芯步平台支持的远程定时任务功能，可为分组配置自动化策略：
| 时间段 | 执行分组 | 动作 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 工作日 08:30 | 公共照明组 | 通电 | 开启走廊、大堂照明 |
| 工作日 09:00 | 办公区电源组 | 通电 | 各层办公区电源接通 |
| 工作日 12:30-13:30 | 部分照明组 | 关 50% | 午休节能模式 |
| 工作日 18:30 | 全部插座组 | 断电 | 下班切断非必要设备电源 |
| 工作日 19:00 | 全部照明组 | 断电 | 保留应急照明和安防 |
| 节假日 | 全部分组 | 断电 | 保持基础安防及网络设备 |
策略配置可通过平台控制台完成，也可通过API动态调整，便于应对临时加班等特殊情况。
5.2 传感器联动的动态分组控制
在会议室、卫生间、走廊等区域部署人体存在雷达传感器，可实现“人来灯亮、人走灯关”的智能联动。实现流程如下：
传感器监测到“无人”状态变化时，通过HTTP接口上报至客户服务器
服务器逻辑判断：若该区域持续无人超过设定阈值（如15分钟），调用分组控制接口
下发命令关闭该区域对应的照明/空调分组（如
power=0），实现节能
5.3 基于多路控制器的精确回路分组
对于写字楼内大型办公区，采用8路智能控制器可实现一个设备管理8条独立回路的精细化分组控制。例如：
| 回路 | 用途 | 所属分组 |
|---|---|---|
| 回路1 | 工位区主照明 | 10F照明组 |
| 回路2 | 工位区辅助照明 | 10F照明组 |
| 回路3 | 空调风机 | 10F空调组 |
| 回路4 | 插座电源 | 10F插座组 |
| 回路5 | 通道照明 | 公共照明组 |
| 回路6 | 应急照明 | 安防组 |
| 回路7-8 | 备用 | - |
这样的设计使得单台设备即可覆盖一个楼层的核心用电回路，且支持对各回路独立下发命令（如{"power1":0}关闭回路1），灵活性比较高。
六、接口集成技术要点
6.1 认证与签名机制
芯步开放接口采用签名机制保障调用安全。每次请求需携带sign和ts（时间戳）参数，签名算法可参考平台文档实现。开发者需在物联网控制台获取AppID和AppSecret用于签名计算。
6.2 通信方式选择
平台同时支持HTTP和MQTT两种通信方式
HTTP请求：适用于低频、非实时的控制场景（如定时任务、手动操作）。优势是开发简单，与现有Web系统集成便捷。
MQTT长连接：适用于需要实时接收设备状态上报、低延迟控制的场景。服务器端采用MQTT订阅模式，可实时获得设备状态变更推送。
6.3 私有化部署选项
对于对数据安全要求较高的写字楼项目（如政府办公楼、金融机构），芯步产品支持私有化部署，可运行于纯局域网环境。设备数据不上传公有云，完全由用户自主掌控，同时保留完整的API调用能力。
七、效益分析
本方案通过分组控制实现精细化的电源管理，预期可达成以下效益：
| 指标 | 预期效果 |
|---|---|
| 综合节能率 | 15%-30%（参考同类项目数据） |
| 运维效率 | 减少人工巡检工作量约70% |
| 故障响应 | 从人工巡检缩短至秒级（实时告警） |
| 投资回收期 | 约1.5-2.5年（基于电费节约测算） |
除直接经济效益外，方案还将提升写字楼的绿色建筑形象，为ESG报告提供真实能耗数据支撑。
八、实施
分步实施策略：先选取1-2个标准楼层作为试点，完成设备安装、分组配置、策略调试后，再逐步推广至整栋楼宇。
保留手动越权能力：在智能控制的基础上，保留就地手动控制按钮（智能控制器支持外接轻触开关），以备网络故障或特殊场景需求。
定期优化策略：根据实际使用数据（如各时段能耗曲线、加班频率等），持续优化分组控制的时间策略和联动规则。