安(ān)科(kē)瑞 陳(chén)聰

摘要：隨著社(shè)會經濟的(dí)快(kuài)速(sù)發展，我(wǒ)國建(jiàn)築(zhù)能耗的總(zǒng)量逐年(nián)上升(shēng)，在社(shè)會(huì)能(néng)源總消(xiāo)費量占比接(jiē)近三成(chéng)。而國際(jì)上發達(dá)國(guó)家(jiā)建設(shè)部科技(jì)司相關研究表明(míng)，隨著城(chéng)市(shì)化進程(chéng)的加(jiā)快和人民生活質(zhì)量(liáng)的改(gǎi)善(shàn)，我(wǒ)國建(jiàn)築耗能占比(bǐ)將(jiāng)上升至35%左右(yòu)。如(rú)何降(jiàng)低建(jiàn)築能耗已(yǐ)經(jīng)成為目(mù)前(qián)急(jí)需解決的問(wèn)題。基於(yú)這(zhè)個問題，設計(jì)和開發一(yī)套基(jī)於物聯(lián)網(wǎng)的(dí)建築物(wù)綜(zōng)合(hé)能(néng)耗監測管(guǎn)理(lǐ)係統，從(cóng)而(ér)對(duì)建築(zhù)物的能耗(hào)進行(háng)動(dòng)態監(jiān)測，為用(yòng)戶(hù)提供(gōng)節能管(guǎn)理方案，從(cóng)而解決建築(zhù)的(dí)高能(néng)耗(hào)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞(cí):物聯(lián)網；建築物；綜合環(huán)境；能(néng)耗監測

0引言

我(wǒ)國(guó)建(jiàn)築節(jié)能(néng)水平遠(yuǎn)遠落(là)後於(yú)發達(dá)國(guó)家(jiā)。我(wǒ)國大(dà)部分企(qǐ)業和事業(yè)單(dān)位由(yóu)於對節(jié)能意識不(bù)強(qiáng)，特別是辦(bàn)公大樓能耗嚴(yán)重。但(dàn)隨(suí)著經濟社會的(dí)發(fā)展，單位能(néng)耗逐漸增加，其用(yòng)能(néng)支出(chū)也(yě)越來越多。這(zhè)就需(xū)要(yào)研究一個降(jiàng)低建築物能耗(hào)的方(fāng)法(fǎ)，當前(qián)雖有較多學者研究(jiū)了能耗(hào)監測係統(tǒng)，但(dàn)是(shì)建(jiàn)築(zhù)物內能耗(hào)監測點位較多且綜(zōng)合(hé)布(bù)綫(xiàn)復(fù)雜，導(dǎo)致監(jiān)測效(xiào)果不好，不(bù)能有效(xiào)降低建(jiàn)築物能耗(hào)，基於這個(gè)問題，有必要開(kāi)發(fā)一套(tào)基於物(wù)聯網技術的建築(zhù)物(wù)綜(zōng)合環境(jìng)能(néng)耗監測管(guǎn)理(lǐ)係統來解(jiě)決上(shàng)述問(wèn)題。

1能(néng)耗監測管理係統架(jià)構設計(jì)

1.1管理平(píng)台係統(tǒng)架構(gòu)設計

建(jiàn)築綜合(hé)環(huán)境(jìng)能耗監(jiān)測管(guǎn)理主要是(shì)由感(gǎn)知層，網絡層(céng)和(hé)應(yīng)用層(céng)三(sān)層(céng)次結構組成(chéng)。

（1）感知層(céng)。建(jiàn)築體(tǐ)內控(kòng)製設(shè)備分散(sàn)，需要在(zài)各個能耗設(shè)備(bèi)終端加(jiā)入(rù)能(néng)耗(hào)計量(liáng)采集(jí)裝置，根(gēn)據現場情(qíng)況(kuàng)，采(cǎi)集裝置的通信技術(shù)可以(yǐ)采用現場總(zǒng)綫(xiàn)技術，以太網(wǎng)傳輸或(huò)無(wú)綫(xiàn)傳(chuán)輸方(fāng)式。通過傳(chuán)感器(qì)以(yǐ)及(jí)采集設(shè)備(bèi)對相關(guān)目標(biāo)物(wù)體的(dí)參(cān)數進行實時采集，網(wǎng)關或(huò)基站節點(diǎn)及(jí)其接(jiē)入設備，按照(zhào)相(xiāng)關(guān)通(tōng)信(xìn)協(xié)議和規(guī)約(yuē)，將(jiāng)采集(jí)的(dí)信(xìn)息數據或用(yòng)戶(hù)需求(qiú)指(zhǐ)令傳輸(shū)到(dào)網絡或信息(xī)數據采(cǎi)集(jí)層。傳(chuán)感(gǎn)器以及(jí)采集網絡的部(bù)署，能及時有效地(dì)獲得(dé)到所監(jiān)控物體(tǐ)的數(shù)據，這(zhè)是(shì)物聯網的(dí)一(yī)個(gè)重要特征(zhēng)。

（2）網(wǎng)絡層。網(wǎng)絡(luò)層以(yǐ)應(yīng)用(yòng)服(fú)務器組和數據服(fú)務器集(jí)群(qún)等(děng)為硬(yìng)件基礎。采用大數據(jù)平(píng)台軟件為(wéi)建設(shè)載(zǎi)體，針對采(cǎi)集的數據(jù)開展(zhǎn)清(qīng)理(lǐ)，存儲(chǔ)，建(jiàn)模(mó)，分(fēn)析(xī)等工作。各前端采(cǎi)集係統(tǒng)與(yǔ)中心(xīn)服(fú)務器之(zhī)間采(cǎi)用(yòng)高(gāo)速以太網(wǎng)通信機製，可以(yǐ)順利(lì)采集到(dào)遍(biàn)布(bù)全(quán)島(dǎo)的各類(lèi)物聯(lián)網信息，視頻(pín)監控(kòng)畫(huà)麵等，再經過各(gè)種(zhǒng)智(zhì)能(néng)信息(xī)處理(lǐ)，如(rú)信(xìn)息(xī)融合，信息挖掘等，通過可(kě)視化大屏(píng)等(děng)終端(duān)以展(zhǎn)現。

（3）應(yīng)用層(céng)。智(zhì)慧(huì)的(dí)管理(lǐ)決(jué)策與應用層包括(kuò)多個方(fāng)麵(miàn)：數據展(zhǎn)示(shì)據分析(xī)，設備管(guǎn)理，應急管理等，基於(yú)數(shù)據(jù)平台(tái)的(dí)應用(yòng)對能(néng)耗(hào)進(jìn)行實(shí)時展示和(hé)分析數據展示(shì)據(jù)：數據(jù)的可(kě)視化(huà)是對(duì)數(shù)據價(jià)值直接(jiē)應用形式(shì)，通過物聯(lián)網技術采集的數據對設備進行(háng)定(dìng)位，對設備(bèi)狀(zhuàng)態(tài)進行(háng)分析，可以直觀地(dì)了(liǎo)解到(dào)各設備的(dí)能(néng)耗(hào)狀(zhuàng)態(tài)以及趨勢；設備(bèi)管(guǎn)理(lǐ)是(shì)采(cǎi)集層所(suǒ)連接的(dí)設備(bèi)終(zhōng)端不但(dàn)有設(shè)備(bèi)的(dí)能耗(hào)數據(jù)，同(tóng)時(shí)對(duì)設備(bèi)的(dí)運(yùn)行狀態(tài)數據(jù)以及(jí)故障告警等數據(jù)也同(tóng)時(shí)采集，這(zhè)些(xiē)數據的應(yīng)用，可以為節(jié)能(néng)降耗(hào)的策略(lüè)提(tí)供(gōng)數(shù)據(jù)支(zhī)撐。

正常(cháng)狀(zhuàng)態下(xià)的建築物內的各(gè)種能(néng)量也可通過(guò)能耗(hào)感知係統(tǒng)的數(shù)據呈現頁麵隨(suí)時查看，監測其能量(liáng)的損耗和(hé)功能(néng)的轉化，可(kě)以(yǐ)利用(yòng)現有(yǒu)的(dí)數據，通(tōng)過分(fēn)析有效(xiào)實現(xiàn)耗(hào)能(néng)的優化(huà)組合(hé)，從(cóng)一定(dìng)程(chéng)度上節(jié)約可(kě)利用資(zī)源，幫助用戶解(jiě)決耗(hào)能問(wèn)題。

建(jiàn)築(zhù)物(wù)的(dí)能(néng)耗監測管(guǎn)理係統是在(zài)ZigBee網絡結構(gòu)與(yǔ)區(qū)間局(jú)域網(wǎng)結構的基礎(chǔ)上建立的，若要(yào)加入用戶的反饋就可(kě)以(yǐ)接入外(wài)用Internet網絡接入雲係(xì)統，這(zhè)不(bù)但可(kě)以(yǐ)直接連接(jiē)本(běn)地各(gè)個係統終(zhōng)端，同時可以兼(jiān)顧(gù)廣域(yù)內各個(gè)不(bù)同建(jiàn)築的能耗管控(kòng)。

監測(cè)管理係統(tǒng)是一(yī)個離(lí)不(bù)開互聯(lián)網的(dí)應(yīng)用平台，對(duì)建(jiàn)築物體的(dí)耗(hào)能(néng)情(qíng)況(kuàng)的監控與實施的(dí)具體措施(shī)都是(shì)建立在無綫局(jú)域網絡(luò)正常運(yùn)行的狀(zhuàng)態下(xià)，與(yǔ)此(cǐ)同時，係(xì)統可(kě)以同時管(guǎn)控(kòng)多(duō)個建(jiàn)築(zhù)物，形成一個自控聯合(hé)監(jiān)測(cè)係(xì)統(tǒng)。該(gāi)係統(tǒng)基於(yú)多層單一分布的(dí)網(wǎng)絡結構，其(qí)功能層是由(yóu)網絡(luò)通(tōng)信層，設備(bèi)終(zhōng)端層與站控(kòng)管理層共(gòng)同組(zǔ)成。

1.1.1網絡(luò)通信(xìn)層

網絡通信層是係(xì)統的連接的樞紐(niǔ)，其(qí)能起(qǐ)到(dào)溝通(tōng)訪問的(dí)功(gōng)能(néng)，其(qí)結構由以(yǐ)太網(wǎng)結(jié)構，自(zì)動化傳感器(qì)，

ZigBee，4G/5G等(děng)網絡聯合組成(chéng)，將其運(yùn)用(yòng)在用戶(hù)與(yǔ)係統之(zhī)間的溝(gōu)通(tōng)上，不(bù)但(dàn)可以及時(shí)下發指(zhǐ)令，還(huán)可以接收上層(céng)發(fā)送(sòng)來的(dí)信息，同時(shí)徘徊在兩者之間，在係統功(gōng)能結構(gòu)中(zhōng)起(qǐ)到重(zhòng)要的連接作用(yòng)。

1.1.2設備終端(duān)層

設備(bèi)終端(duān)層(céng)還可(kě)以稱為(wéi)信息傳(chuán)送(sòng)終(zhōng)端(duān)，主要(yào)的(dí)作用是(shì)接收(shōu)通信(xìn)層傳遞過來(lái)的數據信息(xī)，利(lì)用設備(bèi)的感應(yīng)功能分析數據(jù)，保留可用的設備數(shù)據，再經過網絡中(zhōng)轉站，完(wán)成數(shù)據(jù)信息(xī)互相(xiāng)轉(zhuǎn)換，使數(shù)據(jù)完(wán)整的到達(dá)下(xià)一個功(gōng)能層，達(dá)到耗能監測終端，利用(yòng)能耗監(jiān)測(cè)儀表設備(bèi)，得到(dào)耗能的數值，準確迅速地將(jiāng)建(jiàn)築物數據傳送(sòng)到網絡平台。

1.1.3站控(kòng)管理層(céng)

站(zhàn)控管理層主要受(shòu)製(zhì)於操(cāo)作(zuò)人員，作用於所有(yǒu)用戶(hù)，是係(xì)統框(kuàng)架(jià)的部(bù)分，是(shì)連接(jiē)人類(lèi)與(yǔ)機(jī)器(qì)的(dí)橋梁(liáng)，是實現係(xì)統自(zì)動化的核心。其結構(gòu)主要是由(yóu)建築(zhù)物本(běn)身(shēn)，無(wú)綫傳(chuán)感器，雙向通信軟(ruǎn)件與耗能(néng)監測(cè)設備(bèi)構成(chéng)，例(lì)如(rú)無綫(xiàn)網絡平(píng)台，傳(chuán)輸(shū)係(xì)統(tǒng)，顯(xiǎn)示(shì)屏幕，UPS設(shè)備(bèi)等(děng)。不僅(jǐn)可以通過(guò)數據來表達(dá)建(jiàn)築物(wù)的(dí)耗(hào)能情況，還(huán)可(kě)以(yǐ)利用係(xì)統分(fēn)析軟(ruǎn)件(jiàn)采集(jí)物(wù)體(tǐ)的實(shí)際(jì)信(xìn)息(xī)與(yǔ)正常運行時(shí)的數據，經過特殊處(chǔ)理(lǐ)，以(yǐ)圖像(xiàng)，信號(hào)和(hé)數字等(děng)形式(shì)表現(xiàn)出(chū)來。

1.1.4采集設備

采集設備是監測係(xì)統中重要的(dí)一部分，主(zhǔ)要用於耗能數據(jù)的(dí)收集，轉(zhuǎn)換和傳輸(shū)。輸出(chū)設備：打(dǎ)印設備及(jí)耗(hào)能設備(bèi)，根據(jù)係(xì)統(tǒng)的(dí)指令處理(lǐ)接收到的數(shù)據(jù)，數字(zì)，圖(tú)像等。顯(xiǎn)示(shì)屏：均以表格(gé)，圖片等形(xíng)式來(lái)展(zhǎn)現(xiàn)整個(gè)係統的運(yùn)行狀(zhuàng)態。

1.2無綫(xiàn)傳感(gǎn)網絡設(shè)計

能量(liáng)監測管理(lǐ)係統是基於(yú)無(wú)綫局(jú)域網通信平(píng)台(tái)與(yǔ)通信互動(dòng)平(píng)台和其(qí)他輔助管(guǎn)理平(píng)台(tái)共同(tóng)協作的基礎(chǔ)上的，三者聯(lián)合合作，相互(hù)製約。

（1）通信互動(dòng)平(píng)台：將(jiāng)各(gè)個(gè)傳感器(qì)所(suǒ)屬的控製中(zhōng)心緊(jǐn)緊相(xiāng)連，一對一地實(shí)行嚴格管(guǎn)控，確保(bǎo)係(xì)統(tǒng)的(dí)通信平台(tái)正常運(yùn)行，其(qí)功能如下(xià)：

①基礎管理：與局域網(wǎng)結構(gòu)和數據(jù)連接形成一個(gè)環(huán)形的網格結(jié)構，遍(biàn)布建築物(wù)的耗能數據，保證各(gè)個感應器(qì)的傳感效果能夠(gòu)準確識(shí)別並係統(tǒng)正常運行。

②滿(mǎn)足(zú)用(yòng)戶(hù)需求：平台上(shàng)征(zhēng)求(qiú)用(yòng)戶的(dí)意見，快(kuài)速提(tí)供(gōng)處(chǔ)理(lǐ)方(fāng)法，不錯的質量控製，達(dá)到(dào)用(yòng)戶的標準(zhǔn)。

③能量管理(lǐ)：隻(zhī)有(yǒu)合理(lǐ)的進(jìn)行(háng)能(néng)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)才可以(yǐ)維持傳感器的準(zhǔn)確識(shí)別，順利獲得各種能(néng)量的(dí)代(dài)碼(mǎ)，明確(què)係統下發(fā)的(dí)指(zhǐ)令(líng)。

④網絡(luò)管(guǎn)理：有效(xiào)的檢(jiǎn)測平台(tái)上(shàng)的數據信息，將不同數據分散(sàn)到(dào)相(xiāng)應的係統區(qū)域(yù)，到達(dá)相對應(yīng)的感應(yīng)係(xì)統與設備。

⑤移(yí)動控製：對(duì)每個(gè)移(yí)動(dòng)的(dí)節(jié)點進(jìn)行(háng)跟蹤定位(wèi)，分析(xī)節點(diǎn)上(shàng)所(suǒ)存在的(dí)信(xìn)息(xī)數(shù)據，將所(suǒ)有(yǒu)的數據匯總，形(xíng)成移動控製。

⑥安全管理：係統(tǒng)的結(jié)構復雜(zá)，框(kuàng)架(jià)多(duō)變，各種軟件(jiàn)硬件均(jūn)可(kě)能(néng)出現(xiàn)差(chà)錯，致使(shǐ)數據(jù)泄露，對(duì)用戶(hù)產生(shēng)不利的影響(xiǎng)，因此要加入安全(quán)管(guǎn)理軟件(jiàn)，在(zài)每(měi)個(gè)結(jié)構都要設有安全(quán)密碼，增(zēng)加(jiā)安(ān)全保障。

（2）應(yīng)用(yòng)輔(fǔ)助平(píng)台(tái)：作為係統的輔助(zhù)平(píng)台(tái)，主要(yào)為係統提供(gōng)一些輔助的(dí)技(jì)術手段(duàn)，包括(kuò)數據的(dí)查(chá)詢(xún)，采(cǎi)集和(hé)後(hòu)續(xù)管理等等，服務於用(yòng)戶，從用戶的角度(dù)處理問(wèn)題(tí)，提高係(xì)統質(zhì)量服務(wù)。

①時間管(guǎn)理：主要致力於時間(jiān)的管(guǎn)控，使所有節點(diǎn)在同(tóng)一(yī)時間(jiān)，同(tóng)時移(yí)動，傳遞(dì)不(bù)同的數(shù)據，促(cù)使各個環節共(gòng)同工(gōng)作(zuò)，準確定位節點的位置(zhì)，獲(huò)取(qǔ)節(jié)點的(dí)信息，在係(xì)統中(zhōng)起著(zhuó)至(zhì)關(guān)重(zhòng)要(yào)的(dí)作(zuò)用。

②管理接口：符合管理(lǐ)協議，傳輸數據到功(gōng)能(néng)層。

③服(fú)務接口(kǒu)：在不同(tóng)的環境中發(fā)揮(huī)著(zhuó)不同的作用，利用局域網平台傳遞(dì)係統指令(líng)，提供數據信息(xī)查詢(xún)。

（3）分(fēn)層網絡通(tōng)信協議(yì)：通過無綫(xiàn)網進行分層通信(xìn)，提出(chū)了通信協議的(dí)新(xīn)模型，其(qí)功(gōng)能層分為基(jī)礎應用層，數據(jù)傳輸層(céng)和網絡層。

①基礎應用(yòng)層：利(lì)用(yòng)視覺與(yǔ)聽(tīng)覺(jué)的(dí)識別軟(ruǎn)件來(lái)鞏固通信(xìn)框架，減少網絡(luò)負擔，使無(wú)綫(xiàn)網絡加速(sù)運行(háng)。

②數據傳輸(shū)層(céng)：主要是將數據完整地傳輸(shū)到下一(yī)個(gè)結(jié)構層(céng)，保(bǎo)證平台內的數(shù)據(jù)不出現(xiàn)缺失(shī)，混(hùn)亂(luàn)等(děng)狀況。

③網(wǎng)絡(luò)層(céng)：保(bǎo)護移動的節點不(bù)受阻礙，正(zhèng)常(cháng)活動，攜帶的數(shù)據完整(zhěng)的上(shàng)傳(chuán)平(píng)台，使(shǐ)用戶(hù)能夠快(kuài)速檢索(suǒ)和查(chá)詢。

1.3能(néng)耗(hào)監測係(xì)統無綫(xiàn)傳感(gǎn)網(wǎng)絡(luò)節點(diǎn)設(shè)計與(yǔ)實現(xiàn)

建(jiàn)築物(wù)中可(kě)消(xiāo)耗(hào)的(dí)能(néng)源包括電(diàn)，水，熱量等(děng)，每(měi)時(shí)每(měi)刻都(dū)在(zài)影(yǐng)響著(zhuó)周(zhōu)圍的環(huán)境監測，其(qí)物理(lǐ)原(yuán)因有(yǒu)地(dì)表(biǎo)的溫(wēn)度(dù)，人(rén)類的(dí)活(huó)動，各種災害等等，由(yóu)於(yú)現代(dài)社會(huì)的不斷(duàn)進(jìn)步，大(dà)量的(dí)設備儀器都在(zài)影(yǐng)響著環境的耗(hào)能監測，這(zhè)些(xiē)儀器遵(zūn)循(xún)著各自(zì)的工(gōng)作(zuò)模(mó)式，與係(xì)統之(zhī)間(jiān)維持(chí)著緊(jǐn)密(mì)的聯(lián)係(xì)，所以為了(liǎo)解決建(jiàn)築物密集，設備幹(gān)擾的問題，對(duì)係統(tǒng)中(zhōng)的(dí)傳感節(jié)點采用ZigBee的(dí)技術進行設(shè)計。

（1）數據處(chǔ)理(lǐ)單元(yuán)：包括(kuò)傳(chuán)感(gǎn)器，處理(lǐ)器(qì)與(yǔ)儲存器等(děng)，嚴(yán)格(gé)管理節(jié)點數據(jù)的(dí)處(chǔ)理過程，同(tóng)時可以將內(nèi)外之(zhī)間的數(shù)據進行交換。

（2）數(shù)據采(cǎi)集單元(yuán)：工作(zuò)核心處理器是(shì)A/D轉(zhuǎn)換(huàn)器，主(zhǔ)要是將(jiāng)重要節(jié)點攜(xié)帶的數據進行篩選(xuǎn)，包括(kuò)各(gè)種圖(tú)像(xiàng)，聲(shēng)音(yīn)等信息，同時(shí)轉(zhuǎn)化(huà)成(chéng)數字與(yǔ)符(fú)號(hào)。

（3）數(shù)據傳(chuán)輸單(dān)元：與係統的通信(xìn)軟件相(xiāng)關(guān)，通(tōng)過通信(xìn)平(píng)台將(jiāng)節(jié)點(diǎn)數據(jù)傳輸(shū)到網絡平台，之(zhī)後(hòu)再接受上(shàng)一(yī)個節(jié)點(diǎn)信(xìn)息，周(zhōu)而復(fù)始，完成(chéng)一(yī)個周(zhōu)期。

（4）電源連接(jiē)單(dān)元(yuán)：係統的(dí)起始都離(lí)不(bù)開穩定(dìng)的(dí)電源(yuán)結(jié)構(gòu)，它(tā)可以持(chí)續(xù)工(gōng)作(zuò)，持(chí)續(xù)充電(diàn)，保(bǎo)證(zhèng)係統(tǒng)穩定運行。

2監測係統網關(guān)服(fú)務器的(dí)設計(jì)

2.1能(néng)耗(hào)監(jiān)測(cè)管(guǎn)理係統(tǒng)網(wǎng)關(guān)服(fú)務器體係結構(gòu)

在(zài)構建(jiàn)能(néng)耗監(jiān)測係統(tǒng)過程中(zhōng)，要(yào)使(shǐ)用智(zhì)能服務(wù)器作(zuò)為各個結(jié)構之間的載(zǎi)體(tǐ)，不(bù)但符合係統的運行特點，還緊跟現(xiàn)代科(kē)技(jì)潮(cháo)流，按照係統(tǒng)的(dí)結構與功(gōng)能設計(jì)了(liǎo)龍芯1B處(chǔ)理(lǐ)器，通(tōng)過(guò)智能(néng)技(jì)術，直接(jiē)下達監(jiān)測(cè)指令，實時監(jiān)測(cè)建築(zhù)物(wù)周(zhōu)圍(wéi)設(shè)備(bèi)的使(shǐ)用(yòng)情況和(hé)耗(hào)能情(qíng)況，有效進(jìn)行(háng)安(ān)全(quán)管理。

2.2控製終(zhōng)端(duān)網(wǎng)關(guān)硬件(jiàn)設計

根據(jù)用戶(hù)的(dí)需(xū)求與(yǔ)係統(tǒng)的功能(néng)選擇(zé)龍芯(xīn)1B處理器來作(zuò)為(wéi)監(jiān)測管(guǎn)理係統的核心處理(lǐ)器，可以一定(dìng)限度(dù)地(dì)實(shí)現Linux的優勢(shì)，該處理器是產於中(zhōng)國(guó)，是(shì)利用SMIC0.13μm製(zhì)作，其特點(diǎn)是(shì)造價低，性(xìng)能(néng)良好，具有不錯的(dí)安全性，適合(hé)大批(pī)量生產(chǎn)。將(jiāng)其(qí)芯(xīn)片(piàn)與(yǔ)係統的處理器相(xiāng)連(lián)，不但可(kě)以擴大其兼容(róng)性，還在(zài)一定程度(dù)上增(zēng)加了無(wú)綫(xiàn)網絡的傳輸(shū)速率。本文中(zhōng)設計的係統就(jiù)是通過(guò)JTAG接(jiē)口(kǒu)來(lái)調試核(hé)心(xīn)處理器，實現(xiàn)了(liǎo)數據的儲存(cún)，對係(xì)統(tǒng)畫麵的控製。

3係統(tǒng)軟(ruǎn)件(jiàn)設計(jì)

3.1數據(jù)處理

傳(chuán)感器的結構不同(tóng)，就會導致數據的(dí)處理(lǐ)方(fāng)式產生(shēng)變化(huà)，具有特異性(xìng)特征(zhēng)，隨著(zhuó)各(gè)種各樣的傳(chuán)感器(qì)的升級，要想數(shù)據保持相(xiāng)同(tóng)的(dí)處理(lǐ)方式就要(yào)首(shǒu)先將傳感器歸一(yī)化處理，為係(xì)統的(dí)基(jī)礎結構(gòu)打好基(jī)礎(chǔ)。近年來常用(yòng)的(dí)融(róng)合(hé)方法(fǎ)是(shì)異(yì)構化融合方(fāng)法：第三(sān)，利(lì)用(yòng)其(qí)特異性構(gòu)建(jiàn)關係模型圖(tú)，以其(qí)中的關聯(lián)度作(zuò)為前提(tí)進(jìn)行(háng)融(róng)合與處理。傳統(tǒng)的(dí)傳(chuán)感器(qì)雖然(rán)安全(quán)穩定，但(dàn)儲存空間比較(jiào)小(xiǎo)，麵(miàn)對(duì)大量數(shù)據(jù)就會導致係統崩(bēng)潰(kuì)，數據流失，而文(wén)中選用的傳(chuán)感(gǎn)器傳(chuán)輸速度快，儲存空間大，適合現代係(xì)統(tǒng)設計(jì)。

3.2應用(yòng)服務(wù)

應用(yòng)服務層主(zhǔ)要(yào)是基(jī)於用(yòng)戶需求，信息(xī)查詢與(yǔ)數據處理三個層次(cì)，不止適用單一的設(shè)備耗能情況的監測，還(huán)可以(yǐ)用在(zài)公共場(cháng)合建築物周圍環境(jìng)的監測；主要(yào)是監測其(qí)能(néng)量(liáng)消耗情況(kuàng)，周圍(wéi)影響因(yīn)素的(dí)分(fēn)析，耗(hào)能(néng)設備的排查(chá)等，針(zhēn)對(duì)耗能(néng)量大(dà)小(xiǎo)可(kě)以(yǐ)自動(dòng)生(shēng)成(chéng)一(yī)個解(jiě)決方(fāng)案，推進社會節(jié)能(néng)減排(pái)工作。

（1）能耗監(jiān)測：包括(kuò)自(zì)然環境(jìng)的(dí)消(xiāo)耗(hào)與(yǔ)人類活(huó)動(dòng)的消(xiāo)耗，主(zhǔ)要是(shì)大型設(shè)備的(dí)耗電與耗(hào)熱(rè)等(děng)，係(xì)統將會針(zhēn)對這一(yī)情(qíng)況(kuàng)進行製止(zhǐ)，並(bìng)繪製耗(hào)能曲綫圖等(děng)。

（2）智能控(kòng)製：專家會(huì)根據係統製(zhì)定(dìng)的曲綫圖提出解(jiě)決(jué)的(dí)措(cuò)施，包括(kuò)減(jiǎn)少電(diàn)能的消(xiāo)耗(hào)，調低(dī)室內的溫(wēn)度，通風換氣。

（3）節(jié)能(néng)分析：找到(dào)建(jiàn)築(zhù)物環(huán)境中耗(hào)能的(dí)特點(diǎn)，大(dà)型(xíng)設備儀(yí)器(qì)的(dí)使(shǐ)用(yòng)時(shí)間，關閉(bì)時(shí)間，盡量錯開(kāi)使用高(gāo)峰，節約能源。

（4）耗能(néng)預測：查找建築物(wù)以(yǐ)往(wǎng)的(dí)使(shǐ)用(yòng)頻率與特(tè)點，預(yù)測未來(lái)的耗能情(qíng)況，構(gòu)架耗能監測模型圖(tú)，提出節能(néng)減(jiǎn)排的策略，為(wéi)城(chéng)市的(dí)生態建(jiàn)設做出(chū)貢獻。

4Acrel-EIOT能(néng)源物聯網(wǎng)雲(yún)平(píng)台

（1）概(gài)述(shù)

Acrel-EIoT能(néng)源(yuán)物(wù)聯網開放(fàng)平(píng)台是(shì)一套(tào)基(jī)於物聯(lián)網數據(jù)中(zhōng)台(tái)，建立(lì)統一(yī)的(dí)上(shàng)下行(háng)數據標(biāo)準，為(wéi)互聯(lián)網用(yòng)戶(hù)提(tí)供(gōng)能源物(wù)聯網(wǎng)數據(jù)服務的平台。用戶僅需購買安(ān)科瑞(ruì)物聯(lián)網(wǎng)傳(chuán)感(gǎn)器，選配(pèi)網關(guān)，自(zì)行安裝後掃(sǎo)碼(mǎ)即可使(shǐ)用(yòng)手(shǒu)機和電(diàn)腦得(dé)到(dào)所(suǒ)需的行業數據(jù)服務。

該平台(tái)提(tí)供數據駕(jià)駛艙，電(diàn)氣(qì)安(ān)全監(jiān)測，電能質量分(fēn)析(xī)，用電管理，預付費管理(lǐ)，充電樁管(guǎn)理，智(zhì)能照明管(guǎn)理，異常事件報(bào)警(jǐng)和(hé)記錄，運(yùn)維(wéi)管理等功能，並(bìng)支持多平台，多(duō)語言，多終(zhōng)端數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

（2）應(yīng)用場(cháng)所(suǒ)

本(běn)平(píng)台適(shì)用於公寓出(chū)租戶(hù)，連鎖小(xiǎo)超市，小型工(gōng)廠，樓管係統集(jí)成商(shāng)，小型物業，智(zhì)慧(huì)城市(shì)，變配電站，建築(zhù)樓宇，通(tōng)信基(jī)站，工業能耗，智(zhì)能(néng)燈塔(tǎ)，電力運維等(děng)領域。

（3）平台結(jié)構(gòu)

（4）平(píng)台功(gōng)能(néng)

電(diàn)力集(jí)抄

電力(lì)集抄(chāo)模(mó)塊(kuài)可(kě)以實(shí)現對(duì)各(gè)種(zhǒng)監測數(shù)據的查詢(xún)，分(fēn)析(xī)，預警及綜合展示，以保(bǎo)證(zhèng)配電室的環(huán)境(jìng)友好。在(zài)智(zhì)能化(huà)方麵(miàn)實(shí)現供配(pèi)電(diàn)監控(kòng)係統(tǒng)的遙測(cè)'，遙信(xìn)，遙控控(kòng)製，對係統進(jìn)行綜合(hé)檢測和(hé)統(tǒng)一管(guǎn)理(lǐ)；在數(shù)據(jù)資(zī)源(yuán)管(guǎn)理方麵(miàn)，可(kě)以(yǐ)顯示或(huò)查(chá)詢供配(pèi)電(diàn)室內(nèi)各設(shè)備(bèi)運行（包(bāo)括歷史和(hé)實(shí)時參(cān)數，並根(gēn)據實(shí)際(jì)情況進行日報，月報(bào)和年報查詢或打(dǎ)印，提(tí)高(gāo)工(gōng)作(zuò)效率，節約人力(lì)資(zī)源。

變(biàn)壓(yā)器監控

配(pèi)電圖(tú)

能耗分析(xī)

能耗(hào)分(fēn)析模塊采(cǎi)用自(zì)動(dòng)化，信(xìn)息(xī)化(huà)技術，實現從(cóng)能源(yuán)數(shù)據采(cǎi)集，過程監(jiān)控，能(néng)源(yuán)介質(zhì)消(xiāo)耗(hào)分析(xī)，能耗(hào)管(guǎn)理(lǐ)等全(quán)過(guò)程的自(zì)動化(huà)，科學(xué)化管(guǎn)理(lǐ)，使能(néng)源管理，能源生(shēng)產以及使用(yòng)的(dí)全(quán)過(guò)程有機結(jié)合(hé)起來，運用數據處理(lǐ)與分(fēn)析技術(shù)，進行離(lí)綫(xiàn)生(shēng)產分析(xī)與管理，實現全廠能(néng)源係(xì)統的統(tǒng)一(yī)調(tiáo)度，優(yōu)化(huà)能(néng)源介(jiè)質平(píng)衡，有(yǒu)效利用(yòng)能(néng)源(yuán)，提(tí)高能(néng)源(yuán)質(zhì)量(liáng)，降(jiàng)低(dī)能源消耗，達到節能降(jiàng)耗(hào)和(hé)提升(shēng)整(zhěng)體(tǐ)能(néng)源管(guǎn)理水平的目(mù)的(dí)。

能(néng)耗(hào)概況(kuàng)

預(yù)付(fù)費(fèi)管理

1）登陸管(guǎn)理：管理操(cāo)作員賬戶(hù)及權限分配(pèi)，查看(kàn)係(xì)統(tǒng)日誌(zhì)等功能(néng)；

2）係(xì)統配(pèi)置(zhì)：對建(jiàn)築，通訊(xùn)管(guǎn)理機，儀表(biǎo)及默認(rèn)參(cān)數(shù)進(jìn)行(háng)配置；

3）用戶管理：對(duì)商(shāng)鋪用戶執(zhí)行(háng)開戶，銷(xiāo)戶，遠程分(fēn)合閘(zhá)，批量操作及(jí)記錄查(chá)詢等(děng)操(cāo)作(zuò)；

4）售電(diàn)管理：對(duì)已開(kāi)戶的(dí)表(biǎo)進(jìn)行遠程售(shòu)電，退電(diàn)，衝正(zhèng)及記(jì)錄查詢等操(cāo)作(zuò)；

5）售(shòu)水管理：對(duì)已開戶的表進行(háng)遠程(chéng)售(shòu)水(shuǐ)，退水，記錄查詢等(děng)操作；

6）報表(biǎo)：提(tí)供(gōng)售電，售(shòu)水(shuǐ)財務報表，用能報表(biǎo)，報警(jǐng)報(bào)表等查詢，本(běn)係統所有(yǒu)的(dí)報(bào)表及記(jì)錄查詢，都支(zhī)持excel格(gé)式導出(chū)。

預付費看(kàn)板

充電樁管(guǎn)理(lǐ)

通(tōng)過物聯網技(jì)術，對(duì)接入(rù)係(xì)統的(dí)充電(diàn)樁站點(diǎn)和各(gè)個充電樁進(jìn)行(háng)不間(jiān)斷地數(shù)據(jù)采集(jí)和(hé)監控(kòng)，同時對(duì)各(gè)類故(gù)障如充電機(jī)過溫保(bǎo)護(hù)，充電機輸入輸出(chū)過(guò)壓(yā)，欠(qiàn)壓，絕(jué)緣檢測故障(zhàng)等(děng)一(yī)係列(liè)故(gù)障進行預警。雲(yún)平台(tái)包(bāo)含了(liǎo)充(chōng)電(diàn)收費(fèi)和(hé)充電樁運(yùn)營的所有(yǒu)功能(néng)，包(bāo)括城市級(jí)大(dà)屏，交易(yì)管(guǎn)理(lǐ)，財務管理(lǐ)，變(biàn)壓(yā)器(qì)監控(kòng)，運營分析(xī)，基礎數據(jù)管理等(děng)功(gōng)能。

充(chōng)電(diàn)樁看(kàn)板(bǎn)

智(zhì)能(néng)照明

智能(néng)照明(míng)通(tōng)過物(wù)聯網(wǎng)技術對安裝(zhuāng)在城市各(gè)區域的(dí)室內照(zhào)明，城市(shì)路(lù)燈等照(zhào)明回路(lù)的用電(diàn)狀態進行不間(jiān)斷地(dì)數(shù)據監測，也可(kě)以實現(xiàn)定時開關(guān)策略(lüè)配(pèi)置及(jí)後台(tái)遠(yuǎn)程管(guǎn)理和(hé)移(yí)動(dòng)管理(lǐ)等，降(jiàng)低(dī)路燈設施的(dí)維護難(nán)度(dù)和成本，提(tí)升管理水平(píng)，並達到(dào)一定(dìng)節能減掛的效果(guǒ)。

監(jiān)控頁(yè)麵(miàn)

安全用電

安全用電采用(yòng)剩(shèng)餘電(diàn)流(liú)互感器(qì)，溫(wēn)度傳感器(qì)，電氣火災(zāi)探(tàn)測器(qì)，對(duì)引(yǐn)發(fā)電氣(qì)火災的主(zhǔ)要(yào)因素(sù)（導綫(xiàn)溫(wēn)度，電(diàn)流(liú)和剩餘(yú)電(diàn)流(liú)）進(jìn)行(háng)不間(jiān)斷(duàn)的數據跟蹤(zōng)與(yǔ)統計分析，並將發現的各種隱患信(xìn)息(xī)及時(shí)推(tuī)送(sòng)給企業管(guǎn)理(lǐ)人(rén)員，指導(dǎo)企業(yè)實現時(shí)間的(dí)排查和治理，達到(dào)消除(chú)潛(qián)在電氣火(huǒ)災(zāi)安全(quán)隱患(huàn)，實(shí)現(xiàn)“防(fáng)患(huàn)於未(wèi)然"的目的(dí)。

智(zhì)慧消防(fáng)

通過(guò)雲(yún)平(píng)台(tái)進行(háng)數據(jù)分析，挖掘(jué)和(hé)趨(qū)勢分析，幫(bāng)助實(shí)現科學預(yù)警(jǐng)火(huǒ)災，網格化(huà)管理，落實(shí)多(duō)元(yuán)責任(rèn)監(jiān)管等(děng)目標(biāo)。彌補了原(yuán)先(xiān)針對“九(jiǔ)小(xiǎo)場(cháng)所"和危(wēi)化品(pǐn)生產(chǎn)企(qǐ)業(yè)無法(fǎ)有效(xiào)監(jiān)控的空(kōng)白，適應於(yú)所有公建和民建，實現了無人化值(zhí)守智(zhì)慧消防，實現(xiàn)智(zhì)慧消(xiāo)防(fáng)“自動(dòng)化"，“智(zhì)能化"，“係統(tǒng)化"，用電管(guǎn)理“精細化(huà)"的實(shí)際需(xū)求(qiú)。

（5）係(xì)統硬件(jiàn)配置(zhì)

5結(jié)束(shù)語(yǔ)

本文研(yán)究了(liǎo)一個基於物聯(lián)網的(dí)建(jiàn)築(zhù)物綜(zōng)合(hé)環(huán)境能(néng)耗監(jiān)測(cè)管(guǎn)理(lǐ)係統，此係(xì)統(tǒng)能(néng)夠實時監(jiān)測建築(zhù)能耗(hào)數據，用戶能(néng)夠實時(shí)動(dòng)態(tài)的(dí)監測建築物內部耗能(néng)，並且能(néng)夠對(duì)運(yùn)行狀態(tài)存儲，實現(xiàn)能耗評估，能耗診(zhěn)斷的功(gōng)能。並且，還大大減少(shǎo)了綜(zōng)合布綫(xiàn)環(huán)節，減(jiǎn)少工作(zuò)量(liáng)，滿足了係統的(dí)設計需(xū)求。但(dàn)是(shì)由(yóu)於研究(jiū)時間有限，所(suǒ)研究(jiū)係統難免(miǎn)有不(bù)足之處，在(zài)後續(xù)研究中將進一步優化(huà)此係統，為相(xiāng)關(guān)領域提供幫(bāng)助(zhù)。

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