CN102736589A

CN102736589A - 一种智能楼宇控制系统

Info

Publication number: CN102736589A
Application number: CN2012101690255A
Authority: CN
Inventors: 相银初
Original assignee: Shenzhen Clou Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Clou Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2012-10-17

Abstract

一种智能楼宇控制系统，包括：城市调度中心，负责整个城市的智能楼宇管理；片区调度中心，负责若干个楼宇控制中心；楼宇控制中心，负责一个智能楼宇的控制和监控；楼宇内部控制模块，控制一个或多个现场控制设备，每个现场控制设备负责直接操作智能楼宇的安防设备、消防设备、能耗设备。提供了一种高效、易用、可靠的智能楼宇管理的手段，提高智能楼宇管理的透明度，精确掌握每个楼宇的能耗情况、安防情况、消防情况，对楼宇能耗进行精细化管理；本系统可使公共楼宇更智能化的管理能源消耗，同时又可提高公共楼宇的安全性，提高相关企业节约能源的积极性；本系统和方法又有利于社会的能源管理，节能减排。

Description

一种智能楼宇控制系统

技术领域

本发明涉及楼宇自动化。

背景技术

随着我国工业化和城市化的发展，城市的公共楼宇越来越多，在楼宇管理中采用数字化、网络化、智能化等高新技术，是世界上的流行趋势，也是适应现代信息社会对建筑物的功能、环境和效率管理的要求。智能楼宇就是对建筑物进行楼宇自动化、安防自动化、消防自动化、能耗管理自动化管理，在传统建筑物管理的基础上发展而来的。

电子技术和网络通信技术的发展，使社会高度信息化，在建筑物内部应用信息技术，将古老的建筑技术和现代高科技结合，即产生了楼宇智能化。智能楼宇对大楼内的电器、安防、消防、办公等设施进行集中控制，实现综合自动化、信息化，使大楼的用户获得经济舒适、高效安全的环境，使楼宇功能发生质的飞跃。

智能楼宇的基本要求，有完整的控制、管理、维护和通信设置，便于进行环境控制、安全管理、能耗管理，有利于提高工作效率，提高办公舒适度。同时，智能楼宇是智能电网的必要组成部分和扩充，是智能电网在城市楼宇管理中的具体应用。随着城市中大型公共建筑的增加，建筑物能耗已经成为城市总体能耗的重要组成部分，对建筑物能耗进行集中管理，也是能源管理、节能减排的必然要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能楼宇控制系统，解决智能楼宇的集中管理，对城市中的智能楼宇进行统一调度，降低总体能耗，提高管理水平的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种智能楼宇控制系统，包括：

城市调度中心，负责整个城市的智能楼宇管理；

片区调度中心，每个片区调度中心负责若干个楼宇控制中心；

楼宇控制中心，每个楼宇控制中心负责一个智能楼宇的控制和监控；

楼宇内部控制模块，每个楼宇内部控制模块控制一个或多个现场控制设备，每个现场控制设备负责直接操作智能楼宇的安防设备、消防设备、能耗设备；

所述城市调度中心通过网络传输模块和各个片区调度中心建立连接，片区调度中心接受城市调度中心的指令或独立运作；

网络传输模块通过光纤、宽带载波、网络通道，连接片区调度中心和楼宇控制中心，形成智能楼宇控制网络；

所述楼宇内部控制模块通过小无线、WIFI、窄带载波通道，连接楼宇内的智能安防设备、智能消防设备、能效管理设备，形成智能楼宇控制网络；

所述楼宇内部控制模块包括楼宇自动化模块、通信自动化模块、安防自动化模块和消防自动化模块，楼宇自动化模块与楼宇内的空调系统、照明系统连接，同时实现楼宇的整体节能管理；通信自动化模块实现楼宇内的语音、数据、图像的自动化传输和管理，并与外部网络互连；安防自动化模块提供智能门禁、智能红外监测、远程智能监控安防功能；消防自动化模块自动定期检测消防设施、对消防隐患进行远程监控；

城市调度中心的控制指令通过网络传输模块进行加密处理形成加密控制指令，网络传输模块采用获取到得到的控制指令，以密文的方式，安全可靠的传输给片区调度中心，并通过电力载波通道或局域网传送给楼宇控制中心；楼宇控制中心根据预先设定的规则，对控制指令进行解析，并根据移动通讯领域通行的MD5/SHA1加解密算法，对指令进行解密；根据操作者输入的信息，验证其合法性，检查是否具有控制本台区开关的权限，如果不具备权限，则通过网络向操作者返回拒绝调度的信号，如果验证通过，则生成实际调度控制指令，发送给楼宇内部控制模块。

作为改进，城市调度中心根据有关政策法规、历史同期记录，自动生成智能楼宇控制方案。

作为改进，手机通过GPRS、CDMA、TD-CDMA、CDMA2000、WCDMA或利用短信方式，连接到网络传输模块。

本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：

本发明智能楼宇控制系统提供了一种高效、易用、可靠的智能楼宇管理的手段，提高智能楼宇管理的透明度，精确掌握每个楼宇的能耗情况、安防情况、消防情况，对楼宇能耗进行精细化管理；本系统可使公共楼宇更智能化的管理能源消耗，同时又可提高公共楼宇的安全性，提高相关企业节约能源的积极性；本系统和方法又有利于社会的能源管理，节能减排。

附图说明

图1是本发明智能楼宇控制系统的功能模块图。

图2是本发明智能楼宇管理方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

在本发明实施例中，通过对城市智能楼宇进行集中管理，通过自动编制并优化楼宇控制方案，自动下达控制指标，远程控制智能楼宇的能耗负荷，安防和消防事项的自动通知和自动反馈实现完整的智能楼宇管理的系统。

如图1所示，智能楼宇控制系统包括一城市调度中心10、一网络传输模块11、一片区调度中心12、一楼宇控制中心13和一楼宇内部控制模块14。城市调度中心10负责整个城市的智能楼宇管理；每个片区调度中心12负责若干个楼宇控制中心13；每个楼宇控制中心13负责一个智能楼宇的控制和监控；每个楼宇内部控制模块14控制一个或多个现场控制设备，每个现场控制设备负责直接操作智能楼宇的安防设备、消防设备、能耗设备。

所述城市调度中心10通过网络传输模块11和各个片区调度中心12建立连接，片区调度中心12接受城市调度中心10的指令或独立运作。

网络传输模块11通过光纤、宽带载波、网络通道，连接片区调度中心12和楼宇控制中心13，形成智能楼宇控制网络。手机通过GPRS、CDMA、TD-CDMA、CDMA2000、WCDMA或利用短信方式，连接到网络传输模块。

所述楼宇内部控制模块14通过小无线、WIFI、窄带载波通道，连接楼宇内的智能安防设备、智能消防设备、能效管理设备，形成智能楼宇控制网络。

城市调度中心10包括数据库系统和应用软件，利用各类数据接口和用户反馈通道，实时远程获得城市范围内智能楼宇的运行情况和用电量，并结合供电、供气、供热等供能单位的供能情况和供能策略等，自动生成调度方案并进行优化，根据需要将调度指令经过加密后传送给该网络传输模块11。

网络传输模块11采用获取到得到的控制指令，以密文的方式，安全可靠的传输给片区调度中心12，并通过电力载波通道或局域网传送给楼宇控制中心13。楼宇控制中心根据预先设定的规则，对控制指令进行解析；并根据移动通讯领域通行的MD5/SHA1加解密算法，对指令进行解密；根据操作者输入的信息，验证其合法性，检查是否具有控制本台区开关的权限，如果不具备权限，则通过网络向操作者返回拒绝调度的信号，如果验证通过，则生成实际调度控制指令，发送给楼宇内部控制模块。

楼宇内部控制模块14包括至少一楼宇自动化模块141、一通信自动化模块、一安防自动化模块142及一消防自动化模块143。该楼宇自动化模块141与楼宇内的空调系统、照明系统等连接，确保建筑物内的舒适和安全的办公环境，同时实现楼宇的整体节能管理；该通信自动化模块实现楼宇内的语音、数据、图像的自动化传输和管理，并与外部网络互连；该安全保卫自动化模块142提供智能门禁、智能红外监测、远程智能监控等安防功能；该消防自动化模块143自动定期检测消防设施、对消防隐患进行远程监控等。

如图1、2所示，楼宇智能控制系统的控制方法包括如下步骤：

步骤S101，生成控制方案，

在此步骤中，城市调度中心根据有关政策法规、历史同期记录等，系统收集天气、生产计划、国家政策、突发事件等各类可能影响用电的因素，根据预先设置的规则自动生成智能楼宇控制方案；

步骤S102，优化控制方案；

在此步骤中，并对智能楼宇控制方案进行优化，也可由操作人员进行人为调整和优化。在对智能楼宇控制方案进行优化时，系统自动获取每个楼宇的能耗性质和能耗历史记录，并使用各类数据接口，收集可能影响能源供应和需求的天气、产业政策、节假日等因素，并对各类因素设置加权值，使用趋势外推、时间序列、回归分析等算法进行短期和中期负荷预测，得到最佳的控制方案；

步骤S103，下达控制指令；

城市调度中心10将信号通过调度网络传输给网络传输模块11，信号的传输进入网络通道。该模块利用了先进的软件技术和数据库技术，以高效、并发的处理大批量用户的并发使用；该网络控制模块为多用户共享，可充分利用网络的传输带宽，最大限度的减少系统建设的投资；智能楼宇控制系统在通讯通道上，跨越三大网络，即光纤网络、电力网和载波通道，将三者紧密联系，同时又各有分工；在控制指令从主站传出时，信号为光纤网络的方式；在进入片区调度中心后，信号在电力网上传输；在进入楼宇控制中心模块后，信号在载波通道上传输；正因为如此，系统在信号传输的可靠性、安全性上做了特别的处理，包括对信号报文进行加密、对使用者身份进行严格认证、对电力载波信号进行CRC校验等，从而保证控制信号能准确、安全的传输，避免信号丢失、误传，避免非法用户的使用；

本发明在系统构架(采用J2EE数据服务技术)与网络组织方式上具有一定的前瞻性，通信手段上无线通信网络和有线通信网络的结合，以保证系统的先进性和投资的有效性。

在整个数据通信过程中采用TCP/IP通信协议，可屏蔽各种中间层协议，从该调度模块10到该片区调度模块12的调度指令的通信可以视为在广域网中数据的传输。由于采用基于J2EE构架的数据WEB服务方式，可避免直接利用底层的Socket通信，符合HTTP1.1和DATA Service的相关国际标准，传输的数据能有效通过广域网中的各种安全设备，同时数据经过数字签名，本身的安全性和完整性也得到了保证。

数据并发传输解决方案：数据的并发传输是一般的网络应用系统的一大瓶颈，由于在实际应用中一个大的系统有数目巨大的基层应用(几万)，保证高传输成功率的前提是解决并发传输的通信阻塞。本发明采用J2EE+Web服务构成，即企业级的基于J2EE构架基础的数据采集和数据服务发布软件构架，该系统能支持高强度的数据并发传输和数据服务，支持海量数据查询，具有极高的实用性。其中包含有四大核心技术：

1、J2EE连接体系：J2EE连接体系提供了J2EE应用和企业内存在的EIS系统集成的标准框架。

2、JMS(Java信息服务)：Java信息服务是一个支持企业通信系统的标准编程接口，目的在于提供一个跨越不同类型通信系统的公共接口。Java应用程序利用JMS API和企业的通信系统连接后，应用程序就能利用通信系统提供的功能创建和发送消息，达到和其它应用系统异步通信的目的。

3、JDBC API:它是和关系型数据库系统集成的标准接口。应用程序用这个接口获得数据库连接、查询数据和执行其它的数据库功能。

4、Web Services：允许EIS提供一些服务访问点，新的应用通过这些点可以获取数据，也可以提交数据；

步骤S104，远程楼宇控制，

该远程楼宇控制模块根据预先设定的规则，对控制指令进行解析；并根据专用的加解密算法，对指令进行解密；根据操作者输入的信息，验证其合法性，检查是否具有控制楼宇内部设施的权限，如果不具备权限，则通过网络向操作者返回拒绝控制的信号，如果验证通过，则生成实际控制指令，控制楼宇设施的动作；

步骤S105，异常反馈，

该楼宇内部控制模块14可对楼宇的能耗情况进行实时监测，一旦发现有电压越限、功率因数过低、功率超限等各类异常情况，即可根据设置上报到主站。能耗异常的反馈可采用多种方式进行通讯，包括低压电力载波、小无线网络、WIFI网络等，可充分适应各种环境，利用已有网络通道；

步骤S106，智能楼宇评价，

在此步骤中，城市内的智能楼宇住户可通过现场设备，及时反映设备异常情况，并且对能源服务、安防服务的质量等进行评价，用户的评价通过系统网络上传到主站系统。

本发明智能楼宇控制系统利用先进的通信技术、计算机及网络技术，为公共楼宇科学、有序管理能源提供了一个切实可行的解决方案。它可以充分利用各类通讯介质，使城市能源管理人员可以随时随地的掌握每个公共楼宇的能耗情况和能耗趋势等信息，可以根据需要远程控制能源，也可以设定方案进行错峰平谷，降低能源消耗。本发明的应用对象主要为各类政府办公楼、公共建筑、大型商场等。

由上述可知，本发明基于J2EE构架的数据服务，解决并发传输瓶颈问题，提供强大的基于J2EE的Web Data Service的数据服务和数据验证。采用本发明，可使智能楼宇控制系统的运营成本极大的降低，可靠性和安全性得到极大的提高，使系统真正具有实用性，提高楼宇管理的自动化水平。

综上所述，本发明解决了现有技术中所存在的既要对各类智能楼宇进行全面监控、全面控制，有要解决通讯方式复杂，人员流动性较强等矛盾问题，同时解决当用户数量庞大时易引起网络阻塞的问题。在进行能源管理调度时，在通过网络发送控制指令前，先对控制指令进行密码验证和MD5/SHA1加密处理，在整个传输过程中均用密文方式，并充分利用3G网络、互联网、企业局域网等通道，从而充分利用网络资源，避免网络阻塞，同时充分保证控制指令的完整性和安全性。其中，主站系统采用J2EE＋WebService的方法，用Weblogic中间件系统，可同时支持2～5万个智能楼宇的接入，适应国内所有大中型城市。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种智能楼宇控制系统，其特征在于，包括：

城市调度中心，负责整个城市的智能楼宇管理；

2.根据权利要求1所述的一种智能楼宇控制系统，其特征在于：城市调度中心根据有关政策法规、历史同期记录，自动生成智能楼宇控制方案。

3.根据权利要求1所述的一种智能楼宇控制系统，其特征在于：手机通过GPRS、CDMA、TD-CDMA、CDMA2000、WCDMA或利用短信方式，连接到网络传输模块。