CN102955463A - 能量使用量监视系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能量使用量监视系统，其利用泛在传感器网络设备而在现场取得能量使用量数据，并将它通过以太网等向服务器传输，且在服务器的中间件处理数据从而能够准确地远程监视并控制现场的能量使用量。该能量使用量监视系统具备：与测定能量使用量的设备连接而取得能量使用量数据，并将它以无线传输的至少一个以上的泛在传感器网络设备；以无线与上述至少一个以上的泛在传感器网络进行通信而收集能量使用量数据之后通过以太网通信进行传输的数据中继装置；以及获得从上述数据中继装置所传输的能量使用量数据而进行分析/处理，并基于上述所分析的数据控制生产设备的能量供给和断开的能量监视服务器。
Description
技术领域
本发明涉及能量使用量监视（monitoring）系统，更详细地讲，涉及利用泛在传感器网络（USN：Ubiquitous Sensor Network）设备在现场取得能量使用量数据，将该能量使用量数据通过以太网等向服务器传输并在服务器的中间件（middleware）处理数据从而能够准确地远程监视并控制现场的能量使用量的能量使用量监视系统（System for monitoring of energy consumption）。
背景技术
有效地管理建筑物（尤其，生产设备）能量的最终目标是按照计划供给和断开生产设备的能量（电、燃气、其它等等）而不降低生产效率，并在脱离了计划控制的情况下非运行时间持续一定时间以上时，自动断开能量供给。
若没有对于建筑物的能量使用形态、系统效率、正常的运转以及运行计划等细致而持续的能量管理，则即便有旨在节约建筑物的能量的技术举措也难以期待其效果。
因此，在先进国家是另行安排建筑物能量管理人员来彻底管理建筑物的能量消费水准、运行状态等从而以最高的能量效率运行建筑物。
因此，为了有效地管理建筑物能量应准确地监视建筑物内的能量使用装置，并基于此执行能量使用计划。
韩国公开专利公开号10-2010-0086380号（2010.07.30.公开，发明名称：能量综合管理系统）中公开有对于现有能量综合管理的技术。
根据所公开的现有技术，能量综合管理系统具备：获得家庭、建筑物、设施的能量计量器数据信息的综合计量器数据终端部；具备能量传感器、方法传感器、火灾传感器中至少一个并从这些传感器获得传感器信息的传感器信息终端部；具备电力设备的电力设备终端部；以及通过电力线通信网与上述综合计量器数据终端部、传感器信息终端部、电力设备终端部连接的、综合管理关于传感器信息、计量器数据信息、电力设备的信息的综合管制单元，而且，综合计量器数据终端部、传感器信息终端部、以及电力设备终端部利用如上所述那样具备的构成并以电力线通信网与综合管制单元连接，而输入输出关于上述传感器信息、计量器数据信息、以及电力设备的信息来综合管理能量。
在先技术文献
专利文献1：韩国公开专利公开号10-2010-0086380号（2010.07.30.公开，发明名称：能量综合管理系统）
而如上所述的现有技术虽然有能够综合管理能量的优点，但不可能进行计划控制以及非运行控制，因而有不可能实现最佳的能量节省的缺点，且由于基于电力线通信而进行通信因而伴随因另行设置通信设备而引起的不便，还存在成为测定对象的装备移动时还要重新备置通信设备的缺点。
发明内容
为此，本发明为了解决在如上所述的现有技术中发生的各种问题而提出的，本发明所要解决的课题在于提供一种利用泛在传感器网络（USN）设备而在现场取得能量使用量数据，将该能量使用量数据通过以太网等向服务器传输并在服务器的中间件（middleware）处理数据从而能够准确地远程监视并控制现场的能量使用量的能量使用量监视系统。
本发明所要解决的另一课题在于提供一种设定设备的使用计划而控制能量供给和断开，准确地远程监视现场的能量使用量从而在脱离了计划控制的情况下非运行时间持续一定时间以上时，控制能量断开从而能够实现能量节省的能量使用量监视系统。
解决课题手段
旨在解决如上所述的课题的根据本发明的优选实施例的“能量使用量监视系统”，其特征是包括：
与测定能量使用量的设备连接而取得能量使用量数据，并将该能量使用量数据以无线传输的至少一个以上的泛在传感器网络（USN）设备；
与上述至少一个以上的泛在传感器网络进行无线通信而收集能量使用量数据之后通过以太网通信进行传输的数据中继装置；以及
获得从上述数据中继装置所传输的能量使用量数据而进行分析/处理，并基于上述所分析的数据来控制生产设备的能量供给和断开的能量监视服务器。
而且，本发明的能量使用量监视系统的特征是，上述泛在传感器网络设备取得所连接的设备的能量使用量测定数据而向上述数据中继装置传输，并将在以无线连接的其它泛在传感器网络设备所获得的能量使用量测定数据也中继给上述数据中继装置。
而且，本发明的能量使用量监视系统的特征是，上述数据中继装置通过机器对机器（M2M，machine to machine）设备实现，上述数据中继装置向上述泛在传感器网络设备传输从上述能量监视服务器传输的能量供给和断开控制数据。
而且，本发明的能量使用量监视系统的特征是，上述能量监视服务器包括获得所接收的能量使用量数据而进行分析/处理，并基于上述所分析的数据控制生产设备的能量供给和断开的中间件。
而且，本发明的能量使用量监视系统的特征是，上述中间件包括：
用于通过上述数据中继装置实时收集能量使用量数据的通信管理器；
实时予以连接从上述通信管理器获得的能量使用量数据的标签服务器（Tag server）；以及
与上述标签服务器连接而分析能量使用量数据的控制应用程序管理器。
而且，本发明的能量使用量监视系统的特征是，上述中间件进一步包括将通过上述标签服务器实时获得的生产设备的能量使用量数据存储到数据库，并将在上述控制应用程序管理器分析的分析结果数据和控制数据存储到上述数据库的实时数据管理器。
而且，本发明的能量使用量监视系统的特征是，上述控制应用程序管理器包括设定生产设备的使用计划，并按照上述所设定的使用计划来控制上述生产设备的能量供给和断开的计划控制功能。
而且，本发明的能量使用量监视系统的特征是，上述控制应用程序管理器包括按照上述所设定的使用计划控制上述生产设备，但在为了节省能量而脱离了计划控制的情况下非运行时间持续一定时间以上时断开上述生产设备的能量供给的非运行控制功能。
发明效果
根据本发明，由于利用泛在传感器网络（USN）设备在现场实时取得能量使用量数据，并在服务器的中间件（middleware）处理所收集的数据，因而具有能够准确地远程监视并控制现场的能量使用量的优点。
另外，根据本发明，还具有能够设定设备的使用计划而控制能量供给和断开的优点。
另外，根据本发明，由于准确地远程监视现场的能量使用量而在脱离了计划控制的情况下非运行时间持续一定时间以上时控制能量断开，因而具有能够实现能量节省的优点。
附图说明
图1是根据本发明的能量使用量监视系统的构成图。
图2是体现在图1的能量监视服务器内的中间件的框架构成图。
符号说明
10—泛在传感器网络设备，20—数据中继装置，30—能量监视服务器，31—通信管理器，32—标签服务器，33—实时数据管理器，35—控制应用程序管理器。
具体实施方式
下面基于附图详细说明本发明的优选实施例如下。在说明本发明之前，在判断为对于关联的公知功能或构成的具体说明有可能使本发明的要旨模糊的情况下，省略对其的详细说明。
图1是根据本发明的能量使用量监视系统的构成图，由泛在传感器网络设备10、数据中继装置20、以及能量监视服务器30构成。
泛在传感器网络设备10与测定能量使用量的设备连接而取得能量使用量数据，并将该能量使用量数据以无线传输给数据中继装置20，而这种泛在传感器网络设备与所要测定能量使用量的设备对应地体现。这种泛在传感器网络设备还能取得在生产现场所能获得的4M（Man（作业人员）、Machine（生产设备）、Material（材料）、Method（生产步骤））的数据。
设备是指如测定电能的电力仪表、测定燃气能量的燃气仪表等的能量测定设备，这种设备是测定生产现场的生产设备的能量使用量的装备。
这种泛在传感器网络设备10取得所连接的设备的能量使用量测定数据而向上述数据中继装置20传输，在以无线连接的其它泛在传感器网络设备所获得的能量使用量测定数据也中继给上述数据中继装置。即、泛在传感器网络设备成为各个传感器节点，并且作为中继所取得的数据的中继装置动作。尤其，泛在传感器网络设备利用多跳路由器模块与上述其它泛在传感器网络设备进行同步化。
数据中继装置20起着与上述泛在传感器网络10进行无线通信而收集了能量使用量数据之后通过以太网通信（TCP/IP通信）向能量监视服务器30传输的作用。
这种数据中继装置20最好通过机器对机器（M2M，machine to machine）设备实现，还起着向上述泛在传感器网络设备10传输从上述能量监视服务器30传输的能量供给和断开控制数据的作用。
能量监视服务器30起着通过与上述数据中继装置20进行以太网通信而获得能量使用量数据（以及4M数据）并进行分析/处理，并基于上述所分析的数据来控制设备的能量供给和断开的作用。
这种能量监视服务器30包括获得所接收的能量使用量数据而进行分析/处理，并基于上述所分析的数据来控制设备的能量供给和断开的中间件。
这里，如图2所示，中间件构成为包括：用于通过上述数据中继装置20实时收集能量使用量数据的通信管理器（comm manager）31；实时予以连接从上述通信管理器31获得的能量使用量数据的标签服务器（Tag server）32；与上述标签服务器32连接而分析能量使用量数据的控制应用程序管理器（Control Application Manager）35；以及将通过上述标签服务器32实时获得的设备的能量使用量数据存储到数据库34，并将在上述控制应用程序管理器35分析的分析结果数据和控制数据存储到上述数据库34的实时数据管理器（Real-time Data Manager）33。
这里，控制应用程序管理器35包括设定生产设备的使用计划，并按照上述所设定的使用计划控制上述生产设备的能量供给和断开的计划控制功能和按照上述所设定的使用计划控制上述生产设备但在为了节省在能量而脱离了计划控制的情况下非运行时间持续一定时间以上时断开上述生产设备的能量供给的非运行控制功能。
根据如此构成的本发明的能量使用量监视系统，在各个生产设备具备测定能量使用量的设备，在这种设备连接有用于实时取得测定了能量使用量的数据而进行传输的泛在传感器网络设备10。因此，由泛在传感器网络设备10而实时取得各个生产设备的能量使用量。
并且，泛在传感器网络设备10实时取得在生产现场所能取得的4M（（Man（作业人员）、Machine（生产设备）、Material（材料）、Method（生产步骤））数据而向数据中继装置20传输。这里，4M数据可利用另外的标签而获得数据，或者能够以通过作业人员所具备的终端输入的方式获得。
另外，泛在传感器网络设备10利用多跳路由器模块以多跳路由方式与其它泛在传感器网络设备进行同步化，由此，将自身所取得的能量使用量数据和4M数据相互收发而进行中继。
从各个泛在传感器网络设备10实时获得的能量使用量数据和4M数据通过M2M设备即数据中继装置20而汇集，并与以以太网连接的能量监视服务器30进行TCP/IP通信而传输所取得的能量使用量数据和4M数据。
能量监视服务器30分析并处理所收集的能量使用量数据，并对各个生产设备进行计划控制，为了控制生产设备的能量供给和断开而具备如图2的中间件，并实时远程监视能量使用量。
即、通信管理器31通过TCP/IP通信与数据中继装置20连接而实时收集能量使用量数据和4M数据。这里，通信管理器还提供对于不同机种的设备的单一呼叫接口。这里，通信管理器31起着与各个设备进行基于线程的专用协议通信并以标签形态生成实时值而更新标签服务器32的作用。另外，还起着以事件形态接收生产设备的直接控制命令而向各个设备传输的作用。
通过通信管理器31收集的数据通过标签服务器32传递到控制应用程序管理器35。这里，标签服务器32还起着在中间件框架内共享所有数据的存储器作用和向特定应用程序发布事件的发布服务器（Publisher）的作用。
控制应用程序管理器35从所收集的各数据提取必要的信息，并对此进行分析而生成能量使用量结果数据。例如，从所提取的信息经统计而提取并管理各个生产设备的按时间、按日、按月，按年度能量使用量、运行时间和非运行时间，并综合管理基于4M数据的实绩信息、设备信息、作业人员信息、工序管理信息等。
这种控制应用程序管理器可由以事件中心的各功能构成，起着将它有效地映射（Mapping）的作用。这里，就所产生的各事件而言，不仅有基于上位业务层阶层的输入的事件还有从下位层阶层的设备产生的已自动化的事件，而控制应用程序管理器执行检测并处理这种各上/下位事件的功能。
在控制应用程序管理器35所分析并处理的结果数据即、能量使用量统计数据、运行时间、非运行时间、4M分析数据等通过标签服务器32传递到实时数据管理器33并存储到数据库34。
并且，实时数据管理器33将通过通信管理器31获得的实时能量使用量数据和4M数据也存储到上述数据库34。
另一方面，控制应用程序管理器35还执行设定各个生产设备的使用计划，并按照上述所设定的使用计划控制上述生产设备的能量供给和断开的计划控制功能。通过这样执行的计划控制功能生成的各个生产设备的能量供给和断开控制信号通过通信管理器31传输到数据中继装置20继而传递到泛在传感器网络设备10，从而通过与相连的生产设备的能量供给和断开控制装置的通信而控制生产设备的能量供给和断开。如所知那样设定对各个生产设备的能量供给和断开计划而控制能量供给和断开，从而能够实现能量节省。
另外，控制应用程序管理器35按照上述所设定的使用计划控制上述生产设备的能量供给和断开，但为了节省能量而在脱离了计划控制的情况下非运行时间持续一定时间以上时产生断开上述生产设备的能量供给的非运行控制信号。
这样产生的特定生产设备的能量断开控制信号通过通信管理器31传输到数据中继装置20继而传递到泛在传感器网络设备10，从而通过与所连接的生产设备的能量供给和断开控制装置的通信而断开生产设备的能量供给。因此，在非运行时间持续一定时间以上时断开相应生产设备的能量供给，从而能够实现能量节省。
本发明并非限定于上述的特定的优选实施例，当然，本领域技术人员无论是谁都能在不超出本发明的要旨的情况下可进行各种变形实施，那种变更均包括在权利要求书所记载的范围。
Claims (8)
1.一种能量使用量监视系统，该系统用于监视（Monitoring）能量使用量，其特征在于，包括：
与测定能量使用量的设备连接而取得能量使用量数据，并将该能量使用量数据以无线传输的至少一个以上的泛在传感器网络（USN）设备；
与上述至少一个以上的泛在传感器网络进行无线通信而收集能量使用量数据之后通过以太网通信进行传输的数据中继装置；以及
获得从上述数据中继装置所传输的能量使用量数据而进行分析/处理，并基于上述所分析的数据来控制生产设备的能量供给和断开的能量监视服务器。
2.根据权利要求1所述的能量使用量监视系统，其特征在于，
上述泛在传感器网络设备取得所连接的设备的能量使用量测定数据而向上述数据中继装置传输，并将在以无线连接的其它泛在传感器网络设备所获得的能量使用量测定数据也中继给上述数据中继装置。
3.根据权利要求1所述的能量使用量监视系统，其特征在于，
上述数据中继装置通过机器对机器（M2M，machine to machine）设备实现，上述数据中继装置向上述泛在传感器网络设备传输从上述能量监视服务器传输的能量供给和断开控制数据。
4.根据权利要求1所述的能量使用量监视系统，其特征在于，
上述能量监视服务器包括获得所接收的能量使用量数据而进行分析/处理，并基于上述所分析的数据控制生产设备的能量供给和断开的中间件。
5.根据权利要求4所述的能量使用量监视系统，其特征在于，
上述中间件包括：
用于通过上述数据中继装置实时收集能量使用量数据的通信管理器；
实时予以连接从上述通信管理器获得的能量使用量数据的标签服务器（Tag server）；以及
与上述标签服务器连接而分析能量使用量数据的控制应用程序管理器。
6.根据权利要求5所述的能量使用量监视系统，其特征在于，
上述中间件进一步包括将通过上述标签服务器实时获得的生产设备的能量使用量数据存储到数据库，并将在上述控制应用程序管理器分析的分析结果数据和控制数据存储到上述数据库的实时数据管理器。
7.根据权利要求5所述的能量使用量监视系统，其特征在于，
上述控制应用程序管理器包括设定生产设备的使用计划，并按照上述所设定的使用计划控制上述生产设备的能量供给和断开的计划控制功能。
8.根据权利要求5所述的能量使用量监视系统，其特征在于，
上述控制应用程序管理器包括按照上述所设定的使用计划控制上述生产设备但在为了节省能量而脱离了计划控制的情况下非运行时间持续一定时间以上时，断开上述生产设备的能量供给的非运行控制功能。
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