CN103294036A - 大型建筑的能耗管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型建筑的能耗管理系统及方法，系统包括无线传感网节点，WIA无线网关以及系统服务器；所述的无线传感网节点与WIA无线网关信号连接，所述的WIA无线网关与系统服务器网络连接；本发明系统节点自组成网、具有网络化规模效应，不仅能够对大型公共建筑内的所有能耗数据和环境信息进行在线监测，而且还能对大量数据进行分析统计，形成有效的控制策略，在保证舒适度的情况下可以更有效的优化照明及空调参数，从而达到最优节能。
Description
技术领域
本发明涉及大型建筑能耗管理的技术领域，特别涉及一种大型建筑的能耗管理系统及方法。
背景技术
能源问题日益成为困扰社会发展以及科技进步的重要因素，在我国，仅国家机关办公建筑和大型公共建筑年耗电量就约占全国城镇总耗电量的22％，每平方米年耗电量是普通居民住宅的10～20倍，是西方发达国家同类建筑的1.5～2倍。据国际能源署、中国工程院、国家发改委能源研究所及清华大学等多个研究机构对我国未来能源需求量的预测，我国在2020年能源需求总量将超过30亿吨标准煤，其中建筑能耗约占到10亿吨标准煤，将占到总能耗30％左右。而我国的能源使用率仅是国际先进水平的1/2，建设部统计数字显示，我国每年城乡建设新建房屋建筑面积近20亿平方米，其中80％以上为高能耗建筑；既有建筑近440亿平方米，95％以上是高能耗建筑。由此可见，我国的建筑能耗不容乐观，建筑节能工作任重道远。
为此，近年来国家高度重视建筑节能，并且颁发了一系列大型公共建筑节能减排的法律法规和实施意见，对大型公共建筑实施能耗监测、能耗统计、能源审计、能效公示和制度建设。但是目前开发的能耗监测系统，仅仅是停留在对能耗数据的监测上，而对于海量数据分析和形成有效的控制策略从而达到最优节能运行方面还未有涉及；市场上的建筑智能化系统主要包括：建筑能耗监测系统、BA控制系统、空调节能控制系统、电能量管理系统和环境控制系统，而这些建筑智能化子系统仅仅是实现单系统的自动化控制，并没有把整个建筑物的能耗作为一个有机整体来进行分析和控制，使其达到优化运行状态。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种大型建筑的能耗管理系统及方法，该系统具有网络化规模效应，不仅能够对大型公共建筑内的所有能耗数据进行在线监测，而且还能对海量数据进行分析统计，形成有效的控制策略，使设备处于优化运行状态，从而达到最优节能。
本发明的另一目的在于，提供一种基于上述大型建筑的能耗管理系统及方法的能耗管理方法。
为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：
一种大型建筑的能耗管理系统及方法，包括无线传感网节点，WIA无线网关以及系统服务器；所述的无线传感网节点与WIA无线网关信号连接，所述的WIA无线网关与系统服务器网络连接；
无线传感网节点：用于采集大型公共建筑的能耗和环境信息，并将该能耗和环境信息通过WIA无线通信协议传输给WIA无线网关以及执行系统服务器下达的控制指令；
WIA无线网关：用于接收无线传感网节点采集的能耗和环境信息，并将该信息传输至系统服务器以及转发系统服务器下达的控制指令；
系统服务器：用于接收WIA无线网关发送的能耗和环境信息，并对这些信息进行统计、分析、处理和WEB发布以及下达控制指令。
优选的，所述无线传感网节点包括采集大型公共建筑能耗、温湿度、照度、CO2浓度和人员活动信息的无线传感网节点。
优选的，所述的无线传感网节点包括采集大型公共建筑信息的参数采集模块、电源模块、将采集模块采集的信息向外发送或者接收来自其他传感器的信息的无线通信模块、执行系统服务器下达的控制指令的指令执行模块以及天线；电源模块为参数采集模块、无线通信模块以及指令执行模块供电。
优选的，所述的无线传感网节点设置在大型公共建筑的每层楼的每个房间和其他需要采集信息的位置。
优选的，所述的WIA无线网关每层楼设置一个，所述WIA无线网关具有上行数据通道和下行数据通道，所述上行数据通道采用GPRS、以太网或者3G宽带通信网络，所述下行数据通道采用WIA无线通信协议。
为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案：
本发明基于大型建筑的能耗管理系统及方法的能耗管理方法，包括以下步骤：
(1)在大型公共建筑的每个房间和其他需要采集信息的位置安装无线传感网节点；
(2)通过无线传感网节点分别采集大型公共建筑的能耗、温湿度、照度、CO2浓度和人员活动信息；
(3)采集到的数据通过WIA无线网关送达系统服务器；
(4)通过系统服务器对数据进行统计、分析和处理，最终结合服务器本身数据库的数据产生控制指令，实现对公共建筑内设备进行能耗控制。
优选的，步骤(2)中，所述大型公共建筑的能耗是通过在电能表内部安装WIA无线抄表模块来采集的；所述人员活动信息是通过双鉴传感器来采集的，所述温湿度采用温湿度传感器采集，所述照度采用照度传感器采集，所述CO2浓度采用CO2浓度传感器采集。
步骤(4)进一步包括，所述的系统服务器对采集到的数据进行统计、分析和处理后，提取出建筑物内的人员活动习惯及能源需求，针对不同的需求，自动根据数据进行核实形成反馈控制，并实时生成曲线和报表。
优选的，所述的系统服务器根据能耗数据之间的关联关系和变化规律，进行能效模型建立，所述能效模型是一个数学模型，并具备以下几方面输入：时间输入、人员活动输入、室内外环境参数输入以及耗能设备输入。
优选的，所述的系统服务器根据已获得的能效模型，对系统能耗进行优化，然后根据能效优化的结果，制定一系列能效优化规则，以此来指导能量优化。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明具有网络化规模效应、产品功能集成度高，不仅能够对大型公共建筑内的能耗和环境信息进行在线监测，而且还能对海量数据进行统计、分析和处理，形成有效的控制策略，在保证舒适度的情况下可以更有效的优化照明及空调参数，从而达到最优节能。
(2)整个无线网络采用网状拓扑结构，不仅能增加网络的覆盖面，使网络覆盖大型公共建筑的每个角落，避免了既有大型公共建筑布线成本高、组网不灵活等数据可靠性差的缺点，而且这种拓扑有利于网络的自我组织及修复，增加网络的稳定性和可靠性。
(3)本发明系统服务器根据能耗数据之间的关联关系和变化规律，进行能效模型建立，对系统能耗进行优化，然后根据能效优化的结果，制定一系列能效优化规则，以此来指导能量优化。各种规则将构成规则库，进而建立能效优化专家系统，在大型公共建筑实际运行中，实时指导各种设备的运行，实现有效降低能耗的目的。
(4)本发明采用具有时间同步的WIA协议，避免网络数据传输的冲突及丢失，使节点采集的数据能快速的、准确的到达系统服务器。
附图说明
图1是是本发明大型建筑能耗管理系统的结构示意图；
图2是本发明无线传感网节点的框架图；
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，一种大型建筑的能耗管理系统及方法的示意图，由图中可以看出，该系统包括无线传感网节点3，WIA无线网关2以及系统服务器1。所述无线传感网节点3设置在大型公共建筑的每层楼的每个房间和其他需要采集信息的位置；所述WIA无线网关2每层楼设置一个；所述系统服务器1对WIA无线网关发送的海量数据统计、分析、处理和WEB发布，并能实时生成曲线和报表，具备历史数据的查询及打印、用户可通过手机或网页客户端无缝接入节点网络，能实时查看各节点数据，实现实时数据读取和预警功能。
图2给出了无线传感网节点的框架图。从图中可以看出无线传感网节点包括参数采集模块、电源模块、无线通信模块、指令执行模块以及天线。参数采集模块负责采集大型公共建筑的相关信息包括大型公共建筑能耗、温湿度、照度和人员活动等信息；无线通信模块向外发送采集模块采集的信息或者接收来自其他传感器的信息；指令执行模块负责执行系统服务器下达的控制指令；电源模块为参数采集模块、无线通信模块以及指令执行模块供电。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大型建筑的能耗管理系统及方法，其特征在于，包括无线传感网节点，WIA无线网关以及系统服务器；所述的无线传感网节点与WIA无线网关信号连接，所述的WIA无线网关与系统服务器网络连接；无线传感网节点：用于采集大型公共建筑的能耗和环境信息，并将该能耗和环境信息通过WIA无线通信协议传输给WIA无线网关以及执行系统服务器下达的控制指令；WIA无线网关：用于接收无线传感网节点采集的能耗和环境信息，并将该信息传输至系统服务器以及转发系统服务器下达的控制指令；系统服务器：用于接收WIA无线网关发送的能耗和环境信息，并对这些信息进行统计、分析、处理和WEB发布以及下达控制指令。
2.根据权利要求1所述的大型建筑的能耗管理系统及方法，其特征在于，所述无线传感网节点包括采集大型公共建筑能耗、温湿度、照度、CO2浓度和人员活动信息的无线传感网节点。
3.根据权利要求1或2所述的大型建筑的能耗管理系统及方法，其特征在于，所述的无线传感网节点包括采集大型公共建筑信息的参数采集模块、电源模块、将采集模块采集的信息向外发送或者接收来自其他传感器的信息的无线通信模块、执行系统服务器下达的控制指令的指令执行模块以及天线；电源模块为参数采集模块、无线通信模块以及指令执行模块供电。
4.根据权利要求1或2所述的大型建筑的能耗管理系统及方法，其特征在于，所述的无线传感网节点设置在大型公共建筑的每层楼的每个房间和其他需要采集信息的位置。
5.根据权利要求1所述的大型建筑的能耗管理系统及方法，其特征在于，所述的WIA无线网关每层楼设置一个，所述WIA无线网关具有上行数据通道和下行数据通道，所述上行数据通道采用GPRS、以太网或者3G宽带通信网络，所述下行数据通道采用WIA无线通信协议。
6.基于权利要求1-5中任一项所述大型建筑的能耗管理系统及方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在大型公共建筑的每个房间和其他需要采集信息的位置安装无线传感网节点；
(2)通过无线传感网节点分别采集大型公共建筑的能耗、温湿度、照度、CO2浓度和人员活动信息；
(3)采集到的数据通过WIA无线网关送达系统服务器；
(4)通过系统服务器对数据进行统计、分析和处理，最终结合服务器本身数据库的数据产生控制指令，实现对公共建筑内设备进行能耗控制。
7.根据权利要求6所述的大型建筑的能耗管理系统及方法，其特征在于，步骤(2)中，所述大型公共建筑的能耗是通过在电能表内部安装WIA无线抄表模块来采集的；所述人员活动信息是通过双鉴传感器来采集的，所述温湿度采用温湿度传感器采集，所述照度采用照度传感器采集，所述CO2浓度采用CO2浓度传感器采集。
8.根据权利要求6所述的大型建筑的能耗管理系统及方法，其特征在于，步骤(4)进一步包括，所述的系统服务器对采集到的数据进行统计、分析和处理后，提取出建筑物内的人员活动习惯及能源需求，针对不同的需求，自动根据数据进行核实形成反馈控制，并实时生成曲线和报表。
9.根据权利要求6所述的大型建筑的能耗管理系统及方法，其特征在于，所述的系统服务器根据能耗数据之间的关联关系和变化规律，进行能效模型建立，所述能效模型是一个数学模型，并具备以下几方面输入：时间输入、人员活动输入、室内外环境参数输入以及耗能设备输入。
10.根据权利要求9所述的大型建筑的能耗管理系统及方法，其特征在于，所述的系统服务器根据已获得的能效模型，对系统能耗进行优化，然后根据能效优化的结果，制定一系列能效优化规则，以此来指导能量优化。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103984328A (zh) * | 2014-05-31 | 2014-08-13 | 武汉理工大学 | 一种可远程控制的供暖节能系统及方法 |
| CN103984298A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-08-13 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种建筑节能系统 |
| CN104318738A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-01-28 | 广东斯灵通科技有限公司 | 基于无线微蜂窝组网技术的企业能耗数据采集通信系统 |
| CN107704574A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-16 | 深圳万城节能股份有限公司 | 建筑能源管理方法及系统 |
| CN111487874A (zh) * | 2019-01-25 | 2020-08-04 | 北京广元科技有限公司 | 一种用于建筑能耗的复合预测方法 |
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2013
- 2013-06-03 CN CN2013102198756A patent/CN103294036A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103984298A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-08-13 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种建筑节能系统 |
| CN103984298B (zh) * | 2014-04-15 | 2016-08-31 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种建筑节能系统 |
| CN103984328A (zh) * | 2014-05-31 | 2014-08-13 | 武汉理工大学 | 一种可远程控制的供暖节能系统及方法 |
| CN104318738A (zh) * | 2014-09-28 | 2015-01-28 | 广东斯灵通科技有限公司 | 基于无线微蜂窝组网技术的企业能耗数据采集通信系统 |
| CN107704574A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-16 | 深圳万城节能股份有限公司 | 建筑能源管理方法及系统 |
| CN111487874A (zh) * | 2019-01-25 | 2020-08-04 | 北京广元科技有限公司 | 一种用于建筑能耗的复合预测方法 |
| CN111487874B (zh) * | 2019-01-25 | 2023-09-12 | 北京广元科技有限公司 | 一种用于建筑能耗的复合预测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130911 |