CN105717792B - 一种基于物联网的建筑能耗管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于物联网的建筑能耗管理系统及方法，其中，所述系统包括：能耗数据采集装置，用于采集建筑物中所在区域内的多种能耗数据；数据网关，用于接收所在区域内的能耗数据采集装置上传的多种能耗数据，并对所述能耗数据进行处理，得到第一数据；本地数据采集及分析服务器，用于获取所在建筑物内所有区域中数据网关的第一数据，并对所述第一数据进行分析处理，得到第二数据；远程数据中心服务器，用于获取所在建筑群内所有建筑物中本地数据采集及分析服务器的第二数据，并对第二数据进行分析，根据分析结果得到能耗控制策略。

Description

一种基于物联网的建筑能耗管理系统及方法

技术领域

本申请涉及建筑能耗管理技术领域，尤其涉及一种基于物联网的建筑能耗管理系统及方法。

背景技术

随着中国经济的持续高速增长，能源紧张和环境恶化的问题也变得日益严重，因此，建筑能耗管理系统作为一个新的概念也应运而生。事实证明，建筑能耗管理系统能够有效帮助企业实现节能增效、清洁生产的目标。目前行业内的建筑能耗管理系统主要是对排水系统、暖通空调系统、供配电与照明系统进行监控，但此类系统都是针对单一用电、用水或用气来进行管理，没有将电、水、气等能耗数据进行综合考虑。而且目前的能耗管理系统停留在独立的建筑的能耗管理上，对与多栋建筑或者整个产业园区的整体能耗管理上，还没有较理想的解决方案。因此，如何对建筑群整体进行水、电、气等能耗进行综合管理是个急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种基于物联网的建筑能耗管理系统，应用于建筑群上，所述建筑群包括多个建筑物，每个建筑物包括至少一个区域，所述系统包括：能耗数据采集装置，用于采集建筑物中所在区域内的多种能耗数据；数据网关，用于接收所在区域内的能耗数据采集装置上传的多种能耗数据，并对所述能耗数据进行处理，得到第一数据；本地数据采集及分析服务器，用于获取所在建筑物内所有区域中数据网关的第一数据，并对所述第一数据进行分析处理，得到第二数据；远程数据中心服务器，用于获取所在建筑群内所有建筑物中本地数据采集及分析服务器的第二数据，并对第二数据进行分析，根据分析结果得到能耗控制策略。

本申请还提供一种基于物联网的建筑能耗管理方法，应用于建筑群上，所述建筑群包括多个建筑物，每个建筑物包括至少一个区域，所述方法包括：步骤1，采集建筑物内所有区域内的多种能耗数据；步骤2，接收所在区域内的多种能耗数据，并对所述能耗数据进行处理，得到第一数据；步骤3，获取所在建筑物内所有第一数据，并对所述第一数据进行分析处理，得到第二数据；步骤4，获取所在建筑群内所有建筑物的第二数据，并对第二数据进行对比分析，根据分析结果得到能耗控制策略。

本申请所提供的一种基于物联网的建筑能耗管理系统及方法，通过采集建筑群内的电、水、气等能耗数据，将建筑能耗数据进行在线监测、分析统计，形成能耗控制策略，有效降低建筑群整体的能耗水平。

附图说明

图1是本发明建筑能耗管理系统的结构图。

图2是本发明建筑能耗关系方法的流程图。

图3是本发明提供的数据网关对能耗数据进行处理的流程图。

图4是本发明提供的显示客户端的示意图。

图5是本发明提供的本地数据采集及分析服务器对第一数据进行处理的流程图。

图6是本发明提供的远程数据中心服务器对第二数据进行处理的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明予以详细的解释说明。

请看图1，本申请提供一种基于物联网的建筑能耗管理系统，应用于建筑群上，一个建筑群包括多个建筑物，而每个建筑物包括至少一个区域，所述系统包括：能耗数据采集装置，数据网关，本地数据采集及分析服务器和远程数据中心服务器。其中，能耗数据采集装置用于采集建筑物中所在区域内的多种能耗数据；数据网关用于接收所在区域内的能耗数据采集装置上传的多种能耗数据，并对所述能耗数据进行处理，得到第一数据；本地数据采集及分析服务器用于获取所在建筑物内所有区域中数据网关的第一数据，并对所述第一数据进行分析处理，得到第二数据；远程数据中心服务器用于获取所在建筑群内所有建筑物中本地数据采集及分析服务器的第二数据，并对第二数据进行分析，根据分析结果得到能耗控制策略。由于所述建筑能耗系统中的能耗采集装置采集了所在建筑物内各个区域的多种能耗数据，这些能耗数据再经过数据网关和本地数据采集及分析服务器的汇总分析，就等到一个建筑群内各个建筑物的能耗情况，最后通过远程数据中心服务器将各建筑物的能耗情况进行对比，从而得出能耗控制策略，进而有效的对整个建筑群进行综合能耗管理。

请参看图2，针对该建筑能耗管理系统，本申请还提供一种与之相配合的基于物联网的建筑能耗管理方法。下面将将详细介绍本申请提供的建筑能耗管理系统如何运用本申请提供的建筑能耗管理方法对整个建筑群进行综合能耗管理，具体可以包括以下步骤。

步骤1，能耗数据采集装置采集建筑物内所有区域的多种能耗数据；

所述能耗数据采集装置通常包括多功能水表、远传水表、远传热量表等多功能能耗数据采集仪表，它们一般安装在建筑内各个用电、用水、用气回路上，以采集所需的多种能耗数据。由于很多建筑物的面积较大，为了能够更准确的采集能耗数据，在实际使用过程中，一般会根据建筑物需要监控能耗面积的大小，将其划分为多个监控区域，每个监控区域内安装一个能耗数据采集装置。而这里所说的能耗数据一般包括耗电数据、耗水数据、耗气数据；所述耗电数据包括电压、电流、功率、电能、谐波等数据；所述耗水数据包括水速、进水量、排水量等数据；所述耗气数据包括：压力、密度、温度、累积气量等数据。

步骤2，数据网关接收所在区域内所有能耗数据采集装置上传的多种能耗数据，并对所述能耗数据进行处理，得到第一数据；

步骤1中的能耗数据采集装置在采集建筑物内所有区域的能耗数据后，会通过数据采集接口，上传能耗数据值所述网关。通常能耗数据采集装置与所述数据网关是一一对应的(多对一的)，也就是说，一个区域内安装有多个能耗数据采集装置和一个数据网关，该区域内的能耗数据采集装置一般只会将所采集的能耗数据上传至给数据网关。

另外，由于数据采集接口有多种类型，例如RS232（异步传输标准接口）类型、RS485（智能仪表）类型、M-BUS（远程抄表系统）类型、GPRS（通用分组无线服务技术）类型和网口类型。为了确保能耗数据的准确传输，能耗数据采集装置会根据预设的传输规则选择类型合适的数据采集接口。实际应用时，能耗数据采集装置一般会根据传输规则选择其中的一种类型接口进行数据传输。而所说传输规则通常是预先设置的，具体的说，根据前文内容可知，所述能耗数据采集装置通常是指多功能水表、远传水表、远传热量表等多功能能耗数据采集仪表，由于不同的多功能数据采集仪表其采用的数据采集接口也是不尽相同的，所以在实际应用中，可以根据所使用的多功能能耗采集仪表的需求，预设传输规则。例如，多功能电表使用的是RS232类型的接口，则能耗数据采集装置在上传耗电数据时，就会选择RS232这种类型接口上传耗电数据。

为了更好是解释说明步骤2，下面将其细分为以下步骤，请看图3。

步骤201，接收所在区域内的多种能耗数据；

步骤202，将接收到的能耗数据划分为三类：耗电数据、耗水数据、耗气数据；

步骤203，对分类后的能耗数据进行分析计算，得到所在区域在预定时间段内的耗电量，耗水量及耗气量，其中，所述耗电量，耗水量及耗气量为所述第一数据。

由此可知，数据网关对接收到的能耗数据会进行一个初步的分类计算处理。例如，数据网关接收到所在区域24小时内的电压、电流、功率、电能、谐波、水速、进水量、排水量、压力、密度、温度、累积气量这些能耗数据后，先将它们进行分类：电压、电流、功率、电能、谐波划分为耗电数据；水速、进水量、排水量划分为耗水数据；压力、密度、温度、累积气量划分为耗气数据。根据这些能耗数据，数据网关就可以计算出该区域24小时内的耗电量，耗水量，耗气量。

步骤3，本地数据采集及分析服务器获取所在建筑物内所有区域中数据网关的第一数据，并对所述第一数据进行分析处理，得到第二数据。

通常一个建筑物内安装有一个本地数据采集及分析服务器，它通过网络与所在建筑物内所有区域中的数据网关相连，数据网关可以通过网口或GPRS接口将第一数据上传至本地数据采集及分析服务器。

为了更好是解释说明步骤3，下面将其细分为以下步骤，请看图5。

步骤301，获取所在建筑物内所有第一数据；

步骤302，对所述第一数据进行分析处理，得到所在建筑物的单位面积能耗值、总能耗值，以及各区域总能耗值，其中，所在建筑物的单位面积能耗值、总能耗值，以及各区域总能耗值为所述第二数据。

另外，为了能够更加直观的了解所在区域在预定时间段内的耗电量，耗水量及耗气量，还可以在本申请提供的建筑能耗管理系统中加入显示客户端，以便显示本地数据采集及分析服务器上的第二数据，并能实时生成曲线和报表，用户可通过手机或网页进行能耗数据监控，而且友好的人机界面和完善的图形数据处理功能还可以3D的方式从建筑的整体图，平面图、剖面图多角度清晰的展示能耗数据，告警信号的位置更加容易定位，具体到每个平面图的房间，请看图4。所述显示客户端可以是电脑，也可以是手机，又或者是其他电子终端显示产品。

步骤4，远程数据中心服务器获取所在建筑群内所有建筑物中本地数据采集及分析服务器的第二数据，并对第二数据进行分析，根据分析结果得到能耗控制策略。

为了更好是解释说明步骤4，下面将其细分为以下步骤，请看图6。

步骤401，获取所在建筑群内的建筑物的第二数据；

步骤402，对各个建筑物的第二数据进行对比分析，根据预设的分类规则，将所述建筑物划分为两类：高能耗建筑物和低能耗建筑物；

步骤403，根据分类结果，对所述低能耗建筑的能耗情况进行分析，得到能耗控制策略。

具体的说，远程数据中心服务器获取第二数据后，对建筑群内各个建筑物的第二数据进行分析对比，将所有建筑物划分为高能耗建筑物和低能耗建筑物。例如，远程数据中心服务器获取到建筑物1中的本地本地数据采集及分析服务器的单位面积耗电量W1，建筑物2中的本地本地数据采集及分析服务器的单位面积耗电量W2，建筑物3中的本地本地数据采集及分析服务器的单位面积耗电量W3。远程数据中心服务器根据W1，W2，W3和预设的分类规则，将建筑物划分为高能耗建筑物和低能耗建筑物，假设预设分类规则为：单位面积耗电量高于W0的建筑物为高耗电量的建筑物，低于W0的建筑物为低耗电量的建筑物。那么远程数据中心服务器将W1，W2，W3与W0进行对比，由于W1<W0，W2>W0，W3>W0，所以建筑物1为低能耗建筑物，建筑物2、3为高能耗建筑物。然后经过分析发现，建筑物1中的照明灯管使用的是节能灯管，而建筑物2、3中的照明灯管使用的是普通灯管，由此可以制定关于节电方面的能耗控制策略，把建筑物2、3中的照明灯管更换为节能灯管。

综上所述，本发明可以对建筑群的用电、用水以及用气的综合能耗数据进行统计分析，本地数据采集及分析服务器通过本地能耗数据进行分析，远程中心服务器通过多个建筑能耗数据的数据挖掘分析，向高能耗建筑提供更优的能耗控制策略和建议。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种基于物联网的建筑能耗管理系统，应用于建筑群上，所述建筑群包括多个建筑物，每个建筑物包括至少一个区域，其特征在于，所述系统包括：

能耗数据采集装置，用于采集建筑物中所在区域内的多种能耗数据；所述能耗数据包括耗电数据、耗水数据、耗气数据；所述耗电数据包括电压、电流、功率、电能、谐波；所述耗水数据包括水速、进水量、排水量；所述耗气数据包括：压力、密度、温度、累积气量；

数据网关，用于接收所在区域内的能耗数据采集装置上传的多种能耗数据，并对所述能耗数据进行处理，得到第一数据；

本地数据采集及分析服务器，用于获取所在建筑物内所有区域中数据网关的第一数据，并对所述第一数据进行分析处理，得到第二数据；

远程数据中心服务器，用于获取所在建筑群内所有建筑物中本地数据采集及分析服务器的第二数据，对各个建筑物的第二数据进行对比分析，根据预设的分类规则，将所述建筑物划分为两类：高能耗建筑物和低能耗建筑物；根据分类结果，对所述低能耗建筑的能耗情况进行分析，根据分析结果得到能耗控制策略。

2.根据权利要求1所述的建筑能耗管理系统，其特征在于，所述建筑能耗管理系统还包括：

显示客户端，用于显示本地数据采集及分析服务器上的第二数据。

3.根据权利要求1所述的建筑能耗管理系统，其特征在于，所述能耗数据采集装置根据预设的传输规则选择类型相适配的数据采集接口，通过所述数据采集接口上传能耗数据至所述数据网关；所述数据采集接口类型包括RS232类型、RS485类型、M-BUS类型、GPRS类型和网口类型。

4.一种基于物联网的建筑能耗管理方法，应用于建筑群上，所述建筑群包括多个建筑物，每个建筑物包括至少一个区域，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，采集建筑物内所有区域内的多种能耗数据；所述能耗数据包括耗电数据、耗水数据、耗气数据；所述耗电数据包括电压、电流、功率、电能、谐波；所述耗水数据包括水速、进水量、排水量；所述耗气数据包括：压力、密度、温度、累积气量；

步骤2，接收所在区域内的多种能耗数据，并对所述能耗数据进行处理，得到第一数据；具体为：

步骤201，接收所在区域内的多种能耗数据；

步骤202，将接收到的能耗数据划分为三类：耗电数据、耗水数据、耗气数据；

步骤203，对分类后的能耗数据进行分析计算，得到所在区域在预定时间段内的耗电量，耗水量及耗气量，其中，所述耗电量，耗水量及耗气量为所述第一数据；

步骤3，获取所在建筑物内所有第一数据，并对所述第一数据进行分析处理，得到第二数据；具体为：

步骤301，获取所在建筑物内所有第一数据；

步骤302，对所述第一数据进行分析处理，得到所在建筑物的单位面积能耗值、总能耗值，以及各区域总能耗值，其中，所在建筑物的单位面积能耗值、总能耗值，以及各区域总能耗值为所述第二数据；

步骤4，获取所在建筑群内所有建筑物的第二数据，并对第二数据进行对比分析，根据分析结果得到能耗控制策略；具体为：

步骤401，获取所在建筑群内的建筑物的第二数据；

步骤402，对各个建筑物的第二数据进行对比分析，根据预设的分类规则，将所述建筑物划分为两类：高能耗建筑物和低能耗建筑物；

步骤403，根据分类结果，对所述低能耗建筑的能耗情况进行分析，得到能耗控制策略。

5.根据权利要求4所述的建筑能耗管理方法，其特征在于，所述步骤3还包括：显示第二数据。