CN107491010B - 一种建筑能耗自动分析预警装置及方法 - Google Patents
一种建筑能耗自动分析预警装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107491010B CN107491010B CN201710790725.9A CN201710790725A CN107491010B CN 107491010 B CN107491010 B CN 107491010B CN 201710790725 A CN201710790725 A CN 201710790725A CN 107491010 B CN107491010 B CN 107491010B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy consumption
- day
- building
- controller
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
- G05B19/0428—Safety, monitoring
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/24—Pc safety
- G05B2219/24024—Safety, surveillance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
本发明公开了一种建筑能耗自动分析预警装置及方法,装置包括控制器、单相表记录芯片、红外传感器、温湿度传感器、时钟芯片,控制器为型号为MSP430的微控制器,红外传感器接入控制器的P2.1管脚,单相表记录芯片接入控制器的P2.0管脚,温湿度传感器接入控制器的P6.1、P6.2管脚,时钟芯片接入控制器的P4.0、P4.1、P4.2管脚。本发明使用查表计算方法与同时期比较的方法,对建筑设备能耗进行判断,对建筑设备进行能耗评价和故障诊断。
Description
技术领域
本发明涉及建筑能耗测量系统领域,具体是一种建筑能耗自动分析预警装置及方法。
背景技术
现代办公用户的用电设备越来越多,设备出现故障给工作带来不便,也会对电能能耗产生较大的影响,造成能源浪费,这就需要对建筑设备能耗分析,对建筑电气设备进行能耗评价和故障诊断。
随着计算机的发展和信息系统概念的兴起,计算机的应用也得到了快速发展,基于能源管理的系统也发展起来。对于企业内部能源管理也不在局限于冶金行业和钢铁企业,很多建筑业,加工业等等也都采用能源管理系统来有效地降低能耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑能耗自动分析预警装置及方法,通过传感器和嵌入式系统,进行建筑设备能耗的判断,对建筑电气设备进行能耗评价和故障诊断。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种建筑能耗自动分析预警装置,其特征在于:包括控制器、单相表记录芯片、红外传感器、温湿度传感器、时钟芯片,其中:
控制器为型号为MSP430的微控制器;
红外传感器接入控制器的P2.1管脚,由红外传感器检测建筑内人数,红外传感器输出脉冲信号至控制器的P2.1管脚;
单相表记录芯片型号为ADE7755,由单相表记录芯片测量建筑内电能消耗量,单相表记录芯片接入控制器的P2.0管脚;
温湿度传感器型号为SHT11,由温湿度传感器检测建筑内的温湿度,温湿度传感器接入控制器的P6.1、P6.2管脚;
时钟芯片型号为DS1302,由时钟芯片进行计时,时钟芯片接入控制器的P4.0、P4.1、P4.2管脚。
所述的一种建筑能耗自动分析预警装置,其特征在于:还包括作为存储芯片的AT24模块,AT24模块接入控制器的P4.3、P4.4管脚。
所述的一种建筑能耗自动分析预警装置,其特征在于:还包括作为手机模块的TC35模块,控制器通过TC35模块向外部手机发送警报短信,TC35模块接入控制器的P3.4、P3.5管脚。
一种建筑能耗自动分析预警方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、对于建筑6,7,8月使用空调制冷的情况,建立方程组(1)如下式:
方程组(1)中,Ex0表示选取的某天能耗,Tx0为选取的这天的最高温度,px0为选取的这天的进入建筑人员数,Exn表示某天能耗,a,b为比例系数,Txn表示某天的最高温度,pxn表示某天进入建筑人员数,使用线性回归,求出比例系数a、b;
对于建筑12,1,2月使用空调制热的情况,建立方程组(3)如下式:
方程组(3)中,Ey0表示选取的某天能耗,Ty0为选取的这天的最高温度,py0为选取的这天的进入建筑人员数,Eyn表示某天能耗,c,d为比例系数,Tyn表示某天的最高温度,pyn表示某天进入建筑人员数,使用线性回归,求出比例系数c、d;
对于建筑3,4,5,9,10,11月不使用空调的情况,建立方程组(5)如下式:
方程组(5)中,Ez0表示选取的某天能耗,pz0为选取的这天的进入建筑人员数,Ezn表示某天能耗,e为比例系数,pzn表示某天进入建筑人员数,使用线性回归,求出比例系数e;
(2)、对于6,7,8月,检测最高温度Tx,进入建筑人员数px,代入公式(4),可以求出计算能耗Ex,将计算能耗Ex与实际测量能耗Exs比较,如果实际能耗超过计算能耗20%发出报警信号,并将当天数据标记为异常,如果没有超过计算能耗20%,就将当天数据标记为预判断正常,公式(4)如下所示:
Ex=Ex0+a(Tx-Tx0)+b(px-px0) (4),
对于12,1,2月,检测最高温度Ty,进入建筑人员数py,代入公式(5),可以求出计算能耗Ey,将计算能耗Ey与实际测量能耗Eys比较,如果实际能耗超过计算能耗20%发出报警信号,并将当天数据标记为异常,如果没有超过计算能耗20%,就将当天数据标记为预判断正常,公式(5)如下式所示:
Ey=Ey0+c(Ty-Ty0)+d(py-py0) (5),
对于3,4,5,9,10,11月,检测进入建筑人员数pz,代入公式(6)可以求出计算能耗Ez,将计算能耗Ez与实际测量能耗Ezs比较,如果实际能耗超过计算能耗20%发出报警信号,并将当天数据标记为异常,如果没有超过计算能耗20%,就将当天数据标记为预判断正常,公式(6)如下式所示:
Ez=Ez0+e(pz-pz0) (6);
(3)、将去年与前年每月的一旬分为一个时间段,一年有36个时间段,根据公式(7)计算同时间段正常能耗数据平均值Ep,Ei为该时间段正常能耗数据,n为该时间段正常能耗数据个数,公式(7)如下式所示:
将预判断正常的当天实际测量能耗Es与去年同时间段正常能耗数据平均值Ep比较,超过平均能耗20%就发出报警信号,并将当天数据标记为异常,如果没有超过去年同时间段平均能耗20%,就将当天数据标记为正常。
本发明通过电能检测芯片检测办公建筑的电能,通过红外传感器检测进入人数,通过温湿度传感器检测室外温湿度,使用手机模块发送报警短信。
本发明使用查表计算方法与同时期比较的方法,对建筑设备能耗进行判断,对建筑设备进行能耗评价和故障诊断。
本发明的有益效果为:
1.可以进行建筑设备能耗的判断,对建筑电气设备进行能耗评价和故障诊断。
2.通过嵌入式系统进行建筑设备能耗分析,而不用传到电脑分析,结构简单,安装方便。使用MSP430控制器,具有低成本、低功耗、高可靠性的优点。
3.建筑设备能耗异常判断使用新的方法,即查表计算方法与同时期比较方法,而不是用简单的阈值判断。
附图说明
图1为本发明系统结构框图。
图2为本发明流程图。
图3为本发明AT24存储器模块图。
图4为本发明SHT11温度传感器模块图。
图5为本发明DS1302时钟模块图。
图6为本发明TC35通信模块图。
具体实施方式
如图1、图3-图6所示,一种建筑能耗自动分析预警装置,包括控制器、单相表记录芯片、红外传感器、温湿度传感器、时钟芯片,其中:
控制器为型号为MSP430的微控制器;
红外传感器接入控制器的P2.1管脚,由红外传感器检测建筑内人数,红外传感器输出脉冲信号至控制器的P2.1管脚;
单相表记录芯片型号为ADE7755,由单相表记录芯片测量建筑内电能消耗量,单相表记录芯片接入控制器的P2.0管脚;
温湿度传感器型号为SHT11,由温湿度传感器检测建筑内的温湿度,温湿度传感器接入控制器的P6.1、P6.2管脚;
时钟芯片型号为DS1302,由时钟芯片进行计时,时钟芯片接入控制器的P4.0、P4.1、P4.2管脚。
还包括作为存储芯片的AT24模块,AT24模块接入控制器的P4.3、P4.4管脚。
还包括作为手机模块的TC35模块,控制器通过TC35模块向外部手机发送警报短信,TC35模块接入控制器的P3.4、P3.5管脚。
建筑物的电能能耗和当天温度有关,温度过高,用户会开空调制冷,温度过低,用户会开空调制热。建筑物的电能能耗和进入建筑物的人数有关,一般情况下,进入建筑物人数越多,使用空调、电梯、电脑、电灯等设备越多,耗能越多。所以可以建立与温度、进入建筑物人数有关的方程组。
如图2所示,一种建筑能耗自动分析预警方法,包括以下步骤:
(1)、对于建筑6,7,8月使用空调制冷的情况,建立方程组(1)如下式:
方程组(1)中,Ex0表示选取的某天能耗,Tx0为选取的这天的最高温度,px0为选取的这天的进入建筑人员数,Exn表示某天能耗,a,b为比例系数,Txn表示某天的最高温度,pxn表示某天进入建筑人员数,使用线性回归,求出比例系数a、b;
对于建筑12,1,2月使用空调制热的情况,建立方程组(3)如下式:
方程组(3)中,Ey0表示选取的某天能耗,Ty0为选取的这天的最高温度,py0为选取的这天的进入建筑人员数,Eyn表示某天能耗,c,d为比例系数,Tyn表示某天的最高温度,pyn表示某天进入建筑人员数,使用线性回归,求出比例系数c、d;
对于建筑3,4,5,9,10,11月不使用空调的情况,建立方程组(5)如下式:
方程组(5)中,Ez0表示选取的某天能耗,pz0为选取的这天的进入建筑人员数,Ezn表示某天能耗,e为比例系数,pzn表示某天进入建筑人员数,使用线性回归,求出比例系数e;
(2)、对于6,7,8月,检测最高温度Tx,进入建筑人员数px,代入公式(4),可以求出计算能耗Ex,将计算能耗Ex与实际测量能耗Exs比较,如果实际能耗超过计算能耗20%发出报警信号,并将当天数据标记为异常,如果没有超过计算能耗20%,就将当天数据标记为预判断正常,公式(4)如下所示:
Ex=Ex0+a(Tx-Tx0)+b(px-px0) (4),
对于12,1,2月,检测最高温度Ty,进入建筑人员数py,代入公式(5),可以求出计算能耗Ey,将计算能耗Ey与实际测量能耗Eys比较,如果实际能耗超过计算能耗20%发出报警信号,并将当天数据标记为异常,如果没有超过计算能耗20%,就将当天数据标记为预判断正常,公式(5)如下式所示:
Ey=Ey0+c(Ty-Ty0)+d(py-py0) (5),
对于3,4,5,9,10,11月,检测进入建筑人员数pz,代入公式(6)可以求出计算能耗Ez,将计算能耗Ez与实际测量能耗Ezs比较,如果实际能耗超过计算能耗20%发出报警信号,并将当天数据标记为异常,如果没有超过计算能耗20%,就将当天数据标记为预判断正常,公式(6)如下式所示:
Ez=Ez0+e(pz-pz0) (6);
(3)、将去年与前年每月的一旬分为一个时间段,一年有36个时间段,根据公式(7)计算同时间段正常能耗数据平均值Ep,Ei为该时间段正常能耗数据,n为该时间段正常能耗数据个数,公式(7)如下式所示:
将预判断正常的当天实际测量能耗Es与去年同时间段正常能耗数据平均值Ep比较,超过平均能耗20%就发出报警信号,并将当天数据标记为异常,如果没有超过去年同时间段平均能耗20%,就将当天数据标记为正常。
Claims (1)
1.一种建筑能耗自动分析预警方法,其特征在于:
包括建筑能耗自动分析预警装置,包括控制器、单相表记录芯片、红外传感器、温湿度传感器、时钟芯片,其中:
控制器为型号为MSP430的微控制器;
红外传感器接入控制器的P2.1管脚,由红外传感器检测建筑内人数,红外传感器输出脉冲信号至控制器的P2.1管脚;
单相表记录芯片型号为ADE7755,由单相表记录芯片测量建筑内电能消耗量,单相表记录芯片接入控制器的P2.0管脚;
温湿度传感器型号为SHT11,由温湿度传感器检测建筑内的温湿度,温湿度传感器接入控制器的P6.1、P6.2管脚;
时钟芯片型号为DS1302,由时钟芯片进行计时,时钟芯片接入控制器的P4.0、P4.1、P4.2管脚;
还包括作为存储芯片的AT24模块,AT24模块接入控制器的P4.3、P4.4管脚;
还包括作为手机模块的TC35模块,控制器通过TC35模块向外部手机发送警报短信,TC35模块接入控制器的P3.4、P3.5管脚;
所述分析预警方法,包括以下步骤:
(1)、对于建筑6,7,8月使用空调制冷的情况,建立方程组(1)如下式:
方程组(1)中,Ex0表示选取的某天能耗,Tx0为选取的这天的最高温度,px0为选取的这天的进入建筑人员数,Exn表示某天能耗,a,b为比例系数,Txn表示某天的最高温度,pxn表示某天进入建筑人员数,使用线性回归,求出比例系数a、b;
对于建筑12,1,2月使用空调制热的情况,建立方程组(3)如下式:
方程组(3)中,Ey0表示选取的某天能耗,Ty0为选取的这天的最高温度,py0为选取的这天的进入建筑人员数,Eyn表示某天能耗,c,d为比例系数,Tyn表示某天的最高温度,pyn表示某天进入建筑人员数,使用线性回归,求出比例系数c、d;
对于建筑3,4,5,9,10,11月不使用空调的情况,建立方程组(5)如下式:
方程组(5)中,Ez0表示选取的某天能耗,pz0为选取的这天的进入建筑人员数,Ezn表示某天能耗,e为比例系数,pzn表示某天进入建筑人员数,使用线性回归,求出比例系数e;
(2)、对于6,7,8月,检测最高温度Tx,进入建筑人员数px,代入公式(4),可以求出计算能耗Ex,将计算能耗Ex与实际测量能耗Exs比较,如果实际能耗超过计算能耗20%发出报警信号,并将当天数据标记为异常,如果没有超过计算能耗20%,就将当天数据标记为预判断正常,公式(4)如下所示:
Ex=Ex0+a(Tx-Tx0)+b(px-px0) (4),
对于12,1,2月,检测最高温度Ty,进入建筑人员数py,代入公式(5),可以求出计算能耗Ey,将计算能耗Ey与实际测量能耗Eys比较,如果实际能耗超过计算能耗20%发出报警信号,并将当天数据标记为异常,如果没有超过计算能耗20%,就将当天数据标记为预判断正常,公式(5)如下式所示:
Ey=Ey0+c(Ty-Ty0)+d(py-py0) (5),
对于3,4,5,9,10,11月,检测进入建筑人员数pz,代入公式(6)可以求出计算能耗Ez,将计算能耗Ez与实际测量能耗Ezs比较,如果实际能耗超过计算能耗20%发出报警信号,并将当天数据标记为异常,如果没有超过计算能耗20%,就将当天数据标记为预判断正常,公式(6)如下式所示:
Ez=Ez0+e(pz-pz0) (6);
(3)、将去年与前年每月的一旬分为一个时间段,一年有36个时间段,根据公式(7)计算同时间段正常能耗数据平均值Ep,Ei为该时间段正常能耗数据,n为该时间段正常能耗数据个数,公式(7)如下式所示:
将预判断正常的当天实际能耗Es与去年同时间段正常能耗数据平均值Ep比较,超过平均能耗20%就发出报警信号,并将当天数据标记为异常,如果没有超过去年同时间段平均能耗20%,就将当天数据标记为正常。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710790725.9A CN107491010B (zh) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | 一种建筑能耗自动分析预警装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710790725.9A CN107491010B (zh) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | 一种建筑能耗自动分析预警装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107491010A CN107491010A (zh) | 2017-12-19 |
CN107491010B true CN107491010B (zh) | 2020-01-10 |
Family
ID=60651592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710790725.9A Active CN107491010B (zh) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | 一种建筑能耗自动分析预警装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107491010B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108764626B (zh) * | 2018-04-19 | 2022-03-15 | 武汉钢铁有限公司 | 一种节能诊断方法和装置 |
CN112000031B (zh) * | 2020-08-26 | 2021-09-14 | 安徽华创环保设备科技有限公司 | 一种基于再生金属冶炼的设备远程维管系统 |
CN113834189A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-12-24 | 重庆大学 | 一种基于社会规范信息的空调能耗信息反馈系统 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101393451A (zh) * | 2007-09-19 | 2009-03-25 | 谭雄 | 一种建筑节能控制方法及系统 |
CN101881944A (zh) * | 2010-06-18 | 2010-11-10 | 北京斯普信电子技术有限公司 | 能耗综合控制系统和方法 |
CN104019521A (zh) * | 2014-05-23 | 2014-09-03 | 国家电网公司 | 一种按需控制的节能空调控制器及控制方法 |
CN203857615U (zh) * | 2014-05-23 | 2014-10-01 | 国家电网公司 | 一种按需控制的节能空调控制器 |
CN204758693U (zh) * | 2015-08-06 | 2015-11-11 | 国网山东省电力公司 | 用于建筑智能用电系统的电量测量装置 |
CN106802616A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-06-06 | 上海建工集团股份有限公司 | 建筑能耗综合管理系统和方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8543226B2 (en) * | 2008-03-20 | 2013-09-24 | Cooper Technologies Company | Energy management system |
-
2017
- 2017-09-05 CN CN201710790725.9A patent/CN107491010B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101393451A (zh) * | 2007-09-19 | 2009-03-25 | 谭雄 | 一种建筑节能控制方法及系统 |
CN101881944A (zh) * | 2010-06-18 | 2010-11-10 | 北京斯普信电子技术有限公司 | 能耗综合控制系统和方法 |
CN104019521A (zh) * | 2014-05-23 | 2014-09-03 | 国家电网公司 | 一种按需控制的节能空调控制器及控制方法 |
CN203857615U (zh) * | 2014-05-23 | 2014-10-01 | 国家电网公司 | 一种按需控制的节能空调控制器 |
CN204758693U (zh) * | 2015-08-06 | 2015-11-11 | 国网山东省电力公司 | 用于建筑智能用电系统的电量测量装置 |
CN106802616A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-06-06 | 上海建工集团股份有限公司 | 建筑能耗综合管理系统和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107491010A (zh) | 2017-12-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107491010B (zh) | 一种建筑能耗自动分析预警装置及方法 | |
TW201411145A (zh) | 整合式能源消耗量之管控系統及其方法 | |
CN106019167B (zh) | 一种基于工况模拟的智能电能表时钟电池性能测试方法 | |
CN201680923U (zh) | 无线温度传感装置 | |
CN103217573A (zh) | 电量监视装置、电量监视系统及电量监视方法 | |
CN103323664B (zh) | 电力分项能耗分时需量预警方法 | |
CN106772656A (zh) | 一种基于红外阵列传感器的室内人体检测方法 | |
CN107565688A (zh) | 一种基于物联网的用电安全防控系统 | |
CN105914535A (zh) | 智能插座及交互终端装置 | |
CN106765947B (zh) | 一种空调诊断检测系统 | |
CN205049175U (zh) | 便携式环境检测腕带 | |
CN104112077A (zh) | 办公建筑人均空调电量计算方法 | |
CN109299667A (zh) | 一种电气消防安检便携式检测装置 | |
CN205643448U (zh) | 一种智能型电力安全检测装置 | |
CN209013419U (zh) | 便携式空调系统能效监测仪 | |
CN204009452U (zh) | 一种学生智能监控数据采集系统 | |
CN107884653B (zh) | 可扩展模块的用电检查设备 | |
CN115639423A (zh) | 一种基于互联网的智能配电箱监测控制方法及系统 | |
CN110190811A (zh) | 太阳能电池板在线监测系统以及设备 | |
CN110082578A (zh) | 一种远程抄表方法 | |
CN204832148U (zh) | 一种应用于烟气在线监测的无线传感器 | |
CN107656116A (zh) | 重要用电客户电度表主备计量方法 | |
CN208317249U (zh) | 一种计算机机房综合防护装置 | |
CN207502644U (zh) | 基于iec61850的电能质量监测系统 | |
CN201749098U (zh) | 墙体热阻多点无线现场测量仪 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |