CN107704574A - 建筑能源管理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种建筑能源管理方法，所述传感器与所述通信基站采用LoRa技术无线连接。本发明还提供一种建筑能源管理系统，包括传感器、执行器、通信基站、控制器、转接器、后台服务器和云端服务器，所述建筑能源管理方法的管理系统单一。与相关技术相比较，本发明提供的建筑能源管理方法及系统，所述传感器和部分所述执行器与所述通信基站无线连接，极大地简化了安装、使用、维护和升级，所述建筑能源管理方法及系统的管理系统单一，不存在现有建筑能源管理系统多系统管理的情况，克服了现有建筑能源管理系统的体制障碍。

Description

建筑能源管理方法及系统
技术领域
本发明涉及建筑能源管理技术领域，尤其涉及一种建筑能源管理方法及系统。
背景技术
面对能源紧张的严峻形势，半个多世纪以来，走过工业化粗放发展之路的发达国家首先意识到能源紧缺的严重性，不断采用信息技术提高能源管理水平。美国、德国、日本、丹麦、挪威、法国、英国等国家在60年代就开始研究并应用能源管理系统，取得了良好的效果。
同时，建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升，呈急剧上扬趋势。建筑的能耗约占全社会总能耗的30％。
因此，建筑能源管理系统系统受到了越来越多的重视，目前建筑能源管理系统包括楼宇控制系统和能源数据采集系统，最明显的问题就是，总线协议种类多，各种协议之间存在兼容性问题。硬件设备种类多，专业性强，但兼用性不足，普及成本非常高。
而且楼宇控制系统与能源数据采集系统是分立的，设备的网路连接甚至控制逻辑都是分开的。这样就导致了两个重要的问题出现。
1、设备和网络的重复投资和建设，多系统并行，增加了建设和维护的成本。
2、缺少数据之间的联系和贯通，导致管理行为的割裂，不论在管理效率上还是数据价值的挖掘上都存在无法克服的体质瓶颈。
同时，现有建筑能源管理系统在工程实践过程中还存在如下问题，包括：
3、通信网络构成复杂，硬件成本高，大量布线施工，施工过程繁琐。
4、在维护过程中，因为整个网络设备对单一硬件设备的稳定工作依赖高，导致系统容错率低，一旦设备出现问题就影响到全局。
5、系统的扩展能力差，系统硬件扩展或者升级的时候，特别是网络升级需要进行二次的设计和施工，工作量不亚于再做一个项目。
因此，有必要提供一种新的建筑能源管理方法及系统以解决上述问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种建筑能源管理方法及系统，克服现有建筑能源管理系统的割裂的管理行为的体制障碍，大幅度降低系统的安装、使用和维护成本，提升建筑能源管理系统的节能效果，降低建筑能源管理系统的升级难度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种建筑能源管理方法，包括如下步骤：
S1、传感器采集数据并把采集的数据以无线方式发送给通信基站；
S2、所述通信基站接收所述传感器发送的数据并将接收的数据发送给所述控制器；
S3、所述控制器接收所述通信基站发送的数据并将接收的数据发送给所述转接器；
S4、所述转接器接收所述控制器发送的数据，并将接收的数据发送给后台服务器；
S5、所述后台服务器接收所述转接器发送的数据，并将接收的数据发送给云端服务器；
S6、所述云端服务器接收所述后台服务器发送的数据并存储；
S7、用户端通过所述后台服务器向所述云端服务器内调取存储的所述数据，根据所述数据发出指令；
S8、所述转接器接收所述指令，并把接收的指令发送给所述控制器；
S9、所述控制器接收所述指令，并根据所述指令生成控制命令，并把所述控制命令发送给所述通信基站；
S10、所述通信基站接收所述控制命令，并把所述控制命令发送给执行器；
S11、所述执行器执行所述控制命令。
2、根据权利要求书1所述的建筑能源管理方法，其特征在于， S7步骤具体包括：
S71、所述后台服务器从所述云端服务器内调取存储的所述数据，并结合BIM模型对从所述云端服务器内调取的所述数据进行可视化得到可视化结果，并将所述可视化结果发送给所述用户端；
S72、所述用户端接收所述可视化结果并显示所述可视化结果，并根据可视化结果向所述后台服务器发出所述指令；
S73、所述后台服务器接收所述指令，并把所述指令发送给所述转接器。
本发明还提供一种建筑能源管理系统，其特征在于，包括传感器、执行器、通信基站、控制器、转接器、后台服务器、用户端和云端服务器；
所述传感器，用于采集数据并把采集的数据以无线方式发送给所述通信基站；
所述通信基站，用于接收所述传感器发送的数据并将接收的数据发送给所述控制器；
所述控制器，用于接收所述通信基站发送的数据并将接收的数据发送给所述转接器；
所述转接器，接收所述控制器发送的数据，并将接收的数据发送给后台服务器；
所述后台服务器，用于接收所述转接器发送的数据，并将接收的数据发送给云端服务器；
所述云端服务器，用于接收所述后台服务器发送的数据并存储；
所述用户端，通过所述后台服务器从所述云端服务器内调取存储的所述数据，根据所述数据发出指令；
其中，所述转接器还用于接收所述指令并转发给所述控制器，所述控制器根据接收的所述指令生成控制命令并发送给所述通信基站，所述通信基站将接收的所述控制命令发送给所述执行器执行相关操作。
优选地，所述后台服务器，还用于从云端服务器内调取存储的所述数据，并结合BIM模型对从所述云端服务器内调取存储的所述数据进行可视化得到可视化结果，并将所述可视化结果发送给所述用户端；
所述用户端，还用于接收所述可视化结果并显示所述可视化结果，用户根据可视化结果，向所述用户端发出所述指令，所述用户端接收所述指令并把所述指令发送给所述后台服务器；
所述后台服务器，还用于接收所述指令，并把所述指令发送给所述转接器。
优选地，所述执行器与所述通信基站无线连接或有线连接，所述传感器和部分所述执行器与所述通信基站采用LoRa技术无线连接。
优选地，所述传感器包括无线温度计、无线亮度计和无线电表。
优选地，所述执行器包括电源开关、中央空调和电灯。
优选地，所述通信基站与所述控制器有线连接。
优选地，所述通信基站与所述控制器一体设置。
与相关技术相比较，本发明提供的建筑能源管理方法及系统，所述传感器和部分所述执行器与所述通信基站无线连接，极大地简化了安装、使用、维护和升级，所述建筑能源管理方法及系统的管理系统单一，不存在现有建筑能源管理系统多系统管理的情况，克服了现有建筑能源管理系统的体制障碍。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明建筑能源管理方法的流程示意图；
图2为本发明建筑能源管理系统的框架示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，本发明提供一种建筑能源管理方法，包括如下步骤：
S1、传感器1采集数据并把采集的数据以无线方式发送给通信基站3。
所述传感器1包括无线温度计、无线亮度计和无线电表，所述传感器1用于取得实时能耗等相关参数信息，并将该参数信息转化为电流信号输出。
S2、所述通信基站3接收所述传感器1发送的数据并将接收的数据发送给所述控制器4。
S3、所述控制器4接收所述通信基站3发送的数据并将接收的数据发送给所述转接器5。
S4、所述转接器5接收所述控制器4发送的数据，并将接收的数据发送给后台服务器6。
S5、所述后台服务器6接收所述转接器5发送的数据，并将接收的数据发送给云端服务器8。
S6、所述云端服务器8接收所述后台服务器6发送的数据并存储；
S7、用户端7通过所述后台服务器6向所述云端服务器8内调取存储的所述数据，根据所述数据发出指令。
S7步骤具体包括：
S71、所述后台服务器6从所述云端服务器8内调取存储的所述数据，并结合BIM模型对从所述云端服务器8内调取的所述数据进行可视化得到可视化结果，并将所述可视化结果发送给所述用户端7。
S72、所述用户端7接收所述可视化结果并显示所述可视化结果，并根据可视化结果向所述后台服务器6发出所述指令。
S73、所述后台服务器6接收所述指令，并把所述指令发送给所述转接器5。
所述建筑能源管理系统100的管理系统单一，不存在现有建筑能源管理系统100多系统管理的情况，克服了现有建筑能源管理系统 100的体制障碍。
S8、所述转接器5接收所述指令，并把接收的指令发送给所述控制器4。
S9、所述控制器4接收所述指令，并根据所述指令生成控制命令，并把所述控制命令发送给所述通信基站3。
S10、所述通信基站3接收所述控制命令，并把所述控制命令发送给执行器2。
S11、所述执行器2执行所述控制命令。
所述传感器1和大部分所述执行器2与所述通信基站3采用LoRa 技术无线连接，少部分所述执行器2所述通信基站3与有线连接。
广泛采用无线连接，避免大量布线施工，降低施工过程复杂程度，减少施工周期，降低升级和维修难度，提高兼容性。LoRa技术是比较典型的LPWAN技术，具有极低的通信能耗，很强的网络覆盖能力，使得终端设备的设置更加的灵活方便。本发明通过采用LoRa技术，避免了大量布线施工，降低施工过程复杂程度，减少施工周期，降低升级和维修难度，提高兼容性。所述执行器包括电源开关、中央空调和电灯。
少部分所述执行器2与所述通信基站3有线连接，在连接部分重要所述执行器2与所述通信基站3时，采用有线连接，保证系统的可靠性和灵活性。
本发明还提供一种建筑能源管理系统100，包括传感器1、执行器2、通信基站3、控制器4、转接器5、后台服务器6、用户端7和云端服务器8。
所述传感器1，用于采集数据并把采集的数据以无线方式发送给所述通信基站3。
所述传感器1包括无线温度计、无线亮度计和无线电表，所述传感器1用于取得实时能耗等相关参数信息，并将该参数信息转化为电流信号输出。
所述通信基站3，用于接收所述传感器1发送的数据并将接收的数据发送给所述控制器4。
所述控制器4，用于接收所述通信基站3发送的数据并将接收的数据发送给所述转接器5。
所述转接器5，接收所述控制器4发送的数据，并将接收的数据发送给后台服务器6。
所述后台服务器6，用于接收所述转接器5发送的数据，并将接收的数据发送给云端服务器8。
所述云端服务器8，用于接收所述后台服务器6发送的数据并存储。
所述用户端7，通过所述后台服务器6从所述云端服务器8内调取存储的所述数据，根据所述数据发出指令。
所述后台服务器6，还用于从云端服务器8内调取存储的所述数据，并结合BIM模型对从所述云端服务器8内调取存储的所述数据进行可视化得到可视化结果，并将所述可视化结果发送给所述用户端 7。
所述用户端7，还用于接收所述可视化结果并显示所述可视化结果，用户根据可视化结果，向所述用户端7发出所述指令，所述用户端7接收所述指令并把所述指令发送给所述后台服务器6。
所述建筑能源管理系统100的管理系统单一，不存在现有建筑能源管理系统100多系统管理的情况，克服了现有建筑能源管理系统100的体制障碍。
所述后台服务器6，还用于接收所述指令，并把所述指令发送给所述转接器5。
其中，所述转接器5还用于接收所述指令并转发给所述控制器4，所述控制器4根据接收的所述指令生成控制命令并发送给所述通信基站3，所述通信基站3将接收的所述控制命令发送给所述执行器2 执行相关操作。
所述执行器2包括电源开关、中央空调和电灯。
所述传感器1和大部分所述执行器2与所述通信基站3采用LoRa 技术无线连接，少部分所述执行器2所述通信基站3与有线连接。
广泛采用无线连接，避免大量布线施工，降低施工过程复杂程度，减少施工周期，降低升级和维修难度，提高兼容性。LoRa技术是比较典型的LPWAN技术，具有极低的通信能耗，很强的网络覆盖能力，使得终端设备的设置更加的灵活方便。本发明通过采用LoRa技术，避免了大量布线施工，降低施工过程复杂程度，减少施工周期，降低升级和维修难度，提高兼容性。所述执行器包括电源开关、中央空调和电灯。
少部分所述执行器2与所述通信基站3有线连接，在连接部分重要所述执行器2和所述通信基站3时，采用有线连接，保证系统的可靠性和灵活性。
所述通信基站3和所述控制器4采用有线连接且一体设置，增加了信息的传输速度与稳定性，增加了建筑能源管理系统100的可靠性。
与相关技术相比较，本发明提供的建筑能源管理方法及系统，所述传感器1和部分所述执行器2与所述通信基站3无线连接，极大地简化了安装、使用、维护和升级，所述建筑能源管理方法及系统的管理系统单一，不存在现有建筑能源管理系统多系统管理的情况，克服了现有建筑能源管理系统的体制障碍。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种建筑能源管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、传感器采集数据并把采集的数据以无线方式发送给通信基站；
S2、所述通信基站接收所述传感器发送的数据并将接收的数据发送给所述控制器；
S3、所述控制器接收所述通信基站发送的数据并将接收的数据发送给所述转接器；
S4、所述转接器接收所述控制器发送的数据，并将接收的数据发送给后台服务器；
S5、所述后台服务器接收所述转接器发送的数据，并将接收的数据发送给云端服务器；
S6、所述云端服务器接收所述后台服务器发送的数据并存储；
S7、用户端通过所述后台服务器向所述云端服务器内调取存储的所述数据，根据所述数据发出指令；
S8、所述转接器接收所述指令，并把接收的指令发送给所述控制器；
S9、所述控制器接收所述指令，并根据所述指令生成控制命令，并把所述控制命令发送给所述通信基站；
S10、所述通信基站接收所述控制命令，并把所述控制命令发送给执行器；
S11、所述执行器执行所述控制命令。
2.根据权利要求书1所述的建筑能源管理方法，其特征在于，S7步骤具体包括：
S71、所述后台服务器从所述云端服务器内调取存储的所述数据，并结合BIM模型对从所述云端服务器内调取的所述数据进行可视化得到可视化结果，并将所述可视化结果发送给所述用户端；
S72、所述用户端接收所述可视化结果并显示所述可视化结果，并根据可视化结果向所述后台服务器发出所述指令；
S73、所述后台服务器接收所述指令，并把所述指令发送给所述转接器。
3.一种建筑能源管理系统，其特征在于，包括传感器、执行器、通信基站、控制器、转接器、后台服务器、用户端和云端服务器；
所述传感器，用于采集数据并把采集的数据以无线方式发送给所述通信基站；
所述通信基站，用于接收所述传感器发送的数据并将接收的数据发送给所述控制器；
所述控制器，用于接收所述通信基站发送的数据并将接收的数据发送给所述转接器；
所述转接器，接收所述控制器发送的数据，并将接收的数据发送给后台服务器；
所述后台服务器，用于接收所述转接器发送的数据，并将接收的数据发送给云端服务器；
所述云端服务器，用于接收所述后台服务器发送的数据并存储；
所述用户端，通过所述后台服务器从所述云端服务器内调取存储的所述数据，根据所述数据发出指令；
其中，所述转接器还用于接收所述指令并转发给所述控制器，所述控制器根据接收的所述指令生成控制命令并发送给所述通信基站，所述通信基站将接收的所述控制命令发送给所述执行器执行相关操作。
4.根据权利要求书3所述的建筑能源管理系统，其特征在于，
所述后台服务器，还用于从云端服务器内调取存储的所述数据，并结合BIM模型对从所述云端服务器内调取存储的所述数据进行可视化得到可视化结果，并将所述可视化结果发送给所述用户端；
所述用户端，还用于接收所述可视化结果并显示所述可视化结果，用户根据可视化结果，向所述用户端发出所述指令，所述用户端接收所述指令并把所述指令发送给所述后台服务器；
所述后台服务器，还用于接收所述指令，并把所述指令发送给所述转接器。
5.根据权利要求书3所述的建筑能源管理系统，其特征在于，所述执行器与所述通信基站无线连接或有线连接，所述传感器和部分所述执行器与所述通信基站采用LoRa技术无线连接。
6.根据权利要求书3所述的建筑能源管理方法，其特征在于，所述传感器包括无线温度计、无线亮度计和无线电表。
7.根据权利要求书3所述的建筑能源管理方法，其特征在于，所述执行器包括电源开关、中央空调和电灯。
8.根据权利要求书3所述的建筑能源管理方法，其特征在于，所述通信基站与所述控制器有线连接。
9.根据权利要求书8所述的建筑能源管理方法，其特征在于，所述通信基站与所述控制器一体设置。
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