CN108897258A - 基于lora及AI的能源监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于lora及AI的能源监控系统，包括：基于lora的数据采集模块，用于基于lora采集能源监控数据；基于AI的环境参数设定模块，用于基于AI对环境参数进行设定，以使环境参数安装经常性预设值进行运行：其中，所述经常性预设值按照不同人对不同环境参数的需求设定。本发明通过LORA技术即减少了综合布线所带来的施工障碍也大大降低了改造成本；通过人工智能技术的引入可根据用户的个性化需求达到舒适及节能的效果。

Description

基于lora及AI的能源监控系统
技术领域
本发明属于能源监控技术领域，具体涉及一种基于lora及AI的能源监控系统。
背景技术
伴随互联网在中国的快速发展及国家节能减排战略实行，能源监控大数据云平台作为公共建筑节能减排的重要监控工具，进年来在公共建筑领域得到推广，但是此技术在推广过程中发现软件平台在采集数据过程中依赖大量的大量传感器及网络综合布线。而公共建筑节能改造的项目大部分是已经建设完成使用多年的老旧公建。这样的建筑在节能改造的过程中不具备大量安装传感器或网络综合布线的条件。这就使节能减排项目的开展及能控平台的使用带来很大的难度。为了减少综合布线的成本及实施难度部分实施单位引入了短距离无线通信技术，如WiFi，EnOcean、Zigbee，Z-Wave和Bluetooth(蓝牙)技术，这些技术虽然解决了部分因网络综合布线带来的实施难度但其缺点导致适用范围的局限，如对于体量较大的公共建筑，传输距离无法满足传感器与控制中心通讯。
另外在节能减排项目实施的过程中，能控平台软件对公共建筑内的温度、湿度、照度、PM2.5等参数的控制多按照国家规范或平台软件管理者的习惯进行预设。这就造成了节能改造与人体舒适度存在偏差。如夏季在空调房间，男性和女性对室内空调温度的要求不同，老年人和年轻人对室内温度要求也不同。而现有的能控平台无法实现对不同房间内人员的室内环境参数进行预设。造成每次当人进入房间的时候都要对房间环境预设参数进行调整。这样造成房间内人员对能控平台的排斥。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于lora及AI的能源监控系统，以降低因大量综合布线对项目实施的影响，并解决节能减排与用户对环境需求的矛盾。
本发明的实施例提供了一种基于lora及AI的能源监控系统，包括：
基于lora的数据采集模块，用于基于lora采集能源监控数据；
基于AI的环境参数设定模块，用于基于AI对环境参数进行设定，以使环境参数安装经常性预设值进行运行：其中，经常性预设值按照不同人对不同环境参数的需求设定。
进一步地，该系统还包括决策支持平台、应用服务平台及大数据平台，应用服务平台与决策支持平台及大数据平台进行通信，以实现能源监控。
进一步地，决策支持平台包括档案库、知识库、模型库及决策库。
进一步地，大数据平台与基于lora的数据采集模块通信，用于通过基于lora的数据采集模块获取能源监控数据。
进一步地，应用服务平台包括能源管理单元、智慧运维单元、服务管理单元、运营管理单元。
进一步地，能源管理单元包括能耗分析模块、能效分析模块、节能诊断模块、节能控制模块、节能评测模块、用能管理模块、成本核算模块。
进一步地，智慧运维单元包括设备监控模块、台账管理模块、保修管理模块、巡检管理模块、备品备件管理模块及安全预防服务模块。
进一步地，服务管理单元包括餐厅管理模块、宿舍管理模块、保安管理模块、保洁管理模块、车队管理模块。
进一步地，运营管理单元包括库存管理模块、合同管理模块、资产管理模块、安全管理模块。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
1)颠覆了传统利用综合布线的数据采集方式，综合布线即增加了节能改造的难度又增加了工程成本。而LORA技术即减少了综合布线所带来的施工障碍也大大降低了改造成本。
2)引入人工智能(AI)技术。现有能控平台的主流产品各种运行参数的设定以专家团队的主观意识为主。无法满足室内环境的个性化需求。人工智能技术的引入可根据用户的个性化需求达到舒适及节能的效果。
附图说明
图1是本发明的一应用实施例。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
本实施例提供了一种基于lora及AI的能源监控系统，包括：
基于lora的数据采集模块，用于基于lora采集能源监控数据；
基于AI的环境参数设定模块，用于基于AI对环境参数进行设定，以使环境参数安装经常性预设值进行运行：其中，经常性预设值按照不同人对不同环境参数的需求设定。
LoRa融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术，拥有前所未有的性能。此前，只有那些高等级的工业无线电通信会融合这些技术，而随着LoRa的引入，嵌入式无线通信领域的局面发生了彻底的改变。
前向纠错编码技术是给待传输数据序列中增加了一些冗余信息，这样，数据传输进程中注入的错误码元在接收端就会被及时纠正。这一技术减少了以往创建“自修复”数据包来重发的需求，且在解决由多径衰落引发的突发性误码中表现良好。
一旦数据包分组建立起来且注入前向纠错编码以保障可靠性，这些数据包将被送到数字扩频调制器中。这一调制器将分组数据包中每一比特馈入一个“展扩器”中，将每一比特时间划分为众多码片。LoRa调制解调器经配置后，可划分的范围为64-4096码片/比特。AngelBlocks配置调制解调器可使用4096码片/比特中的最高扩频因子(12)。相对而言，ZigBee仅能划分的范围为10-12码片/比特。
通过使用高扩频因子，LoRa技术可将小容量数据通过大范围的无线电频谱传输出去。实际上，当你通过频谱分析仪测量时，这些数据看上去像噪音，但区别在于噪音是不相关的，而数据具有相关性，基于此，数据实际上可以从噪音中被提取出来。其实，扩频因子越高，越多数据可从噪音中提取出来。
在一个运转良好的GFSK接收端，8dB的最小信噪比(SNR)需要可靠地解调信号，采用配置AngelBlocks的方式，LoRa可解调一个信号，其信噪比为-20dB，GFSK方式与这一结果差距为28dB，这相当于范围和距离扩大了很多。在户外环境下，6dB的差距就可以实现2倍于原来的传输距离。
为了有效地对比不同技术之间传输范围的表现，使用“链路预算”作为定量指标。链路预算包括影响接收端信号强度的每一变量，在其简化体系中包括发射功率加上接收端灵敏度。因此，使用LoRa技术能够以低发射功率获得更广的传输范围和距离。只有LORA技术能满足距离、耗电量等需求。
AngelBlocks的发射功率为100mW(20dBm)，接收端灵敏度为-129dBm，总的链路预算为149dB。比较而言，拥有灵敏度-110dBm(这已是其极好的数据)的GFSK无线技术，需要5W的功率(37dBm)才能达到相同的链路预算值。在实践中，大多GFSK无线技术接收端灵敏度可达到-103dBm，在此状况下，发射端发射频率必须为46dBm或者大约36W，才能达到与LoRa类似的链路预算值。
本实施例提供的基于lora及AI的能源监控系统具有如下技术效果：
1)颠覆了传统利用综合布线的数据采集方式，综合布线即增加了节能改造的难度又增加了工程成本。而LORA技术即减少了综合布线所带来的施工障碍也大大降低了改造成本。
2)引入人工智能(AI)技术。现有能控平台的主流产品各种运行参数的设定以专家团队的主观意识为主。无法满足室内环境的个性化需求。人工智能技术的引入可根据用户的个性化需求达到舒适及节能的效果。如每个局部的数据监控芯片存储房间用户对房间经常性室内环境参数的设定值，只要房间门锁开启，室内环境即刻按照经常性预设值进行运行。避免了每次房间参数进行预设的麻烦，同时满足不同人对不同环境参数的需求。达到人工智能化的室内环境。
在本实施例中，该系统还包括决策支持平台、应用服务平台及大数据平台，应用服务平台与决策支持平台及大数据平台进行通信，以实现能源监控。
在本实施例中，决策支持平台包括档案库、知识库、模型库及决策库。
在本实施例中，大数据平台与基于lora的数据采集模块通信，用于通过基于lora的数据采集模块获取能源监控数据。
在本实施例中，应用服务平台包括能源管理单元、智慧运维单元、服务管理单元、运营管理单元。
在本实施例中，能源管理单元包括能耗分析模块、能效分析模块、节能诊断模块、节能控制模块、节能评测模块、用能管理模块、成本核算模块。
在本实施例中，智慧运维单元包括设备监控模块、台账管理模块、保修管理模块、巡检管理模块、备品备件管理模块及安全预防服务模块。
在本实施例中，服务管理单元包括餐厅管理模块、宿舍管理模块、保安管理模块、保洁管理模块、车队管理模块。
在本实施例中，运营管理单元包括库存管理模块、合同管理模块、资产管理模块、安全管理模块。
本实施例提供的基于lora及AI的能源监控系统，通过建立结构化数据模型，安装智能网关，为客户提供能源系统的水/电/燃气/蒸汽/压缩空气/冷量/热量/，可再生能源等能耗数据，采用图形可视化方式完成对能耗对标/报警/预测/公式及定额管理。
该能源监控系统以设备监管、能耗监管为基础，实现设备安全高效运行，基于能源信息业务管理，支撑民用、工业、农业能耗绩效考核。能够在数据统计分析的前提下实现设备全生命周期运维，充分提高能耗管理效率，实现能耗管理的绿色化、信息化、可视化、集中化、智能化。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (9)

1.一种基于lora及AI的能源监控系统，其特征在于，包括：
基于lora的数据采集模块，用于基于lora采集能源监控数据；
基于AI的环境参数设定模块，用于基于AI对环境参数进行设定，以使环境参数安装经常性预设值进行运行：其中，所述经常性预设值按照不同人对不同环境参数的需求设定。
2.根据权利要求1所述的基于lora及AI的能源监控系统，其特征在于，还包括决策支持平台、应用服务平台及大数据平台，所述应用服务平台与所述决策支持平台及大数据平台进行通信，以实现能源监控。
3.根据权利要求2所述的基于lora及AI的能源监控系统，其特征在于，所述决策支持平台包括档案库、知识库、模型库及决策库。
4.根据权利要求3所述的基于lora及AI的能源监控系统，其特征在于，所述大数据平台与所述基于lora的数据采集模块通信，用于通过所述基于lora的数据采集模块获取能源监控数据。
5.根据权利要求4所述的基于lora及AI的能源监控系统，其特征在于，所述应用服务平台包括能源管理单元、智慧运维单元、服务管理单元、运营管理单元。
6.根据权利要求5所述的基于lora及AI的能源监控系统，其特征在于，所述能源管理单元包括能耗分析模块、能效分析模块、节能诊断模块、节能控制模块、节能评测模块、用能管理模块、成本核算模块。
7.根据权利要求6所述的基于lora及AI的能源监控系统，其特征在于，所述智慧运维单元包括设备监控模块、台账管理模块、保修管理模块、巡检管理模块、备品备件管理模块及安全预防服务模块。
8.根据权利要求7所述的基于lora及AI的能源监控系统，其特征在于，所述服务管理单元包括餐厅管理模块、宿舍管理模块、保安管理模块、保洁管理模块、车队管理模块。
9.根据权利要求8所述的基于lora及AI的能源监控系统，其特征在于，
所述运营管理单元包括库存管理模块、合同管理模块、资产管理模块、安全管理模块。
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