CN109709819A - 一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法 - Google Patents

一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法 Download PDF

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周悦
高路恒
王军
季克亮
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Abstract

本发明公开了一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，包括如下步骤：首先搭建绿色建筑能源系统的控制单元，同时建筑与建筑之间的控制单元之间通过网络模块将网络与电源互连形成无中心网络，实现数据互联与能源的互通，站控管理层的主控单元把每个建筑都与主控单元进行网络连接，主控单元对数据信息处理分析汇总之后一并传递给存储模块，站控管理层的主控单元连接操作模块实现人员便捷管控各个建筑的数据信息，而且主控单元会通过通讯单元把数据上传到网络中搭建的虚拟云服务器，该发明设计简单合理，操作方便，有效的对各建筑的能源进行管理调度，提高能源的充分利用，减少能源消耗，安全稳定。

Description

一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法
技术领域
本发明涉及建筑能源管理技术领域，更具体地说，它涉及一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法。
背景技术
建筑耗能是我国能源消耗的主要组成部分，为贯彻落实国家大力倡导的节能减排综合性工作，切实推进国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作，指导各地建筑节能监管体系建设，住房和城乡建设部对绿色建筑、建筑能耗监测提出了具体要求：深入推进公共建筑能耗统计、能源审计及能效公示工作，进一步加强能耗监测平台建设，逐步扩大监测建筑数量及监测深度，强化统计监测数据的分析和应用，构建分类型的能耗限额体系。建立基于能耗数据的重点建筑用能管理制度，支持采取合同能源管理、能效交易、政府和社会资本合作的市场机制推进公共建筑节能改造。促进城市建筑能源资源消费信息数据平台建设，逐步完善信息公开和共享机制，探索开展基于数据的城市建筑能效比对工作。
当前，建筑能源管理系统的设计通常采取集中式架构方式，在该架构下，节点将信息采集完成之后，以统一的方式将所有信息传给一个地理或者逻辑上的中心节点(中央控制站)。中心节点汇集建筑能耗网络的全部信息，统一进行计算处理、数据存储、数据分析。
但是现有技术中楼宇与楼宇之间并不存在数据连通与资源共享的建设，建筑物与建筑物之间不能实现数据联系与资源的互补对于资源的消耗仍然会造成资源的浪费。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，以解决上述背景技术中提出现有技术中楼宇与楼宇之间并不存在数据连通与资源共享的建设、建筑物与建筑物之间不能实现数据联系与资源的互补对于资源的消耗仍然会造成资源的浪费的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，包括如下步骤：
S1、首先搭建绿色建筑能源系统的控制单元，同时建筑与建筑之间的控制单元之间通过网络模块将网络与电源互连形成无中心网络，实现数据互联与能源的互通；
S2、每个建筑的控制单元连接本建筑的设备模块、感应模块和安防模块，实现对整栋建筑的信息数据采集和单层单户耗能信息的采集，同时对于整栋建筑的各节点安防进行管控；
S3、然后搭建站控管理层，实现站控管理层的主控单元把每个建筑都与主控单元进行网络连接，且各建筑的控制单元存储的数据会同步上传到主控单元，主控单元对数据信息处理分析汇总之后一并传递给存储模块；
S4、站控管理层的主控单元连接操作模块实现人员便捷管控各个建筑的数据信息与能源处理，而且主控单元会通过通讯单元把数据上传到网络中搭建的虚拟云服务器；
S5、虚拟云服务器便于各个建筑的控制单元或者外置的移动设备对各个建筑之间的能源生产与消耗信息进行查看，从而实现远程管控各个建筑之间的数据连通与资源共享，同时虚拟云服务器对于访问和管理实现数据加密与权限分控的形式给予不同访问人员不同的权限。
进一步的，所述绿色建筑能源系统的控制单元包括整栋的控制单元和单层单户的控制单元，且绿色建筑能源系统的控制单元与站控管理层的主控单元均包括带软件操作的中央处理器和A/D转换器。
进一步的，所述绿色建筑能源系统的设备模块包括产能设备、耗能设备和储电设备，且产能设备包括光伏供暖设备、光伏发电设备、风能发电设备和沼气池，耗能设备包括暖气设备、燃气设备、插座设备，照明设备和电梯设备，储电设备包括市政供电、蓄电池组、备用电源和电源管理。
进一步的，所述绿色建筑能源系统的感应模块包括产能检测、耗能检测和安防检测，且产能检测包括市电供给电表、电池电量检测、燃气供给检查和暖气供给检查，耗能检测包括智能电表、智能水表、智能气表和暖气计量表，安防检测包括烟雾传感器、燃气泄漏检测、温湿度传感器、监控摄像头和人员检测装置。
进一步的，所述绿色建筑能源系统的安防模块包括门禁模块、灭火模块、应急模块、报警模块和对讲模块。
进一步的，所述网络模块为自组织协同的并行分布式无中心网络，且通讯单元包括无线通讯器，所述无线通讯器为4G网络通讯器或者WIFFI网络通讯器。
进一步的，所述操作模块包括操作面板和显示器，且存储模块为作为数据库的数据储存器。
进一步的，所述云服务器包括云数据库，且移动设备为带有软件模块的手机、笔记本或者平板设备。
进一步的，所述绿色建筑能源系统的控制单元收发出建筑能耗收集指令时，每间隔15min由各建筑的感应模块采集信息进行分析处理后上传给站控管理层的主控制器，且主控制器对各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式在操作模块上显示来反映现场的运行状况和便于人员的检查管控。
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
1、本发明，通过建筑与建筑之间采用并行分布式无中心网络进行数据连通和资源的共享可以便于对建筑能源的管理提供能好互补，减少能源的消耗与能源不足不能互补的问题，同时利用绿色建筑能源系统的控制单元与站控管理层的主控制单元可以实现对建筑能耗的统一检查管理与分配；
2、本发明,利用设备模块和感应模块可以便于实时检查楼宇的产能情况，同时也能检查整栋建筑或者建筑的单层单户耗能情况，绿色建筑能源系统的控制单元能够很好的对耗能与产能情况进行分析处理，并计算出合理的产能与耗能配比；
3、本发明,利用感应模块与安防模块可以实时的对建筑安防进行全面的检测，当出现火灾、燃气泄漏或者停电导致电梯停止运行等突发状况的时候能够很好的保证建筑内人员的安全与财产的安全；
4、本发明,利用站控管理层的主控器与云服务器信号连接可以实现快速的对建筑件能源的调度与远程管理各个建筑的能源情况，保证建筑能源正常运转，降低能源的消耗与能源不足的问题。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的连接关系示意图；
图2为本发明一种实施方式的设备模块的结构示意图；
图3为本发明一种实施方式的感应模块的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本发明作进一步详细说明。
本发明提供了一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，包括如下步骤：
S1、首先搭建绿色建筑能源系统的控制单元，同时建筑与建筑之间的控制单元之间通过网络模块将网络与电源互连形成无中心网络，实现数据互联与能源的互通；
S2、每个建筑的控制单元连接本建筑的设备模块、感应模块和安防模块，实现对整栋建筑的信息数据采集和单层单户耗能信息的采集，同时对于整栋建筑的各节点安防进行管控；
S3、然后搭建站控管理层，实现站控管理层的主控单元把每个建筑都与主控单元进行网络连接，且各建筑的控制单元存储的数据会同步上传到主控单元，主控单元对数据信息处理分析汇总之后一并传递给存储模块；
S4、站控管理层的主控单元连接操作模块实现人员便捷管控各个建筑的数据信息与能源处理，而且主控单元会通过通讯单元把数据上传到网络中搭建的虚拟云服务器；
S5、虚拟云服务器便于各个建筑的控制单元或者外置的移动设备对各个建筑之间的能源生产与消耗信息进行查看，从而实现远程管控各个建筑之间的数据连通与资源共享，同时虚拟云服务器对于访问和管理实现数据加密与权限分控的形式给予不同访问人员不同的权限。
通过采用上述技术方案，通过建筑与建筑之间采用并行分布式无中心网络进行数据连通和资源的共享可以便于对建筑能源的管理提供能好互补，减少能源的消耗与能源不足不能互补的问题，同时利用绿色建筑能源系统的控制单元与站控管理层的主控制单元可以实现对建筑能耗的统一检查管理与分配；利用设备模块和感应模块可以便于实时检查楼宇的产能情况，同时也能检查整栋建筑或者建筑的单层单户耗能情况，绿色建筑能源系统的控制单元能够很好的对耗能与产能情况进行分析处理，并计算出合理的产能与耗能配比；利用感应模块与安防模块可以实时的对建筑安防进行全面的检测，当出现火灾、燃气泄漏或者停电导致电梯停止运行等突发状况的时候能够很好的保证建筑内人员的安全与财产的安全；利用站控管理层的主控器与云服务器信号连接可以实现快速的对建筑件能源的调度与远程管理各个建筑的能源情况，保证建筑能源正常运转，降低能源的消耗与能源不足的问题。
较佳地，所述绿色建筑能源系统的控制单元包括整栋的控制单元和单层单户的控制单元，且绿色建筑能源系统的控制单元与站控管理层的主控单元均包括带软件操作的中央处理器和A/D转换器。
通过采用上述技术方案，利用整栋的控制单元和单层单户的控制单元可以有效的对建筑整栋的产能与耗能和单层单户的耗能进行数据的采集与管控，提高建筑能源的管理。
较佳地，所述绿色建筑能源系统的设备模块包括产能设备、耗能设备和储电设备，且产能设备包括光伏供暖设备、光伏发电设备、风能发电设备和沼气池，耗能设备包括暖气设备、燃气设备、插座设备，照明设备和电梯设备，储电设备包括市政供电、蓄电池组、备用电源和电源管理。
通过采用上述技术方案，通过产能设备中光伏供暖设备、光伏发电设备、风能发电设备和沼气池可以有效的实现供气、供暖和供电的操作，节能环保，耗能设备中的暖气设备、燃气设备、插座设备，照明设备和电梯设备可以保证对建筑的每户正常的运作，储电设备中市政供电、蓄电池组、备用电源和电源管理可以对建筑中的设备提供电力，安全稳定。
较佳地，所述绿色建筑能源系统的感应模块包括产能检测、耗能检测和安防检测，且产能检测包括市电供给电表、电池电量检测、燃气供给检查和暖气供给检查，耗能检测包括智能电表、智能水表、智能气表和暖气计量表，安防检测包括烟雾传感器、燃气泄漏检测、温湿度传感器、监控摄像头和人员检测装置。
通过采用上述技术方案，产能检测、耗能检测和安防检测中的元器件可以有效的对建筑中的各户耗能情况进行数据采集，同时也可以实现对建筑的整栋进行安全防护问题的实时检查，提高安全性。
较佳地，所述绿色建筑能源系统的安防模块包括门禁模块、灭火模块、应急模块、报警模块和对讲模块。
通过采用上述技术方案，门禁模块、灭火模块、应急模块、报警模块和对讲模块可以保证建筑的安全，保证人员与财产的安全性。
较佳地，所述网络模块为自组织协同的并行分布式无中心网络，且通讯单元包括无线通讯器，所述无线通讯器为4G网络通讯器或者WIFFI网络通讯器。
通过采用上述技术方案，自组织协同的并行分布式无中心网络可以实现建筑中各户数据的连通，同时也能对建筑与建筑之间的数据进行互联，实现能源的共享，而4G网络通讯器或者WIFFI网络通讯器可以保证无线通讯器信号传输的稳定安全性和快速性。
较佳地，所述操作模块包括操作面板和显示器，且存储模块为作为数据库的数据储存器。
通过采用上述技术方案，操作面板和显示器可以有效的显示站控管理层中主控单元的信息处理结果，同时也能便于对站控管理层中主控单元进行管理控制。
较佳地，所述云服务器包括云数据库，且移动设备为带有软件模块的手机、笔记本或者平板设备。
通过采用上述技术方案，云数据库可以便于把建筑能源信息上传到网上，然后与移动设备连通，实现远程的管理与检查。
较佳地，所述绿色建筑能源系统的控制单元收发出建筑能耗收集指令时，每间隔15min由各建筑的感应模块采集信息进行分析处理后上传给站控管理层的主控制器，且主控制器对各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式在操作模块上显示来反映现场的运行状况和便于人员的检查管控。
通过采用上述技术方案，间隔15min采集信息并上传可以有效的保证数据的同步性，从而便于后期建筑与建筑之间信息连接或者能源互补的准确性。
综上所述：首先将各个建筑之间通过无中心网络实现数据的互联与能源的连通，然后建筑的设备模块中产能设备与耗能设备工作后配合感应模块中产能检测与耗能检测实时进行数据采集传递给绿色建筑能源系统的控制单元进行分析处理与对比，并计算出合理的产能与耗能配比，而建筑的安防模块与感应模块中的安防检测配合对建筑的安防进行管理，保证人员与财产的安全，同时各个绿色建筑能源系统的控制单元把数据信息传递给站控管理层的主控单元把各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式在操作模块上显示来反映现场的运行状况和便于人员的检查管控，同时上传到云服务器，通过建筑与建筑之间采用并行分布式无中心网络进行数据连通和资源的共享可以便于对建筑能源的管理提供能好互补，减少能源的消耗与能源不足不能互补的问题，同时利用绿色建筑能源系统的控制单元与站控管理层的主控制单元可以实现对建筑能耗的统一检查管理与分配，利用设备模块和感应模块可以便于实时检查楼宇的产能情况，同时也能检查整栋建筑或者建筑的单层单户耗能情况，绿色建筑能源系统的控制单元能够很好的对耗能与产能情况进行分析处理，并计算出合理的产能与耗能配比，利用站控管理层的主控器与云服务器信号连接可以实现快速的对建筑件能源的调度与远程管理各个建筑的能源情况，保证建筑能源正常运转，降低能源的消耗与能源不足的问题。
本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、首先搭建绿色建筑能源系统的控制单元，同时建筑与建筑之间的控制单元之间通过网络模块将网络与电源互连形成无中心网络，实现数据互联与能源的互通；
S2、每个建筑的控制单元连接本建筑的设备模块、感应模块和安防模块，实现对整栋建筑的信息数据采集和单层单户耗能信息的采集，同时对于整栋建筑的各节点安防进行管控；
S3、然后搭建站控管理层，实现站控管理层的主控单元把每个建筑都与主控单元进行网络连接，且各建筑的控制单元存储的数据会同步上传到主控单元，主控单元对数据信息处理分析汇总之后一并传递给存储模块；
S4、站控管理层的主控单元连接操作模块实现人员便捷管控各个建筑的数据信息与能源处理，而且主控单元会通过通讯单元把数据上传到网络中搭建的虚拟云服务器；
S5、虚拟云服务器便于各个建筑的控制单元或者外置的移动设备对各个建筑之间的能源生产与消耗信息进行查看，从而实现远程管控各个建筑之间的数据连通与资源共享，同时虚拟云服务器对于访问和管理实现数据加密与权限分控的形式给予不同访问人员不同的权限。
2.根据权利要求1所述的一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，其特征在于：所述绿色建筑能源系统的控制单元包括整栋的控制单元和单层单户的控制单元，且绿色建筑能源系统的控制单元与站控管理层的主控单元均包括带软件操作的中央处理器和A/D转换器。
3.根据权利要求1所述的一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，其特征在于：所述绿色建筑能源系统的设备模块包括产能设备、耗能设备和储电设备，且产能设备包括光伏供暖设备、光伏发电设备、风能发电设备和沼气池，耗能设备包括暖气设备、燃气设备、插座设备，照明设备和电梯设备，储电设备包括市政供电、蓄电池组、备用电源和电源管理。
4.根据权利要求1所述的一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，其特征在于：所述绿色建筑能源系统的感应模块包括产能检测、耗能检测和安防检测，且产能检测包括市电供给电表、电池电量检测、燃气供给检查和暖气供给检查，耗能检测包括智能电表、智能水表、智能气表和暖气计量表，安防检测包括烟雾传感器、燃气泄漏检测、温湿度传感器、监控摄像头和人员检测装置。
5.根据权利要求1所述的一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，其特征在于：所述绿色建筑能源系统的安防模块包括门禁模块、灭火模块、应急模块、报警模块和对讲模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，其特征在于：所述网络模块为自组织协同的并行分布式无中心网络，且通讯单元包括无线通讯器，所述无线通讯器为4G网络通讯器或者WIFFI网络通讯器。
7.根据权利要求1所述的一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，其特征在于：所述操作模块包括操作面板和显示器，且存储模块为作为数据库的数据储存器。
8.根据权利要求1所述的一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，其特征在于：所述云服务器包括云数据库，且移动设备为带有软件模块的手机、笔记本或者平板设备。
9.根据权利要求1所述的一种基于无中心网络的绿色建筑能源管理方法，其特征在于：所述绿色建筑能源系统的控制单元收发出建筑能耗收集指令时，每间隔15min由各建筑的感应模块采集信息进行分析处理后上传给站控管理层的主控制器，且主控制器对各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式在操作模块上显示来反映现场的运行状况和便于人员的检查管控。
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