CN111781884B - 一种能源监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能源监测系统，包括：信息采集装置、服务器以及三维可视监测装置；其中，所述信息采集装置用于分项采集能耗数据，并将所述能耗数据传输服务器；所述服务器用于将所述能耗数据进行统计分析，确定分析结果，并将所述能耗数据转换为三维能耗数据，将所述分析结果转换为三维分析结果；所述三维可视监测装置与所述服务器连接，其用于获取和显示所述三维能耗数据和三维分析结果。本发明的有益效果：通过分项采集的各项能源的使用情况数据直接传输服务器，不需经过多个系统采集，合并统计的过程，从而实现了资源的有效利用，解决了汇总复杂、重复建设的问题。

Description

一种能源监测系统

技术领域

本发明涉及能源管理技术领域，特别涉及一种能源监测系统。

背景技术

在整个社会发展过程中，由于人类缺乏对自然的认识，在谋求社会发展的过程中无节制的使用能源资源而造成能源枯竭、不可再生现象的发生，能耗问题日益凸显。近年来，由于世界范围内的能源紧张，能源价格日趋上涨，为了缓解能耗问题，各种节能改造项目层出不穷。而国家相关部门将节能减排指标落实到地区，由各省、市地区政府承担相应的节能任务。政府出面帮助和督促用能单位节能降耗，以行政命令结合扶持政策，鼓励用能单位进行节能改造。

随着科研院所、政府、学校、医院等单位能耗的开支费用日益增加，以及能源成本和节能指标的不断升高，如何促使用能机构通过深挖内部潜能寻找节能空间，以实现合理控制及减少能源消耗已成为节能项目的工作重点。

然而，现有技术中的能源监控装置，通过将统计数据与原有记录数据做对比，形成能耗报表和能耗曲线，整个统计周期长，且能耗数据罗列项目较多，不直观，在监控过程中会出现处理延误的现象，不能讲能源监控过程中出现的问题及时解决。尤其是现有技术中的多采用能耗数据随其系统，先分项统计、再汇总至管理平台，造成了资源浪费，重复建设，汇总复杂等问题。另外，现有技术中的能源监控装置，一方面要通过各装置采集数据形成报表；另一方面须配合使用人工巡检来完成对各耗能设备的监控。人工巡检耗费大量的人力成本以及时间成本。解决突发情况的能力差且不能准确定位，易造成更大的能源浪费。

发明内容

本发明提供能源监测系统，通过采用控制装置以及三维可视化监测装置的设计，将能源消耗转化为三维可视图像、数据与模拟实物的结合，使能源监测更为直观化。同时，控制装置的使用，使突发情况的处理效率大大提升。

一种能源监测系统，其特征在于，包括：信息采集装置、服务器以及三维可视监测装置，所述信息采集装置与所述服务器输入端电连接，所述三维可视监测装置与所述信息采集装置电连接；其中，

所述信息采集装置用于分项采集能耗数据，并将所述能耗数据传输服务器；

所述服务器用于将所述能耗数据进行统计分析，确定分析结果，并将所述能耗数据转换为三维能耗数据，将所述分析结果转换为三维分析结果；

所述三维可视监测装置与所述服务器连接，其用于获取和显示所述三维能耗数据和三维分析结果。

作为本发明的一种实施例：所述信息采集装置包括分项计量器、信息采集器和能耗设备；其中，

所述分项计量器与所述能耗设备电连接，所述信息采集器的输出端与所述分项计量器的输入端电连接；其中，

所述分项计量器包括：电分项计量器、水分项计量器、热分项计量器、燃气分项计量器。

作为本发明的一种实施例：所述分项计量器与所述信息采集器通过双绞屏蔽电缆链接，并以Modbus协议通讯进行数据传输；其中，当所述信息采集器接收到所述分项计量器的数据传输请求时，确定所述分项计量器的设备信息，当所述设备信息存储在所述信息采集器时，通过所述Modbus协议通讯返回回应动作；其中，

所述设备信息包括：设备地址、设备类别和设备许可码；

所述信息采集器与所述实时数据服务器通过双绞屏蔽电缆链接，并以TCP/IP协议通讯进行数据传输；其中，

所述TCP/IP协议用于所述分项计量器和所述信息采集器之间的通信链路进行检测和确认。

作为本发明的一种实施例：所述信息采集装置还用于验证所述信息采集装置采集的能耗数据的正确性，包括：

基于时间属性和需求特征，分别确定电量需求、水需求、热量需求和燃气需求，确定需求能耗数据；

将所述需求能耗数据与所述能耗数据进行对比，确定所述能耗数据的第一正确性；

基于时间属性和场景能耗，分别确定负载能耗、水消耗、热量消耗和燃气消耗，确定场景能耗数据；

将所述场景能耗数据与所述能耗数据进行对比，确定所述能耗数据的第二正确性；

根据所述第一正确性和第二正确性确定所述能耗数据的正确性。

作为本发明的一种实施例：所述服务器包括：实时数据服务器、接口服务器以及处理服务器；其中，

所述实时数据服务器用于实时获取所述能耗数据，并根据所述能耗数据构成动态更新的能耗数据库；

所述接口服务器与所述实时数据服务器连接，所述接口服务器用于在接收到对所述能耗数据进行数据分析指令时，对所述分析指令进行判别，当判别结果为指令可实现时，向所述处理服务器发送处理请求，并根据所述能耗数据的数据类型，确定所述处理服务器与所述接口服务器之间的数据传输通道；其中，

所述判别至少包括IP地址判别、接入认证判别和数据传输协议判别；

所述处理服务器用于通过三维网格化对所述能耗数据进行处理和三维转换。

作为本发明的一种实施例：所述处理服务器通过三维网格化对所述能耗数据进行处理，包括以下步骤：

步骤1：基于所述能耗数据的时间特征和分项采集，构建时间特征为横向特征、分项为竖直特征，能耗数据为纵向特征网格结构；

步骤2：基于所述网格结构，确定所述能耗数据的分布的三维坐标，并统计所述网格结构中的三维坐标，生成三维坐标曲线图；

步骤3：根据所述三维坐标曲线图确定所述能耗数据的数据参数，并将所述数据参数作为分析结果；其中，

所述数据参数至少包括波动参数和峰值参数。

作为本发明的一种实施例：所述处理服务器对所述能耗数据进行三维转换，包括以下步骤：

步骤1：基于所述能耗数据和接口服务器，确定所述能耗数据的统计分析模型H：

其中，所述d_t表示在t时刻的电量能耗；所述s_t表示在t时刻的水量能耗；所述r_t表示在t时刻的热量能耗；所述q_t表示在t时刻的燃气能耗；所述t表示时刻；所述n表示采集能耗数据的次数；

步骤2：根据所述统计分析模型，确定所述能耗数据的统计分析量A(t)：

步骤3：预设期望统计分析量A′(t)基于所述统计分析量A(t)构建所述能耗函数的三维可视化约束函数y(t)：

其中，所述η为数据可靠因子；所述

表示所述能耗数据的做功因素；

步骤4：根据所述约束函数y(t)和所述分析模型H，确定所述能耗数据的三维特征量模型k：

其中，所述e^2πf(t-t0)/2表示所述能耗函数的三维数据集合；所述f表示三维角频率；所述(t-t₀)表示在监测的时间段；

步骤5：根据所述三维特征量模型k，分别代入t时刻的电能能耗、水量能耗、热量能耗、燃气能耗和时刻t，将所述能耗数据转换为三维能耗数据。

作为本发明的一种实施例：所述三维可视监测装置包括三维视图模块、信息反馈模块和控制设备；其中，

所述三维视图模块用于接收并显示三维能耗数据以及三维分析结果；

所述信息反馈模块与多个所述控制装置电连接，根据所述服务器的三维分析结果向多个所述控制设备发送控制指令；其中，

所述三维视图模块包括：能耗查询子模块、导航子模块、巡检子模块以及能耗概览子模块；

所述控制设备设置于所述耗能设备的能源输入端，所述控制设备用于接收三维可视监测装置所发出的控制指令；其中，

所述控制装置包括：控制模块以及报警模块；

所述控制模块用于基于三维可视监测装置所发出的控制指令，控制开启能源输入或停止能源输入。

所述报警模块用于在停止能源输入时，发出警报。

作为本发明的一种实施例：三维可视监测装置还包括三维图像处理模块，所述三维图像处理模块用于通过渲染功能对增强所述三维能耗数据和三维分析结果的显示效果；

所述三维图像处理模块包括：

预处理单元：用于创建主线程链路和辅线程链路；其中，

所述主线程链路用于标记渲染区域，所述辅线程链路用于标记不需要处理的区域，并对不需要处理的区域进行封装；

渲染单元：用于提取所述辅线程链路的三维图像特征，并基于所述三维图像特征对所述渲染区域进行渲染，并将渲染后的区域转移到辅线程链路，所述辅线程链路对所述渲染后的区域进行封装；

处理单元：用于整合所述封装的区域，重新生成三维能耗数据和三维分析结果。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：通过设置分项计量器，可以通过信息采集器将各个分项计量器获得的能耗数据信息采集、并上传至服务器，以使得各类能源消耗情况都能被及时、准确的获取，避免了资源的浪费以及重复建设、汇总复杂问题的发生。通过实时数据服务器、接口服务器以及处理服务器的设置，被获取的能耗数据被直接转化为三维可视图像，使能耗数据的展示更为直观、准确，缩短了数据统计的周期时间，保证了监控实施效率；通过巡检模块的设置，可以直接在三维可视图像模块中进行模拟现实的巡检，替代了传统技术中的人工巡检，从而节省了时间成本以及人工成本，同时，在发生能耗问题时能够被及时发现、及时处理，增加了能源使用的安全指数。通过控制装置的设置，当耗能设备出现问题时，通过三维可视监测装置找出具体问题设备，向该设备对应的控制装置发出指令，阻止该能好设备继续工作，从而避免了能源的不必要浪费，也为工作人员节省了处理时间。还通过增加信息反馈模块，可以将出现能耗异常的信息反馈给负责人，保证管理员能够及时处理，避免了因处理不及时造成的能源浪费。通过上述技术方案，本发明实现了对能源消耗的有效管理与监测。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种能源监测系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1所示，本发明公开了一种能源监测系统，包括：信息采集装置、服务器以及三维可视监测装置，所述信息采集装置与所述服务器输入端电连接，所述三维可视监测装置与所述信息采集装置电连接；其中，

所述信息采集装置用于分项采集能耗数据，并将所述能耗数据传输服务器；

本发明通过分项采集分别采集电量、水量、热量和燃气的消耗数据，分项采集是利用多个分项计量器与耗能设备电连接，可以分别从电耗能设备、水耗能设备、燃气耗能设备以及热耗能设备单独获取能耗数据信息，然后通过信息采集器来采集各个分项计量器所获取的能耗数据信息。其中需要说明的是，电耗能设备可以为电视、冰箱、洗衣机以及热水器，但不限于上述四种电耗能设备。水耗能设备可以为洗衣机、洗碗机，但不限于上述两种水耗能设备。

所述服务器用于将所述能耗数据进行统计分析，确定分析结果，并将所述能耗数据转换为三维能耗数据，将所述分析结果转换为三维分析结果；本发明的服务器主要作用为三种，实时提取能耗数据、数据传输的链路和接口确定以及数据的处理即三维数据转换和数据分析。服务器输出的数据已经是是三维数据可视化数据了。

所述三维可视监测装置与所述服务器连接，其用于获取和显示所述三维能耗数据和三维分析结果。三维可视装置主要用于显示三维转换后的三维可视化数据，同事具有渲染功能对输出的不清楚的可视化数据进行渲染，获取增强的可视化数据。

本发明的有益效果在于：将该三维能耗数据以及三维显示结果发送至三维可视监测装置，以三维可视图像展现。本发明使用的分项计量器分别与信息采集器电连接，其中可以通过有线和无线两种方式进行连接，其中无线方式为以下几种红外线、蓝牙、WIFI、GPRS、3G、4G等；有线传输，具体的可以通过双绞屏蔽电缆链接，并以Modbus协议通讯将采集到的能耗数据传输。本发明通过将信息采集装置进行分项采集信息，最终将信息以三维立体图像的形式呈现。当用户对某项能耗数据进行查询时，三维可视监测装置就会在立体图像中显示出用户想要查询的某个地点的某项能源的消耗情况。使用户可以直观、快速、准确的查询到所需信息。且本发明的信息采集器与实时数据服务器电连接，其中可以通过有线和无线两种方式进行连接，其中无线方式为以下几种红外线、蓝牙、WIFI、GPRS、3G、4G等；有线传输，具体的可以为通过双绞屏蔽电缆链接，并以TCP/IP协议通讯将采集的能耗数据传输给实时数据服务器。由于分项采集的各项能源的使用情况数据直接传输服务器，不需经过多个系统采集，合并统计的过程，从而实现了资源的有效利用，解决了汇总复杂、重复建设的问题。

实施例2：

作为本发明的一种实施例：所述信息采集装置包括分项计量器、信息采集器和能耗设备；其中，

所述分项计量器与所述能耗设备电连接，所述信息采集器的输出端与所述分项计量器的输入端电连接；其中，

所述分项计量器包括：电分项计量器、水分项计量器、热分项计量器、燃气分项计量器。

在本发明中：所述分项计量器包括，电分项计量器、水分项计量器、热分项计量器、燃气分项计量器。本发明使用的分项计量器，不仅限于本实施例所说明的几种分项计量器。可以根据实际的应用需求，按照不同的需求进行能源种类的划分，并对相应能源消耗情况产生的数据进行分开统计。其中，电分项计量器可以为电表等；水分项计量器可以为水表等；燃气分项计量器可以为燃气表等。电分项计量器的输出端与所述信息采集器的输入端电连接。每个所述水分项计量器的输出端与所述信息采集器的输入端电连接。每个所述热分项计量器的输出端与所述信息采集器的输入端电连接。每个所述燃气分项计量器的输出端与所述信息采集器的输入端电连接。需要说明的是，分项计量器与信息采集器可以通过有线和无线两种方式进行连接，其中无线方式为以下几种红外线、蓝牙、WIFI、GPRS、3G、4G等；有线传输，具体的可以为通过双绞屏蔽电缆链接，并以TCP/IP协议通讯将采集的能耗数据传输给实时数据服务器。从而实现了快速、准确的获得各项能源的消耗情况的技术效果。

实施例3：

作为本发明的一种实施例：所述分项计量器与所述信息采集器通过双绞屏蔽电缆链接，并以Modbus协议通讯进行数据传输；其中，

当所述信息采集器接收到所述分项计量器的数据传输请求时，确定所述分项计量器的设备信息，当所述设备信息存储在所述信息采集器时，通过所述Modbus协议通讯返回回应动作；其中，

所述设备信息包括：设备地址、设备类别和设备许可码；

所述信息采集器与所述实时数据服务器通过双绞屏蔽电缆链接，并以TCP/IP协议通讯进行数据传输；其中，

所述TCP/IP协议用于所述分项计量器和所述信息采集器之间的通信链路进行检测和确认。

本发明的原理在于：本发明的分项计量器与所述信息采集器基于Modbus协议进行数据传输，Modbus协议是一个master/slave架构的协议，可以通过设置设备验证使得分项计量器和信息采集器是适配的。基于设定的验证程序，判断分项计量器是不是信息采集器中已经预存计量设备信息，当信息相同时，返回一个回应动作响应，进而通过分项计量器进行数据传输。同样，TCP/IP协议也用于对通信的链路进行检查测和确认。

本发明的有益效果在于：本发明的通过Modbus协议对分项计量器和信息采集器的适配性进行确定，判断。进而保证分项计量器采集的数据都是本发明需要监测的数据。通过链路监测和确认，保证通信链路可以提高数据的传输速度，也可以保证数据传输的安全性。

实施例4：

作为本发明的一种实施例：所述信息采集装置还用于验证所述信息采集装置采集的能耗数据的正确性，包括：

基于时间属性和需求特征，分别确定电量需求、水需求、热量需求和燃气需求，确定需求能耗数据；本发明基于时间属性，时间属性即监测的时间，包括每个时刻和时段；时段可以为预设的时段，也可以为一整天，整月，整年等等。而需求特征是负载设备、水消耗设备、热量消耗场景和环境、燃气消耗设备需要消耗的设备，进而本发明通过时间属性手机需求能耗数据。

将所述需求能耗数据与所述能耗数据进行对比，确定所述能耗数据的第一正确性；在理想情况下，正常能耗数据和需求能耗数据是相同的，进而通过需求能耗数据和能耗数据的误差，判断能耗数据的正确性。

基于时间属性和场景能耗，分别确定负载能耗、水消耗、热量消耗和燃气消耗，确定场景能耗数据；场景能耗是不同的场景能耗数据也是不同的，本发明基于场景的不同，进而确定各个场景的能耗设备耗能量和耗能时间，确定各个场景的数据。

将所述场景能耗数据与所述能耗数据进行对比，确定所述能耗数据的第二正确性；在理想情况下，理想的场景能耗数据和所述能耗数据也是相同的。根据第二正确性也可以判断能耗数据的正确性。

根据所述第一正确性和第二正确性确定所述能耗数据的正确性。

当本发明的第一正确性和第二正确性相差不大时，表示采集的能耗数据正确。

本发明的有益效果在于：本发明基于时间、场景、需求通过对两次对能耗数据的正确性进行判断，当能耗数据的正确性与两次对比的需求能耗数据和场景能耗数据相差不大时，判断所述能耗数据正确。进而保证了监测的能耗数据正确。

实施例5：

作为本发明的一种实施例：所述服务器包括：实时数据服务器、接口服务器以及处理服务器；其中，

所述实时数据服务器用于实时获取所述能耗数据，并根据所述能耗数据构成动态更新的能耗数据库；

所述接口服务器与所述实时数据服务器连接，所述接口服务器用于在接收到对所述能耗数据进行数据分析指令时，对所述分析指令进行判别，当判别结果为指令可实现时，向所述处理服务器发送处理请求，并根据所述能耗数据的数据类型，确定所述处理服务器与所述接口服务器之间的数据传输通道；其中，

所述判别至少包括IP地址判别、接入认证判别和数据传输协议判别；

所述处理服务器用于通过三维网格化对所述能耗数据进行处理和三维转换。

本发明的原理在于：本发明的服务器包括实时数据服务器、接口服务器以及处理服务器，实时数据服务器会生成能耗数据库，并对能耗数据库进行实时更新。接口服务器提供数据传输的通道，而且对数据传输的两方进行验证，用于保证能耗数据的正确性和安全性。处理服务器基于三维网格化的处理方式对能耗数据进行处理，进而通过三维转化，转化为三维可视化数据。

本发明的有益效果在于：本发明通过服务器的通过实时数据服务器、接口服务器以及处理服务器的设置，被获取的能耗数据被直接转化为三维可视图像，使能耗数据的展示更为直观、准确，缩短了数据统计的周期，保证了监控实施效率。

实施例6：

作为本发明的一种实施例：所述处理服务器通过三维网格化对所述能耗数据进行处理，包括以下步骤：

步骤1：基于所述能耗数据的时间特征和分项采集，构建时间特征为横向特征、分项为竖直特征，能耗数据为纵向特征网格结构；

步骤2：基于所述网格结构，确定所述能耗数据的分布的三维坐标，并统计所述网格结构中的三维坐标，生成三维坐标曲线图；

步骤3：根据所述三维坐标曲线图确定所述能耗数据的数据参数，并将所述数据参数作为所述分析结果；其中，

所述数据参数至少包括波动参数和峰值参数。

本发明的原理在于：本发明通过三维网格化的数据处理方式，将能耗数据通过网格结构进行三维转化，且本发明是立体的三维转化。而本发明的在通过三维转化后通过三维坐标生成的三维坐标曲线，而三维坐标曲线可以根据曲线的波动参数和峰值参数判断能耗是按照一定的规律运行，还是波动与正常运行波动不符合的波动参数。

本发明的有益效果在于：本发明通过能耗数据的三维网格化处理，能够判断基于网格情况下的立体三维坐标生成对应的坐标曲线图，进而判断能耗数据是否波动异常，进而判断监测的能源设备是否故障。

实施例7：

作为本发明的一种实施例：所述处理服务器对所述能耗数据进行三维转换，包括以下步骤：

步骤1：基于所述能耗数据和接口服务器，确定所述能耗数据的统计分析模型H：

其中，所述d_t表示在t时刻的电量能耗；所述s_t表示在t时刻的水量能耗；所述r_t表示在t时刻的热量能耗；所述q_t表示在t时刻的燃气能耗；所述t表示时刻；所述n表示采集能耗数据的次数；

步骤2：根据所述统计分析模型，确定所述能耗数据的统计分析量A(t)：

步骤3：预设期望统计分析量A′(t)基于所述统计分析量A(t)构建所述能耗函数的三维可视化约束函数y(t)：

其中，所述η为数据可靠因子；所述

表示所述能耗数据的做功因素；

步骤4：根据所述约束函数y(t)和所述分析模型H，确定所述能耗数据的三维特征量模型k：

其中，所述

表示所述能耗函数的三维数据集合；所述f表示三维角频率；所述(t-t₀)表示在监测的时间段；

步骤5：根据所述三维特征量模型k，分别代入t时刻的电能能耗、水量能耗、热量能耗、燃气能耗和时刻t，将所述能耗数据转换为三维能耗数据。

本发明通过构建能耗数据的统计分析模型，确定能耗数据的状态量，进而确定在三维转化时的约束函数，然后通过把约束函数代入三维统计分析模型，得到能耗数据的三维特征量模型，最终通过将任意时刻的能耗参数进行代入，确定最终的三维能耗数据。本发明的三维数据转化的方式，通过约束函数对所述能耗数据进行转换，进而保证能耗数据不仅可以三维转换，还保证了三位转换后的能耗数据正确性。

实施例8：

作为本发明的一种实施例：所述三维可视监测装置包括三维视图模块、信息反馈模块和控制设备；其中，

所述三维视图模块用于接收并显示三维能耗数据以及三维分析结果；

所述信息反馈模块与多个所述控制装置电连接，根据所述服务器的三维分析结果向多个所述控制设备发送控制指令；其中，

所述三维视图模块包括：能耗查询子模块、导航子模块、巡检子模块以及能耗概览子模块；

所述控制设备设置于所述耗能设备的能源输入端，所述控制设备用于接收三维可视监测装置所发出的控制指令；其中，

所述控制装置包括：控制模块以及报警模块；

所述控制模块用于基于三维可视监测装置所发出的控制指令，控制开启能源输入或停止能源输入。

所述报警模块用于在停止能源输入时，发出警报。

本发明的原理和有益效果在于：能耗查询子模块、导航子模块、巡检子模块以及能耗概览子模块。如上所述实时数据服务器、接口服务器以及处理服务器将信息采集器传送的数据进行简单的处理分析最终以三维能耗数据以及三维分析结果发送至三维可视监测装置，三维可视监测装置中三维视图模块的可以对上述数据进行下一步处理包括：查询、导航、巡检以及概览。能耗查询子模块：能够准确的对任一能耗表数据进行实时查询。能耗导航子模块：将某个问题设备的所在的位置在三维可视图像上显示出来。巡检子模块：将各个设备的能耗使用情况与预定范围进行巡回检查。能耗概览子模块：显示所选区域内的所有设备的能源消耗情况。本发明三维可视监测装置也可根据各种耗能设备的能耗使用情况进行停止或开启能源输送，从而控制能耗，实现能源的有效管理。而当用户或管理员需要查询能耗使用情况时，通过查询模块可以调取三维能耗数据以及三维分析结果，提高了查询速度。

根据上述实施例所述的能源监测系统，其中，还包括：多个控制装置，所述控制装置设置在每个所述耗能设备的能源输入端，与所述三维可视监测装置电连接，用于接收三维可视监测装置所发出的控制指令。

根据上述实施例所述的能源监测系统，其中，所述控制装置包括：控制模块以及报警模块。所述控制模块，与所述三维可视监测装置电连接，基于三维可视监测装置所发出的控制指令，控制开启能源输入或停止能源输入。所述报警模块，与所述控制模块连接，当停止能源输入时发出警报，提醒管理员对该问题设备及时处理。

实施例9：

作为本发明的一种实施例：三维可视监测装置还包括三维图像处理模块，所述三维图像处理模块用于通过渲染功能对增强所述三维能耗数据和三维分析结果的显示效果；

所述三维图像处理模块包括：

预处理单元：用于创建主线程链路和辅线程链路；其中，

所述主线程链路用于标记渲染区域，所述辅线程链路用于标记不需要处理的区域，并对不需要处理的区域进行封装；

渲染单元：用于提取所述辅线程链路的三维图像特征，并基于所述三维图像特征对所述渲染区域进行渲染，并将渲染后的区域转移到辅线程链路，所述辅线程链路对所述渲染后的区域进行封装；

处理单元：用于整合所述封装的区域，重新生成三维能耗数据和三维分析结果。

本发明的原理和有益效果在于：本发明通过对能耗数据和分析结果进行三维转化后，得到的三维可视化图像可能会因为数据类型的不同，以不同的颜色进行数据化展示，但是数据化展示时，可能会因为颜色误差或者数据传输时的链路问题，导致三维转化后的能耗数据的三维图像会存在不清楚的问题，本发明通过构建主线程链路和辅线程链路，将完好是数据通过辅线程链路进行封装，所述主线程链路用于对需要进行处理的图像进行渲染。进而当所有的三维图像都通过辅线程链路封装时，生成最终的目标三维能耗数据和三维分析结果，用以保证输出的三维可视化图像都是标准图像。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种能源监测系统，其特征在于，包括：信息采集装置、服务器以及三维可视监测装置；其中，

所述信息采集装置用于分项采集能耗数据，并将所述能耗数据传输至服务器；

所述服务器用于将所述能耗数据进行统计分析，确定分析结果，并将所述能耗数据转换为三维能耗数据，将所述分析结果转换为三维分析结果；

所述三维可视监测装置与所述服务器连接，其用于获取和显示所述三维能耗数据和三维分析结果；其中，

所述服务器包括：实时数据服务器、接口服务器以及处理服务器；其中，

所述实时数据服务器用于实时获取所述能耗数据，并根据所述能耗数据构成动态更新的能耗数据库；

所述接口服务器与所述实时数据服务器连接，所述接口服务器用于在接收到对所述能耗数据进行数据分析指令时，对所述分析指令进行判别，当判别结果为指令可实现时，向所述处理服务器发送处理请求，并根据所述能耗数据的数据类型，确定所述处理服务器与所述接口服务器之间的数据传输通道；其中，

所述判别至少包括IP地址判别、接入认证判别和数据传输协议判别；

所述处理服务器用于通过三维网格化对所述能耗数据进行处理和三维转换；

所述处理服务器通过三维网格化对所述能耗数据进行处理，包括以下步骤：

步骤1：基于所述能耗数据的时间特征和分项采集，构建时间特征为横向特征、分项为竖直特征，能耗数据为纵向特征网格结构；

步骤2：基于所述网格结构，确定所述能耗数据的分布的三维坐标，并统计所述网格结构中的三维坐标，生成三维坐标曲线图；

步骤3：根据所述三维坐标曲线图确定所述能耗数据的数据参数，并将所述数据参数作为分析结果；其中，

所述数据参数至少包括波动参数和峰值参数。

2.根据权利要求1所述一种能源监测系统，其特征在于，所述信息采集装置包括分项计量器和信息采集器；其中，

所述分项计量器与能耗设备电连接，所述信息采集器的输入端与所述分项计量器的输出端电连接；其中，

所述分项计量器包括：电分项计量器、水分项计量器、热分项计量器、燃气分项计量器。

3.根据权利要求2所述一种能源监测系统，其特征在于，所述分项计量器与所述信息采集器通过双绞屏蔽电缆链接，并以Modbus协议通讯进行数据传输；其中，

当所述信息采集器接收到所述分项计量器的数据传输请求时，确定所述分项计量器的设备信息，当所述设备信息存储在所述信息采集器时，通过所述Modbus协议通讯返回回应动作；其中，

所述设备信息包括：设备地址、设备类别和设备许可码；

所述信息采集器与所述服务器通过双绞屏蔽电缆链接，并以TCP/IP协议通讯进行数据传输；其中，

所述TCP/IP协议用于所述分项计量器和所述信息采集器之间的通信链路进行检测和确认。

4.根据权利要求1所述一种能源监测系统，其特征在于，所述信息采集装置还用于验证所述信息采集装置采集的能耗数据的正确性，包括：

基于时间属性和需求特征，分别确定电量需求、水需求、热量需求和燃气需求，确定需求能耗数据；

将所述需求能耗数据与所述能耗数据进行对比，确定所述能耗数据的第一正确性；

基于时间属性和场景能耗，分别确定负载能耗、水消耗、热量消耗和燃气消耗，确定场景能耗数据；

将所述场景能耗数据与所述能耗数据进行对比，确定所述能耗数据的第二正确性；

根据所述第一正确性和第二正确性确定所述能耗数据的正确性。

5.根据权利要求1所述一种能源监测系统，其特征在于，所述处理服务器对所述能耗数据进行三维转换，包括以下步骤：

步骤1：基于所述能耗数据和接口服务器，确定所述能耗数据的统计分析模型H：

其中，所述d_t表示在t时刻的电量能耗；所述s_t表示在t时刻的水量能耗；所述r_t表示在t时刻的热量能耗；所述q_t表示在t时刻的燃气能耗；所述t表示时刻；

步骤2：根据所述统计分析模型，确定所述能耗数据的统计分析量A(t)：

所述n表示采集能耗数据的次数；

步骤3：预设期望统计分析量A′(t)，并基于所述统计分析量A(t)构建能耗函数的三维可视化约束函数y(t)：

其中，所述η为数据可靠因子；所述

表示所述能耗数据的做功因素；

步骤4：根据所述三维可视化约束函数y(t)和所述分析模型H，确定所述能耗数据的三维特征量模型k：

其中，所述

表示所述能耗函数的三维数据集合；所述f表示三维角频率；所述(t-t₀)表示在监测的时间段；

步骤5：根据所述三维特征量模型k，分别代入t时刻的电能能耗、水量能耗、热量能耗、燃气能耗和时刻t，将所述能耗数据转换为三维能耗数据。

6.根据权利要求1所述一种能源监测系统，其特征在于，所述三维可视监测装置包括三维视图模块、信息反馈模块和控制设备；其中，

所述三维视图模块用于接收并显示三维能耗数据以及三维分析结果；

所述信息反馈模块与多个所述控制设备电连接，根据所述服务器的三维分析结果向多个所述控制设备发送控制指令；其中，

所述三维视图模块包括：能耗查询子模块、导航子模块、巡检子模块以及能耗概览子模块；

所述控制设备设置于耗能设备的能源输入端，所述控制设备用于接收三维可视监测装置所发出的控制指令；其中，

所述控制设备包括：控制模块以及报警模块；

所述控制模块用于基于三维可视监测装置所发出的控制指令，控制开启能源输入或停止能源输入；

所述报警模块用于在停止能源输入时，发出警报。

7.根据权利要求1所述一种能源监测系统，其特征在于，所述三维可视监测装置还包括三维图像处理模块，所述三维图像处理模块用于通过渲染功能对增强所述三维能耗数据和三维分析结果的显示效果；

所述三维图像处理模块包括：

预处理单元：用于创建主线程链路和辅线程链路；其中，

所述主线程链路用于标记渲染区域，所述辅线程链路用于标记不需要处理的区域，并对不需要处理的区域进行封装；

渲染单元：用于提取所述辅线程链路的三维图像特征，并基于所述三维图像特征对所述渲染区域进行渲染，将渲染后的区域转移到辅线程链路，所述辅线程链路对所述渲染后的区域进行封装；

处理单元：用于整合所述封装的区域，重新生成三维能耗数据和三维分析结果。

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