CN112578719A - 建筑能耗监控管理系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利涉及一种建筑能耗监控管理系统，包括多个照明区域，各个照明区域内均设有多个照明灯、以及人流量数据采集器，还包括控制模块，控制模块包括时间控制模块、控制单元、以及显示器；控制单元与各个照明区域内的照明灯电连接。本发明专利还涉及监控方法，包括建筑能耗监控管理系统，还包括远程后台，控制模块还包括无线信号传输模块，无线信号传输模块与控制单元电连接，控制模块通过对人流量数据采集器采集的数据信号的处理以及与光线采集器采集的数据信号的对比来对建筑内的光亮度进行调节。本发明专利通过控制模块能够最大程度的做到能耗的节省，便捷实用。

Description

建筑能耗监控管理系统及监控方法

技术领域

本发明专利涉及一种建筑能耗监控管理系统及监控方法。

背景技术

随着人民生活水平的不断提高，建筑行业的高速发展，中国建筑能耗的总量逐年上升，为减少能源总消费量和主要污染物排放总量，现有技术中提出将新时期信息技术与原建筑能源监管系统进行深度融合，在实现能耗数据的实时准确采集与展示的同时，利用大数据技术，统计建筑信息和运行状态，并可实现运行调控，对建筑用能进行智慧化管理。同时实时数据也可指导能耗定额的实时制定，形成动态能耗定额，对于建筑能耗可进行及时管理。现有的建筑中，不管白天还是晚上或者是有人或者没人，建筑内的照明灯都会处于常开状态，极大了消耗了电能，对电力资源造成了极大的浪费十分不便。

发明内容

本发明专利的第一个目的是提供一种建筑能耗监控管理系统来对建筑内的各个照明灯进行开合控制，极大程度的节省能源的损耗。

实现本发明专利目的的技术方案是：本发明专利包括多个照明区域，各个照明区域内均设有多个照明灯、以及用于监测对应的照明区域内人流量的人流量数据采集器，还包括用于接收和处理各个照明区域内的人流量数据采集器的数据信号、并可将处理后的数据信号输出的控制模块，控制模块包括输入模块、时间控制模块、控制单元、以及显示器；

输入模块，用于设定各个数据的参考值；

时间控制模块，用于控制监测人流量的时间；

显示器，用于显示各个照明区域内照明灯的开闭状态；

控制单元，用于控制人流量数据采集器的开闭、寄存来自人流量数据采集器的数据信号，并对数据信号进行译码和输出；

输入模块、时间控制模块和显示器均与控制单元电连接，控制单元与各个照明区域内的照明灯电连接，控制模块内的控制单元通过接收各个人流量数据采集器的数据信号、并对数据信号进行译码后输出至各个照明灯来控制各个照明区域内的各个照明灯开合。

还包括用于人流量和光亮度进行信号存储和监测的远程后台，控制模块内设有可将控制单元内存储的数据信号通信传输至远程后台的无线信号传输模块，无线信号传输模块与控制单元电连接，所述显示器上设有报警器，报警器与控制单元电连接。

各个照明区域内均设有用于检测各个照明区域内照明的光亮度的光线采集器，光线采集器与控制单元电连接，控制单元控制光线采集器的开闭并对光线采集器采集的数据信号进行存储、译码和输出，控制单元通过数据信号输出至各个照明区域内的各个照明灯来控制各个照明区域内的光亮度。

各个照明区域内均设有用于安装和调节人流量数据采集器的设备安装板，所述设备安装板包括用于固定安装在建筑墙体上的主架和副架；所述主架包括固定架和调节安装板；固定架上设有球槽，调节安装板上设有球头；调节安装板通过球头与球槽的配合和固定架形成转动连接；调节安装板相对固定架的转动角度通过球头与球槽的摩擦力锁定，或者通过锁定组件锁定；所述调节安装板上设有磁吸体；所述副架上设有与磁吸体配合磁性吸附的被磁吸体。

上述锁定组件包括多个设置在固定架与调节安装板之间的伸缩软管；伸缩软管的两端分别与固定架和调节安装板固定连接；所述伸缩软管包括可折叠收缩并形成状态锁定的本体。

上述固定架上对应伸缩软管的位置设有第一连接柱；调节安装板上对应伸缩软管的位置设有第二连接柱；伸缩软管的两端分别与对应的第一连接柱、第二连接柱固定连接。

本发明专利的第二个目的是提供一种监控方法，通过控制模块和远程后台的通信连接对建筑内的照明灯以及各个照明区域内的光亮度进行调节，从而在保证光亮度的同时也能对建筑内的能耗进行监控和管理。

实现本发明专利目的的技术方案是：本发明专利包括以下操作步骤：

S1、通过输入模块预先将人流量的参考值设置为N1，人流量数据采集器采集的人流量设为N，照明区域的运营时间设为T1，照明区域的非运营时间设为T2，将光线采集器采集的光亮度设为L，人流量数据采集器间隔工作的时间设为T3，光线采集器间隔工作的时间设为T4；

当照明区域处于运营时间T1，且当N≥N1时，光亮度的设定的参考值为L1；

当照明区域处于运营时间T1，且当N＜N1时，光亮度的设定的参考值为L2；

当照明区域处于非运营时间T2，且当N≥N1时，光亮度的设定的参考值为L3；

当照明区域处于非运营时间T2，且当N＜N1时，光亮度的设定的参考值为L4；

其中L1＞L2＞L3＞L4；

当照明区域处于非运营时间T2，且当N＝0时，设定各个照明区域内的照明灯关闭；

在显示器上显示设定的人流量N1；

在显示器上显示照明区域的运营时间T1或非运营时间T2；

在显示器上显示设定的人流量数据采集器间隔工作的时间T3；

在显示器上显示设定的光线采集器间隔工作的时间T4；

在显示器上显示光亮度的参考值L1或L2或L3或L4；

S2、时间控制模块将时间信号传输至控制单元，控制单元在T3时间控制人流量数据采集器打开并对各个照明区域的人流量进行数据采集，控制单元在T4时间内将光线采集器打开并对各个照明区域内的明亮度进行数据采集；

S3、人流量数据采集器将T3时间内采集的数据信号传输至控制单元，光线采集器将T4时间内采集的数据信号传输至控制单元；

S4、将人流量数据采集器采集的人流量N与参考值N1对比，来选取光亮度的参考值；

当L＞L1或L＞L2 或L＞L3或 L＞L4时，通过控制单元控制部分照明灯关闭，来降低照明区域内的光亮度；

当L＝L1或L＝L2 或L＝L3 或L＝L4时，无需调整；

当L＜L1或L＜L2或L＜L3或L＜L4时，控制单元将数据信号传输至显示器；

S5、控制单元对人流量数据采集器采集的人流量N，以及光线采集器的采集的光亮度L进行数据存储，当 L＜L1或L＜L2或L＜L3或L＜L4时，控制单元将数据信号反馈至显示器和报警器，显示器上显示L过低的照明区域，报警器进行报警提示，警示操作人员对照明灯进行检查，控制单元内存储的人流量N和光亮度L通过无线信号传输模块传递至远程后台。

各个照明区域在S2中通过输入模块划分成展示区和公共区，当照明区域属于展示区时，照明区域内的各个照明灯常开。

时间控制模块将时间信号传输至控制单元，控制单元根据时间信号将运营时间划分成工作日的运营时间和非工作日的运营时间，在输入模块设置工作日的运营时间T11和非工作日的运营时间T12；

当各个照明区域在T11时间段内进行照明时，各个照明区域内的所有照明灯通过控制模块控制部分照明灯开启；

当各个照明区域在T12时间段内进行照明时，各个照明区域内的所有照明灯通过控制模块控制全部照明灯开启。

远程后台接收到来自控制单元的人流量N和光亮度L的数据信号后，根据各个照明区域的人流量N和光亮度L的数值，针对各个照明区域，通过安装或者拆卸设备安装板，来适配各个照明区域内的光亮度。

本发明专利具有积极的效果：（1）本发明专利通过在各个照明区域内设置控制模块来控制各个照明区域内照明灯的开闭，设置人流量数据采集器对照明区域内的人流量进行统计，通过对人流量的监控来针对人流量的不同来控制各个照明区域内的光亮度，有效的解决了现有技术中建筑内的能耗的浪费，具有较好的可调节性，并且在调节的过程中极大的节省了电力资源。

（2）本发明专利通过设置远程后台和无线信号传输模块将控制模块内接收到的人流量的数值和光亮度的数值进行存储，并将其传输至远程后台，供操作人员监控，并及时做出消息的反馈，可以对各个照明区域进行远程的监控和保护，安全实用。

（3）本发明专利通过在照明区域内设置光线采集器，对各个照明区域内的光亮度进行采集，从而更好的与控制模块内的设定值进行对比，可以实时的对照明区域进行监控，保证了各个照明区域内照明灯的正常工作，同时通过光亮度的数据信号的反馈来调节照明灯的开闭，从而更好的起到节省电力资源的作用，高效实用。

（4）本发明专利通过调整安装板能够对人流量数据采集器的监测角度进行有效调整，而不需要进行拆装处理，并通过副架上的被磁吸体能够方便后续人流量数据采集器的拆装。

（5）本发明专利通过对伸缩软管的布局优化设计，能够进一步增加监测设备的监测角度调整多样化。

（6）本发明专利通过设置监控方法，在控制模块上通过输入模块设置参考值，并通过实际采集的人流量的值以及光亮度的值与参考值做对比，并根据对比的结果通过控制单元对各个照明灯进行开闭控制，能够更加精细化的对照明区域以及各个照明区域内的各个照明灯进行开闭控制，从而控制照明区域内整体的光亮度，可以高效的节省建筑内的电力资源，高效实用。

（7）本发明专利将各个照明区域通过输入模块划分成展示区和公共区，将展示区内的照明灯设置成常开，使建筑整体更加美观。

（8）本发明专利通过将运营时间划分成工作日的运营时间和非工作日的运营时间，针对不同运营时间下对各个照明区域内的照明灯进行控制，并在条件合理的情况下，尽可能的减少电力能源的消耗，便捷实用。

附图说明

为了使本发明专利的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明专利作进一步详细的说明，其中

图1为本发明专利中建筑能耗监控管理系统的整体结构示意图；

图2为本发明专利中控制模块内部元器件的结构示意图；

图3为本发明专利中设备安装板的整体结构示意图；

图4为本发明专利中副架的结构示意图；

图5为本发明专利中固定架的结构示意图；

图6为本发明专利中调节安装板与磁吸体的连接结构示意图；

图7为本发明专利中调节安装板的整体结构示意图。

具体实施方式

见图1至图7，本发明专利涉及一种建筑能耗监控管理系统，包括多个照明区域，各个照明区域内均设有多个照明灯、以及用于监测对应的照明区域内人流量的人流量数据采集器，人流量数据采集器的型号为NBX-56C型客流量计数器，还包括用于接收和处理各个照明区域内的人流量数据采集器的数据信号、并可将处理后的数据信号输出的控制模块，控制模块包括输入模块、时间控制模块、控制单元、以及显示器；

输入模块，用于设定各个数据的参考值；输入模块可以是设置在显示器上的按钮，也可以是与显示器一体成型的触屏按钮或者是键盘、鼠标等；

时间控制模块，用于控制监测人流量的时间；时间控制模块为DS1302芯片；

显示器，用于显示各个照明区域内照明灯的开闭状态；

控制单元，用于控制人流量数据采集器的开闭、寄存来自人流量数据采集器的数据信号，并对数据信号进行译码和输出，控制单元的型号为STM32F103VET6；

输入模块、时间控制模块和显示器均与控制单元电连接，控制单元与各个照明区域内的照明灯电连接，控制模块内的控制单元通过接收各个人流量数据采集器的数据信号、并对数据信号进行译码后输出至各个照明灯来控制各个照明区域内的各个照明灯开合。

还包括用于人流量和光亮度进行信号存储和监测的远程后台，控制模块内设有可将控制单元内存储的数据信号通信传输至远程后台的无线信号传输模块，无线信号传输模块与控制单元电连接，无线信号传输模块的型号为ZigBee-CC2530，所述显示器上设有报警器，报警器与控制单元电连接。

各个照明区域内均设有用于检测各个照明区域内照明的光亮度的光线采集器，光线采集器与控制单元电连接，控制单元控制光线采集器的开闭并对光线采集器采集的数据信号进行存储、译码和输出，控制单元通过数据信号输出至各个照明区域内的各个照明灯来控制各个照明区域内的光亮度，所述光线采集器为BROADCOMAPS-9253-001亮度采集器，所述光线采集器中设有APDS-9253-001芯片。

各个照明区域内均设有用于安装和调节人流量数据采集器的设备安装板，所述设备安装板包括用于固定安装在建筑墙体上的主架1和副架2；所述主架1包括固定架11和调节安装板12；固定架11上设有球槽6，调节安装板12上设有球头7；调节安装板12通过球头7与球槽6的配合和固定架11形成转动连接；调节安装板12相对固定架11的转动角度通过球头7与球槽6的摩擦力锁定，或者通过锁定组件锁定；所述调节安装板12上设有磁吸体3；所述副架2上设有与磁吸体3配合磁性吸附的被磁吸体4。

所述锁定组件包括多个设置在固定架11与调节安装板12之间的伸缩软管5；伸缩软管5的两端分别与固定架11和调节安装板12固定连接；所述伸缩软管5包括可折叠收缩并形成状态锁定的本体。

所述固定架11上对应伸缩软管5的位置设有第一连接柱111；调节安装板12上对应伸缩软管5的位置设有第二连接柱121；伸缩软管5的两端分别与对应的第一连接柱111、第二连接柱121固定连接。

本发明专利还涉及一种基于建筑能耗监控管理系统的监控方法，包括以下操作步骤：

S1、通过输入模块预先将人流量的参考值设为N1，人流量数据采集器采集的人流量设为N，照明区域的运营时间设为T1，照明区域的非运营时间设为T2，将光线采集器采集的光亮度设为L，人流量数据采集器间隔工作的时间设为T3，光线采集器间隔工作的时间设为T4；

当照明区域处于运营时间T1，且当N≥N1时，光亮度的设定的参考值为L1；

当照明区域处于运营时间T1，且当N＜N1时，光亮度的设定的参考值为L2；

当照明区域处于非运营时间T2，且当N≥N1时，光亮度的设定的参考值为L3；

当照明区域处于非运营时间T2，且当N＜N1时，光亮度的设定的参考值为L4；

其中L1＞L2＞L3＞L4；

当照明区域处于非运营时间T2，且当N＝0时，设定各个照明区域内的照明灯关闭；

在显示器上显示设定的人流量N1；

在显示器上显示照明区域的运营时间T1或非运营时间T2；

在显示器上显示设定的人流量数据采集器间隔工作的时间T3；

在显示器上显示设定的光线采集器间隔工作的时间T4；

在显示器上显示光亮度的参考值L1或L2或L3或L4；

S2、时间控制模块将时间信号传输至控制单元，控制单元在T3时间控制人流量数据采集器打开并对各个照明区域的人流量进行数据采集，控制单元在T4时间内将光线采集器打开并对各个照明区域内的明亮度进行数据采集；

S3、人流量数据采集器将T3时间内采集的数据信号传输至控制单元，光线采集器将T4时间内采集的数据信号传输至控制单元；

S4、将人流量数据采集器采集的人流量N与参考值N1对比，来选取光亮度的参考值；

当L＞L1或L＞L2 或L＞L3或 L＞L4时，通过控制单元控制部分照明灯关闭，来降低照明区域内的光亮度；

当L＝L1或L＝L2 或L＝L3 或L＝L4时，无需调整；

当L＜L1或L＜L2或L＜L3或L＜L4时，控制单元将数据信号传输至显示器；

S5、控制单元对人流量数据采集器的人流量N，以及光线采集器的光亮度L进行数据存储，当 L＜L1或L＜L2或L＜L3或L＜L4时，控制单元将数据信号反馈至显示器和报警器，显示器上显示L过低的照明区域，报警器进行报警提示，警示操作人员对照明灯进行检查，控制单元内存储的人流量N和光亮度L通过无线信号传输模块传递至远程后台。

各个照明区域在S2中通过输入模块划分成展示区和公共区，当照明区域属于展示区时，照明区域内的各个照明灯常开。

时间控制模块将时间信号传输至控制单元，控制单元根据时间信号将运营时间划分成工作日的运营时间和非工作日的运营时间，在输入模块设置工作日的运营时间T11和非工作日的运营时间T12；

当各个照明区域在T11时间段内进行照明时，各个照明区域内的所有照明灯通过控制模块控制部分照明灯开启；

当各个照明区域在T12时间段内进行照明时，各个照明区域内的所有照明灯通过控制模块控制全部照明灯开启。

远程后台接收到来自控制单元的人流量N和光亮度L的数据信号后，根据各个照明区域的人流量N和光亮度L的数值，针对各个照明区域，通过安装或者拆卸设备安装板，来适配各个照明区域内的光亮度，操作人员可以根据远程后台接收的数据进行调整方案，然后通知各个建筑内操作人员对各个人流量数据采集器进行角度的调整，或者进行安装或者拆卸。

以上所述的具体实施例，对本发明专利的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明专利的具体实施例而已，并不用于限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种建筑能耗监控管理系统，其特征在于：包括多个照明区域，各个照明区域内均设有多个照明灯、以及用于监测对应的照明区域内人流量的人流量数据采集器，还包括用于接收和处理各个照明区域内的人流量数据采集器的数据信号、并可将处理后的数据信号输出的控制模块，控制模块包括输入模块、时间控制模块、控制单元、以及显示器；

输入模块，用于设定各个数据的参考值；

时间控制模块，用于控制监测人流量的时间；

显示器，用于显示各个照明区域内照明灯的开闭状态；

控制单元，用于控制人流量数据采集器的开闭、寄存来自人流量数据采集器的数据信号，并对数据信号进行译码和输出；

输入模块、时间控制模块和显示器均与控制单元电连接，控制单元与各个照明区域内的照明灯电连接，控制模块内的控制单元通过接收各个人流量数据采集器的数据信号、并对数据信号进行译码后输出至各个照明灯来控制各个照明区域内的各个照明灯开合。

2.根据权利要求1所述的一种建筑能耗监控管理系统，其特征在于：还包括用于人流量和光亮度进行信号存储和监测的远程后台，控制模块内设有可将控制单元内存储的数据信号通信传输至远程后台的无线信号传输模块，无线信号传输模块与控制单元电连接，所述显示器上设有报警器，报警器与控制单元电连接。

3.根据权利要求1所述的一种建筑能耗监控管理系统，其特征在于：各个照明区域内均设有用于检测各个照明区域内照明的光亮度的光线采集器，光线采集器与控制单元电连接，控制单元控制光线采集器的开闭并对光线采集器采集的数据信号进行存储、译码和输出，控制单元通过数据信号输出至各个照明区域内的各个照明灯来控制各个照明区域内的光亮度。

4.根据权利要求1所述的一种建筑能耗监控管理系统，其特征在于：各个照明区域内均设有用于安装和调节人流量数据采集器的设备安装板，所述设备安装板包括用于固定安装在建筑墙体上的主架（1）和副架（2）；所述主架（1）包括固定架（11）和调节安装板（12）；固定架（11）上设有球槽（6），调节安装板（12）上设有球头（7）；调节安装板（12）通过球头（7）与球槽（6）的配合和固定架（11）形成转动连接；调节安装板（12）相对固定架（11）的转动角度通过球头（7）与球槽（6）的摩擦力锁定，或者通过锁定组件锁定；所述调节安装板（12）上设有磁吸体（3）；所述副架（2）上设有与磁吸体（3）配合磁性吸附的被磁吸体（4）。

5.根据权利要求4所述的一种建筑能耗监控管理系统，其特征在于：所述锁定组件包括多个设置在固定架（11）与调节安装板（12）之间的伸缩软管（5）；伸缩软管（5）的两端分别与固定架（11）和调节安装板（12）固定连接；所述伸缩软管（5）包括可折叠收缩并形成状态锁定的本体。

6.根据权利要求5所述的建筑能耗监控管理系统，其特征在于：所述固定架（11）上对应伸缩软管（5）的位置设有第一连接柱（111）；调节安装板（12）上对应伸缩软管（5）的位置设有第二连接柱（121）；伸缩软管（5）的两端分别与对应的第一连接柱（111）、第二连接柱（121）固定连接。

7.一种基于权利要求1或2或3或4或5或6所述的建筑能耗监控管理系统的监控方法，其特征在于包括以下操作步骤：

S1、通过输入模块预先将人流量的参考值设为N1，人流量数据采集器采集的人流量设为N，照明区域的运营时间设为T1，照明区域的非运营时间设为T2，将光线采集器采集的光亮度设为L，人流量数据采集器间隔工作的时间设为T3，光线采集器间隔工作的时间设为T4；

当照明区域处于运营时间T1，且当N≥N1时，光亮度的设定的参考值为L1；

当照明区域处于运营时间T1，且当N＜N1时，光亮度的设定的参考值为L2；

当照明区域处于非运营时间T2，且当N≥N1时，光亮度的设定的参考值为L3；

当照明区域处于非运营时间T2，且当N＜N1时，光亮度的设定的参考值为L4；

其中L1＞L2＞L3＞L4；

当照明区域处于非运营时间T2，且当N＝0时，设定各个照明区域内的照明灯关闭；

在显示器上显示设定的人流量N1；

在显示器上显示照明区域的运营时间T1或非运营时间T2；

在显示器上显示设定的人流量数据采集器间隔工作的时间T3；

在显示器上显示设定的光线采集器间隔工作的时间T4；

在显示器上显示光亮度的参考值L1或L2或L3或L4；

S2、时间控制模块将时间信号传输至控制单元，控制单元在T3时间控制人流量数据采集器打开并对各个照明区域的人流量进行数据采集，控制单元在T4时间内将光线采集器打开并对各个照明区域内的明亮度进行数据采集；

S3、人流量数据采集器将T3时间内采集的数据信号传输至控制单元，光线采集器将T4时间内采集的数据信号传输至控制单元；

S4、将人流量数据采集器采集的人流量N与参考值N1对比，来选取光亮度的参考值；

当L＞L1或L＞L2 或L＞L3或 L＞L4时，通过控制单元控制部分照明灯关闭，来降低照明区域内的光亮度；

当L＝L1或L＝L2 或L＝L3 或L＝L4时，无需调整；

当L＜L1或L＜L2或L＜L3或L＜L4时，控制单元将数据信号传输至显示器；

S5、控制单元对人流量数据采集器采集的人流量N，以及光线采集器采集的光亮度L进行数据存储，当 L＜L1或L＜L2或L＜L3或L＜L4时，控制单元将数据信号反馈至显示器和报警器，显示器上显示L过低的照明区域，报警器进行报警提示，警示操作人员对照明灯进行检查，控制单元内存储的人流量N和光亮度L通过无线信号传输模块传递至远程后台。

8.根据权利要求7所述的一种监控方法，其特征在于：各个照明区域在S2中通过输入模块划分成展示区和公共区，当照明区域属于展示区时，照明区域内的各个照明灯常开。

9.根据权利要求7所述的一种监控方法，其特征在于：时间控制模块将时间信号传输至控制单元，控制单元根据时间信号将运营时间划分成工作日的运营时间和非工作日的运营时间，在输入模块设置工作日的运营时间T11和非工作日的运营时间T12；

当各个照明区域在T11时间段内进行照明时，各个照明区域内的所有照明灯通过控制模块控制部分照明灯开启；

当各个照明区域在T12时间段内进行照明时，各个照明区域内的所有照明灯通过控制模块控制全部照明灯开启。

10.根据权利要求7所述的一种监控方法，其特征在于：远程后台接收到来自控制单元的人流量N和光亮度L的数据信号后，根据各个照明区域的人流量N和光亮度L的数值，针对各个照明区域，通过安装或者拆卸设备安装板，来适配各个照明区域内的光亮度。

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