CN114282782A - 一种基于3d可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，涉及能耗管理技术领域，解决了不能快速找到对应的异常能耗故障点的技术问题；预先对户表的数据进行采集，对所采集的数据进行处理，并对周期性的数据进行均值处理，将户表数值比对值与均值数据比对值进行比对求差处理，对异常信号进行判定，得到对应的异常信号时，追踪单元对户表数据进行追踪，再将不同户表的数据与所存储的户表数据进行处理，查看哪组户表存在异常，提取存在异常的户表数据，从3D建模终端内提取对应的输送路线，对转接节点的输送流量值进行处理找到对应的故障节点，通过对多组数值进行处理，可使判定结果更加准确，同时也可快速的找到故障点。

Description

一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统

技术领域

本发明属于能耗管理技术领域，具体是一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统。

背景技术

能耗管理系统基于传统物联网管理平台，将水表、电表、燃气表等表具通过网关设备与物联网平台对接，通过水表、电表、气表采集用能数据，数据通过物联网平台处理后，通过API接口与能耗管理系统进行对接并处理。

针对于楼栋异常能耗故障点，能耗管理系统只能通过对应的户表数据对不同住户的用户数据进行监测查询，但此种监测查询方式并不能快速找到对应的异常能耗故障点，同时也会花费大量的时间，通过对户表数据的分析，也容易造成所分析的数据不精准，造成异常能耗故障点寻找失败，无法使操作人员快速找到对应的故障点，并对此故障点进行检测维修。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，用于解决不能快速找到对应的异常能耗故障点的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，包括：

网关设备终端，用于对住户户表的数据进行采集，其中户表包括水表、电表以及燃气表，并将所采集的数据输送至数据处理终端和存储终端内，其中所采集的数据为一个周期内变化的数据，周期时间为24h；

转接节点终端，用于对输送线路转接节点的输送流量数值进行采集，并将所采集的输送流量数值输送至数据处理终端和存储终端内，输送线路转接节点为线路转接点，其中所采集的输送流量数值为一个周期内变化的数据，周期时间为24h；

存储终端，用于对住户户表数据和输送流量数值进行存储，同时将所存储的住户户表数据和输送流量数值供数据处理终端调取；

数据处理终端，用于对网关设备终端、存储终端以及转接节点终端所传输的数据和输送流量数值进行处理，并生成异常信号，通过异常信号对输送路线进行提取，对输送路线转接节点的输送流量数值进行处理并生成对应的红点标记信号，输送至3D建模终端内；

3D建模终端，对转接节点终端内部多处转接节点进行人工建模，建立多组输送路线，接收到对应的故障信号，将故障信号与输送路线进行匹配，供外部人员查看。

优选的，所述数据处理终端内部包括阈值单元、追踪单元以及节点路线提取单元，阈值单元内部设置有正常值区间，正常值区间下限值为零，上限值由操作人员拟定，追踪单元对异常信号进行追踪处理并得到提取信号，节点路线提取单元接收到提取信号，从3D建模终端内提取对应的输送路线。

优选的，数据处理终端对网关设备终端、存储终端以及转接节点终端所传输的数据和输送流量数值进行处理的方式如下：

S1、将网关设备终端所采集的水表、电表以及燃气表数据进行标记，将水表数据标记为Si，电表数据标记为Di，燃气表数据标记为Ri，其中i代表不同的用户；

S2、通过计算公式

得到对应的比对值BDi，其中C1、C2以及C3均为预设的固定系数因子，

为修正因子，取值为0.98653；

S3、从存储终端内部提取所存储的住户户表的数据，提取若干组住户户表的数据，对所提取的数值进行均值处理，得到对应水表均值Sj，电表均值Dj以及燃气表均值Rj；

S4、对所提取的均值数值进行比对值处理，采用步骤S2中的公式进行计算，得到对应的比对值BDj；

S5、对步骤S2中的比对值BDi和步骤S4中的比对值BDj进行差值处理，得到对应的差值BDc，将差值BDc与正常值区间进行比对，通过比对结果生成异常信号，并将信号输送至追踪单元内。

优选的，步骤S5中比对方式为：差值BDc属于正常值区间，则判定此住户户表数值处于正常状态；差值BDc不属于正常值区间，则判定此住户户表数值处于异常状态，生成异常信号。

优选的，所述追踪单元内部设置有异常值，异常值由操作人员拟定，追踪单元对生成异常信号的户表数值进行追踪，并提取对应的水表数据Si，电表数据Di和燃气表数据Ri，同时从存储终端内提取水表均值Sj，电表均值Dj以及燃气表均值Rj，将对应的水表数据Si与水表均值Sj进行差值处理，通过处理结果判定是否存在异常。

优选的，追踪单元对水表数据Si与水表均值Sj进行差值处理的方式为：将计算后的差值进行绝对值处理，将绝对值与异常值进行比对，当绝对值小于异常值，判定此绝对值为正常数值，当绝对值大于等于异常值，判定此绝对值为异常数值，生成提取信号，将提取信号输送至节点路线提取单元内。

优选的，所述节点路线提取单元内部设置有节点故障值，节点故障值由操作人员拟定，节点路线提取单元提取对应的输送路线，对输送线路转接节点的输送流量数值进行提取，并将其标记为Sk，其中k代表不同的转接节点，从存储终端内提取若干组转接节点的输送流量数值CS，并对若干组数值进行均值处理，得到输送流量均值CSj，将Sk与CSj进行差值处理，将处理后的差值与节点故障值进行比对，提取超出节点故障值的差值，将红点标记信号输送至3D建模终端内。

优选的，所述3D建模终端接收到对应的红点标记信号，将输送路线内部对应的节点进行红点标记。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：预先对户表的数据进行采集，对所采集的数据进行处理，并对周期性的数据进行均值处理，将户表数值比对值与均值数据比对值进行比对求差处理，对异常信号进行判定，得到对应的异常信号时，追踪单元对户表数据进行追踪，再将不同户表的数据与所存储的户表数据进行处理，查看哪组户表存在异常，提取存在异常的户表数据，从3D建模终端内提取对应的输送路线，对转接节点的输送流量值进行处理找到对应的故障节点，通过对多组数值进行处理，可使判定结果更加准确，同时也可快速的找到故障点；

对存在异常的转接节点进行提取，对所提取的转接节点进行标记，并反馈到3D建模终端内，3D建模终端便可对转接节点进行显示，便于外部人员进行查看，外部人员便可第一时间找到故障点，便可快速对故障进行排除，可达到较好的故障处理效果，降低能耗损失。

附图说明

图1为本发明原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，本申请提供了一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，包括网关设备终端、数据处理终端、3D建模终端、转接节点终端和存储终端；

所述网关设备终端输出端与数据处理终端输入端电性连接，所述转接节点终端输出端与数据处理终端输入端电性连接，且存储终端输出端与数据处理终端输入端电性连接，所述数据处理终端与3D建模终端之间双向连接，所述转接节点终端与3D建模终端之间双向连接；

网关设备终端，用于对住户户表的数据进行采集，其中户表包括水表、电表以及燃气表，并将所采集的数据输送至数据处理终端内，其中所采集的数据为一个周期内变化的数据，周期时间为24h；

转接节点终端，用于对输送线路转接节点的输送流量数值进行采集，并将所采集的输送流量数值输送至数据处理终端内，输送线路的转接节点便是线路转接点，因不同的户表均处于并联模式，在线路转接点设置对应的流量监测仪，不同的传输物质采用不同的流量监测仪，流量监测仪由外部操作人员自行设置，流量监测仪监测周期为24h；

存储终端，用于对住户户表数据和输送流量数值进行存储，存储周期为24h，所存储的数值由网关设备终端进行采集发送；

数据处理终端，用于对网关设备终端、存储终端以及转接节点终端所传输的数据进行处理，并通过对数据的处理，判断输送线路以及转接节点是否出现故障，并通过故障信息对维护人员进行调遣，其中故障信息可从3D建模终端内调取建立好的线路模型，可使维护人员快速找到故障点；

3D建模终端，对转接节点终端内部多处节点进行建模处理，建立多组线路输送模型，其中模型由操作人员进行建模生成，所生成的模型存储于对应的3D建模终端内。

所述数据处理终端内部包括阈值单元、追踪单元以及节点路线提取单元，阈值单元内部设置有正常值区间，正常值区间下限值为零，上限值由操作人员拟定，追踪单元对异常信号进行追踪处理并得到提取信号，节点路线提取单元接收到提取信号，从3D建模终端内提取对应的输送路线；

数据处理终端，用于对网关设备终端、存储终端以及转接节点终端所传输的数据进行处理的过程如下：

S1、将网关设备终端所采集的水表、电表以及燃气表数据进行标记，将水表数据标记为Si，电表数据标记为Di，燃气表数据标记为Ri，其中i代表不同的用户，i＝1、2、……、n，i为1时，代表户表编号为1的用户。

S2、通过计算公式

得到对应的比对值BDi，其中C1、C2以及C3均为预设的固定系数因子，

为修正因子，取值为0.98653；

S3、从存储终端内部提取所存储的住户户表的数据，提取若干组住户户表的数据，若干组可以为10组或20组，由外部操作人员自行提取，对所提取的数值进行均值处理，得到对应水表均值数值Sj，电表均值数值Dj以及燃气表均值数值Rj；

S4、对所提取的均值数值进行比对值处理，采用步骤S2中的公式进行计算，得到对应的比对值BDj；

S5、对步骤S2中的比对值BDi和步骤S4中的比对值BDj进行差值处理，计算后的差值进行绝对值处理，得到对应的差值BDc，将计算后的差值BDc与数据处理终端内部的阈值单元进行比对，数据处理终端设置有对应的阈值单元，阈值单元内部设置有正常值区间，正常值区间由零开始，且正常值区间的上限值由操作人员进行拟定，比对方式如下：

S51、若差值BDc属于正常值区间，则判定此住户户表数值处于正常状态；

S52、若差值BDc不属于正常值区间，则判定此住户户表数值处于异常状态，生成异常信号，发送至数据处理终端内部的追踪单元内；

追踪单元接收到对应的异常信号，对此住户户表的数值进行提取，所提取的数值为周期数值，将水表数据Si，电表数据Di，燃气表数据Ri进行依次提取，再对数据处理终端内部的水表均值数值Sj，电表均值数值Dj以及燃气表均值数值Rj进行提取，将对应的水表数据Si与水表均值数值Sj进行比对求差，判定差值是否达到异常值，异常值由操作人员拟定，电表数值以及燃气表数值采用同样的方式进行处理；

判定此绝对值为异常数值，生成提取信号，将提取信号输送至节点路线提取单元内，节点路线提取单元将对应的转接节点路线进行提取，其中转接节点路线为总表至户表的输送线路图，输送线路图存储于对应的3D建模终端内；

提取到对应的转接节点路线后，数据处理终端将不同的转接节点内部的输送流量数值进行提取，并将其标记为Sk，其中k代表不同的转接节点，并在存储终端内提取若干组转接节点的输送流量数值CS，并对若干组数值进行均值处理，得到输送流量均值CSj，将Sk与CSj进行差值处理，处理后的差值再次进行绝对值处理，将计算得到的差值与节点故障值进行比对，其中节点故障值由操作人员拟定，将超出节点故障值的节点进行红点标记信号，并将对应的红点标记信号反馈至3D建模终端内，3D建模终端将内部对应的节点进行红点标记，外部人员通过对红点标记进行查看，提取对应的数据，从而对线路故障进行快速处理，可快速找到对应的故障点，可达到较好的故障处理效果。

上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：预先对户表的数据进行采集，对所采集的数据进行处理，并对周期性的数据进行均值处理，将户表数值比对值与均值数据比对值进行比对求差处理，对异常信号进行判定，得到对应的异常信号时，追踪单元对户表数据进行追踪，再将不同户表的数据与所存储的户表数据进行处理，查看哪组户表存在异常，提取存在异常的户表数据，从3D建模终端内提取对应的输送路线，对转接节点的输送流量值进行处理，从而对存在异常的转接节点进行提取，对所提取的转接节点进行标记，并反馈到3D建模终端内，3D建模终端便可对转接节点进行显示，便于外部人员进行查看，外部人员便可第一时间找到故障点，便可快速对故障进行排除，可达到较好的故障处理效果，降低能耗损失。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，其特征在于，包括：

网关设备终端，用于对住户户表的数据进行采集，其中户表包括水表、电表以及燃气表，并将所采集的数据输送至数据处理终端和存储终端内；

转接节点终端，用于对输送线路转接节点的输送流量数值进行采集，并输送至数据处理终端和存储终端内，输送线路转接节点为线路转接点；

数据处理终端，用于对网关设备终端、存储终端以及转接节点终端所传输的数据和输送流量数值进行处理，并生成异常信号，对异常信号进行再次处理并通过处理结果对输送路线进行提取，对输送路线转接节点的输送流量数值进行处理并生成对应的红点标记信号，输送至3D建模终端内；

3D建模终端，对转接节点终端内部多处转接节点进行人工建模，建立多组输送路线并存储，接收到对应的红点标记信号，通过红点标记信号对输送路线转接节点进行标记，供外部人员查看。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，其特征在于，网关设备终端所采集的数据为一个周期内变化的数据，周期时间为24h。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，其特征在于，存储终端用于对住户户表数据和输送流量数值进行存储，同时将所存储的住户户表数据和输送流量数值供数据处理终端调取，输送流量数值为一个周期内变化的数据，周期时间为24h。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，其特征在于，所述数据处理终端包括阈值单元、追踪单元以及节点路线提取单元，阈值单元内部设置有正常值区间，正常值区间下限值为零，上限值由操作人员拟定，追踪单元对异常信号进行追踪处理并得到提取信号，节点路线提取单元接收到提取信号，从3D建模终端内提取对应的输送路线。

5.根据权利要求4所述的一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，其特征在于，数据处理终端对网关设备终端、存储终端以及转接节点终端所传输的数据和输送流量数值进行处理的方式如下：

S1、将网关设备终端所采集的水表、电表以及燃气表数据进行标记，将水表数据标记为Si，电表数据标记为Di，燃气表数据标记为Ri，其中i代表不同的用户；

S2、通过计算公式

得到对应的比对值BDi，其中C1、C2以及C3均为预设的固定系数因子，▽为修正因子，取值为0.98653；

S3、从存储终端内部提取所存储的住户户表的数据，提取若干组住户户表的数据，对所提取的数值进行均值处理，得到对应水表均值Sj，电表均值Dj以及燃气表均值Rj；

S4、对所提取的均值数值进行比对值处理，采用步骤S2中的公式进行计算，得到对应的比对值BDj；

S5、对步骤S2中的比对值BDi和步骤S4中的比对值BDj进行差值处理，得到对应的差值BDc，将差值BDc与正常值区间进行比对，通过比对结果生成异常信号，并将信号输送至追踪单元内。

6.根据权利要求5所述的一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，其特征在于，步骤S5中比对方式为：差值BDc属于正常值区间，则判定此住户户表数值处于正常状态；差值BDc不属于正常值区间，则判定此住户户表数值处于异常状态，生成异常信号。

7.根据权利要求5所述的一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，其特征在于，所述追踪单元内部设置有异常值，异常值由操作人员拟定，追踪单元对生成异常信号的户表数值进行追踪，并提取对应的水表数据Si，电表数据Di和燃气表数据Ri，同时从存储终端内提取水表均值Sj，电表均值Dj以及燃气表均值Rj，将对应的水表数据Si与水表均值Sj进行差值处理，通过处理结果判定是否存在异常。

8.根据权利要求7所述的一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，其特征在于，追踪单元对水表数据Si与水表均值Sj进行差值处理的方式为：将计算后的差值进行绝对值处理，将绝对值与异常值进行比对，当绝对值小于异常值，判定此绝对值为正常数值，当绝对值大于等于异常值，判定此绝对值为异常数值，生成提取信号，将提取信号输送至节点路线提取单元内。

9.根据权利要求8所述的一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，其特征在于，所述节点路线提取单元内部设置有节点故障值，节点故障值由操作人员拟定，节点路线提取单元通过提取信号提取对应的输送路线，再对输送线路转接节点的输送流量数值进行提取，并将其标记为Sk，其中k代表不同的转接节点，从存储终端内提取若干组转接节点的输送流量数值CS，并对若干组数值进行均值处理，得到输送流量均值CSj，将Sk与CSj进行差值处理，将处理后的差值与节点故障值进行比对，提取超出节点故障值的差值，将红点标记信号输送至3D建模终端内。

10.根据权利要求9所述的一种基于3D可视化和物联网技术的智慧能耗管理系统，其特征在于，所述3D建模终端接收到对应的红点标记信号，将输送路线内部对应的节点进行红点标记。

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