CN205428174U - 一种远程能耗数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种远程能耗数据采集系统，包括多个区域，每个区域中包括多个采集点，每个采集点中在采集现场安装用于检测采集现场中电力参数、热量参数和气象参数的传感器单元，该传感器单元的输出端电连接该采集点设置的数据采集单元，该数据采集单元电连接该采集点设置的工控机单元，每个区域中的每个采集点中的工控机单元均通过网络单元与数据中心设置的数据采集服务器单元进行通讯，该数据采集服务器单元与数据中心的数据分析服务器单元连接。本实用新型采用全分布式技术，以多个不同类型建筑为对象搭建能耗监测平台，实现了能耗数据采集、数据中转和数据中心的系统集成。不仅有效的提高系统的工作效率，同时还降低硬件成本。系统还能够通过Internet实现Web发布，使用户通过浏览器直接登陆系统，便可随时随地掌握建筑的能耗情况。

Description

一种远程能耗数据采集系统

技术领域

本实用新型属于一种利用大数据云计算实现能耗数据的采集、存储、分析、浏览等功能的领域，尤其是一种远程能耗数据采集系统。该采集系统采用现场总线、GPRS无线通信、Internet等网络，通过网关将其连接组网，实现电耗、热耗、水耗、气象数据等等多种实时数据采集及评价。

背景技术

为了对绿色建筑的运行实施有效的管理并指导建筑设备进行节能优化，绿色建筑中必须要构建相应的能耗监测系统。随着绿色建筑技术的飞速发展，绿色智能建筑系统日趋大型化、复杂化，特别是对于使用可再生能源的绿色建筑，其能耗的使用标准可以达到零能耗。因此需不断增加子系统来满足功能需求，其所涉及的技术和设备也日趋多样化。由于系统的复杂程度越来越高，传统、单一的分析方法已经无法满足系统的分析和管理，这就需要采用系统工程的方法和思想来实现。

计算机技术发展至今，网络技术、电子技术、通信技术和软件技术都有很大进步，系统集成的要求也更加复杂，尤其在应用软件和数据库的集成方面，不但要求信息可以共享，对信息交换和处理速度方面的要求也越来越高。能耗监测系统需要通过系统集成将计算机技术、通信技术和信息技术以及楼宇自动化有机地结合起来，以实现信息综合、资源共享。因此，可以说，能耗监测系统集成是将绿色建筑中独立的设备运行状态、分类能耗信息以及分散的管理方式借助于网络通信和综合布线等技术集成到关联统一的系统之中，实现信息、资源、任务共享。而这种系统集成不单单是提供统一的运行平台，内部数据也要实现高度统一，以保证系统的接口标准化及内部操作统一性。

各国政府在评价指标的指引下通过横向发展专项技术、纵向过程深入集成，对绿色建筑运营管理和监测技术体系进行完善。例如德国设计了可量化的指标体系，通过独立的监管机构，建立相应的制度来实现能耗监测。随着科技的飞速发展，许多公司研发的建筑能耗监测系统在实时性、可靠性、稳定性等方面都具有一定的水准，但是由于地域气候、管理规定等方面的差异和制约，我国不可能也不应该完全照搬国外的系统。

由于我国的建筑节能技术起步相对较晚，建筑运营能耗监测水平远低于发达国家，因此，在建筑节能方面我国有很大的发展空间。通过建立建筑能耗监测系统，根据实际能耗数据进行分析，结合绿色建筑评价标准，实现能源有效管理，逐步达到建筑节能的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供集成化、效果好且灵活可靠的一种远程能耗数据采集系统。

本实用新型采取的技术方案是：

一种远程能耗数据采集系统，其特征在于：包括多个区域，每个区域中包括多个采集点，每个采集点中在采集现场安装用于检测采集现场中电力参数、热量参数和气象参数的传感器单元，该传感器单元的输出端电连接该采集点设置的数据采集单元，该数据采集单元电连接该采集点设置的工控机单元，每个区域中的每个采集点中的工控机单元均通过网络单元与数据中心设置的数据采集服务器单元进行通讯，该数据采集服务器单元与数据中心的数据分析服务器单元连接。

而且，所述数据分析服务器单元分别连接数据外网服务器单元和数据备份服务器单元，所述数据外网服务器单元通过内网或外网与多个计算机客户端通讯。

而且，所述网络单元由GPRS模块和INTERNET模块组成，GPRS模块的一端连接工控机单元，GPRS模块的另一端连接INTERNET模块的一端，INTERNET模块的另一端连接所述数据采集服务器单元。

而且，所述电力参数由PD194E-9S4G型多功能电力仪表进行采集。

而且，所述热量参数由JC200超声波计量仪表进行采集。

而且，所述气象参数由PC-4型气象站进行采集。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型采用全分布式技术，以多个不同类型建筑为对象搭建能耗监测平台，实现了能耗数据采集、数据中转和数据中心的系统集成。采用四层体系架构，由设备层、数据采集层、监控层、管理层所组成，并在监控层和管理层设置双重数据库，对数据进行存储和管理，保证了数据的安全性。系统采用多网络融合技术，系统采用现场总线、GPRS、Interent等多种网络融合的无线数据远传技术，实现能耗数据的实时可靠传输，解决了建筑能耗监测系统远距离传输问题，便于进行数据整合分析，实现在线节能诊断。针对前端检测设备通信协议的多样性，采用多协议融合技术，不仅有效的提高系统的工作效率，同时还降低硬件成本。针对无线数据传输中数据包易丢失的问题，系统采用了数据包断点续传技术，保证了传输数据的完整性、可靠性和解决了数据冗余问题，减少了数据的传输流量，进一步提高了系统的经济性和安全性。系统能够对能耗数据进行存储、统计和分析，分析结果通过可视化图表的形式提供客户，系统还能够通过Internet实现Web发布，使用户省去安装客户端，通过浏览器直接登陆系统，便可随时随地掌握建筑的能耗情况。系统非常灵活，具备可扩展性，支持设备的任意扩展和整栋建筑监测系统的任意接入。通过不同建筑类型，给出了能耗数据分类模型，结合配电系统的特点及设备能耗特性，建立一套针对不同类型绿色建筑的完整能耗计量方法。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是系统体系结构框图；

图3是总线型结构接线；

图4是GPRSDTU端与服务器端的通信和协议转换示意图；

图5是系统软件结构；

图6是数据读写双缓存结构图；

图7是现场工作站数据处理模块软件流程图；

图8是现场工作站数据上传处理软件流程图；

图9是无线采集网络结构图；

图10是数据接收工作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。

一种远程能耗数据采集系统，如图1～10所示，本实用新型的创新在于：包括多个区域(由1～Y，可以是一个省或市内的不同区域，也可以是多个省或市的不同区域，具体定义可以根据需要采集的地区确定)，每个区域中包括多个采集点(由1～X，包括写字楼、住宅楼、行政办公楼、车站、飞机场、设备站等处)，每个采集点中在采集现场安装用于检测采集现场中电力参数、热量参数和气象参数的传感器单元3，该传感器单元的输出端电连接该采集点设置的数据采集单元2，该数据采集单元电连接该采集点设置的工控机单元1，每个区域中的每个采集点中的工控机单元均通过网络单元与数据中心设置的数据采集服务器单元12进行通讯，该数据采集服务器单元与数据中心的数据分析服务器单元11连接。

本实施例中，所述数据分析服务器单元分别连接数据外网服务器单元10和数据备份服务器单元13，所述数据外网服务器单元通过内网或外网与多个计算机客户端9通讯。

其中，网络单元由GPRS模块和INTERNET模块组成，GPRS模块的一端连接工控机单元，GPRS模块的另一端连接INTERNET模块的一端，INTERNET模块的另一端连接所述数据采集服务器单元。内网是指INTRANET，外网是指INTERNET。

计算机客户端可以是需要分析数据的本地内的或其它地区的客户端，也可以是负责报警的计算机客户端，还可以是管理员所在的计算机客户端，还可以是需要浏览数据的其它计算机客户端。

本系统针对建筑群运营阶段能耗、水耗的分项计量与远程传输技术，结合我国建筑自身用能的特点，给出了推荐的能耗分类分项模型，通过建筑配电系统的特点及末端集能耗特性，建立了一套针对不同类型绿色建筑完整的能耗计量方法；采用多网络融合技术，通过现场总线、Internet、GPRS等网络结合实现能耗数据的无线远传，确保数据实时、安全、稳定的传输，解决了多数建筑能耗监测系统的距离限制问题；采用全分布式技术，以多个不同类型建筑为对象搭建能耗监测平台，完成了能耗数据采集、数据中转和数据中心的系统集成，实现能耗实时监测，并以可视化图表的形式进行展示，通过Web发布，使相关人员能够更加方便直观的了解建筑能耗情况；最终将能耗数据进行整合，实现能耗在线分析与显示，为及时的能耗管理提供了依据，提升了建筑群的能耗运营管理水平。

1.系统体系结构如图2所示

本系统为了提高安全性以及可靠性，采用典型的四层体系架构，由设备层(传感器单元)、数据采集层(数据采集器单元)、监控层(工控机单元)、管理层(数据中心)所组成。

其中设备层为各种多功能数据采集仪表及传感器，负责采集各建筑的能耗水耗数据及气象信息，数据采集层能够利用智能数据采集器统一前端设备采集的数据标准，将采集的数据进行多协议融合，并将处理后的数据传输至监控层，然后监控层的工控机接收采集器传来的数据，进行数据预处理并存入现场本地数据库，同时将数据上传至管理和应用层，管理和应用层中心服务器实现对能耗水耗数据进行存储、管理、分析和发布。其中软件分为前端数据采集、数据处理、中心服务器管理和分析软件；其中，底层是直接的实时数据，其他两层分别有对应的关系数据库，双数据库存储，保证了数据的安全性和完整性。

由于系统为绿色建筑运营能耗监测系统，因此主要涉及绿色建筑的能耗监测及节能诊断。功能有以下几个方面：

(1)实时能耗数据计量、采集

能耗数据采集系统由多功能采集仪表、传感器、采集器和采集软件组成。首先通过数据采集器收集仪表和传感器计量的数据，然后将采集的数据进行缓存，等待上传，上传时间的设定可以是远端服务器的查询上传，也可以提前设置定时上传。为了达到数据传输的高效性及可靠性，采集的数据必须通过数据采集器进行打包、加密和封装处理。

(2)能耗数据传输

能耗数据传输功能将Internet、GPRS等多种网络技术结合，进行数据传输，实现无线远距离传输，并且能够实现断点续传，保证能耗数据的快速、可靠、安全传输。

(3)能耗数据存储

能耗数据存储功能将采集的能耗数据分类分项进行存储，定时备份，作为数据统计分析的基础。为保证数据安全，数据采集后传输到现场工控机中存储一次，上传到远端服务器后进行二次存储，确保数据准确完整。

(4)能耗数据统计

能耗数据统计是将各分类分项能耗数据按规定时间(如年、月、日)生成的文本报表，以及相关指标的统计图表。管理人员可以通过数据的统计对建筑能耗有直观的了解。

(5)能耗分析及节能诊断

对建筑能耗数据进行计算、分析，将分析结果通过文字或报表的形式给出诊断结论，使工作人员能够及时找出设备运行的漏洞和能源使用的不合理状况，从而调整能源使用策略，实现降低能耗的目的。

(6)节能告警

以月、周、日为时间单元，定时按照建筑集合遍历查询能耗数据，并与规定的阀值进行对比，如果查询的数据超过规定的阀值将进行告警，提示工作人员及时采取节能措施，并把该数据详细信息存入历史告警记录中。

(7)系统Web发布

将管理分析软件通过服务器进行Web发布，不受距离限制，只要能连接Internet即可查看相应权限的内容，使相关人员可以在任何地方对能耗情况进行监测。

2.能耗数据的远程传输

数据远传是指将前端仪表传感器、数据采集器收集的数据传输给远端的服务器，是保证能耗监测系统获得完整、实时、准确数据的重要环节。本系统依据《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则》相关规定，结合生态城建筑能耗分布特点，选取合适的采集传输设备，采用以太网、GPRS、Internet等多种网络结合的方式实现能耗数据的实时、稳定、安全传输。能耗数据远程传输实现了以下功能：

1.计量装置与数据采集器之间传输使用的通信协议，应符合国家相关行业标准。

2.数据采集器完成数据采集后，缓存数据，等待上传，既可以是远端服务器查询，数据服务器对数据采集器发出信号；也可以设定为定时上报，即定时传输数据，数据采集器接受到命令后，就会自动的将采集的数据上传。

3.数据采集器应该拥有断点续传功能。由于实际工作中传输网络难免会出现状况，使得数据不能及时的传出去，所以数据采集器应能够先存储数据，等待网络传输恢复，再将存储的数据传输出去。

4.能耗数据传输前应对数据进行打包、加密、封装，提高数据的安全性和可靠性，确保在传输过程中不泄露，不丢失。

5.数据中心可以通过身份验证这个环节，防止一些不属于该中心的能耗采集系统进入中心系统。

根据建筑群建筑内部特点及数据远传要求，系统采用如图1所示的多网络融合通信网络结构。其中前端由多功能数据采集仪表采集能耗数据，通过RS-485总线5连接，利用Modbus传输协议，实时地将数据传送至智能数据采集器，然后经过采集器进行协议转换后通过以太网4传送至该建筑的基层数据采集控制器即工控机，并在工控机上显示处理并存储能耗数据，由于现场不具备网络条件(数据中心距现场距离较远，敷设网络成本较高)，所以工控机通过GPRS无线网络与Internet相结合的方式向服务器上传其存储的监测建筑的能耗数据，以便监测平台对每个类别所有建筑的能耗数据进行汇总，然后对收集的数据进行统计、分析，最终服务器能够通过Internet对能耗数据进行Web发布，实现建筑能耗数据的实时采集、处理、分析、展示和发布。

3.硬件设备

3.1电力参数

能耗监测系统中电表要求具有远传功能，用于建筑配电支路电能消耗的测量，本系统采用PD194E-9S4G型多功能电力仪表，对常用的电力参数(三相电流、电压、功率因数、有功功率、有功电能、总谐波含量等)都能够测量，精度达0.5级。该仪表拥有满足系统要求的多种接口，采用Modbus标准开放协议，符合国家相关规定。

3.2热量参数

能耗监测系统中用于对用水量\建筑空调系统热量数据的测量，本系统中采用JC200超声波流量计\热量计，其测量范围：管径15-6000mm，流速0.1-10.0m/S，温度0-160℃，流量的精度不低于1％，温度的精度不低于0.2℃；符合国家热表标准的热量测量功能；有强大的通讯功能，具有电气隔离RS-485串行通信接口，能够同时支持多种不同的协议，包括MODBUS协议、MBUS、FUJI扩展协议、汇中流量计水表兼容协议。

3.3气象参数

气象数据采集系统在能耗监测系统中用于对气象数据的测量。本系统采用PC-4型气象站，可采集多项信息，如风速、风向、光照、太阳辐射、温度、湿度等，然后对不同信息进行趋势分析并公告。系统可以利用多种通讯方式传输数据，通过标准通讯接口USB/RS232/RS485等与设备连接，实时读取数据；也可通过软件实现数据远程传输并实时监测气象数据，性能可靠，操作简单，记录时间长，功耗小，断电自动存储。各个传感器具有能够快速反应和长期在恶劣环境下工作的特点。

3.4数据采集器单元

本系统中采用HP45T11智能数据采集器采集实时能耗水耗数据。其主要用于SCADA(数据采集与监视控制)分层分布系统，具有本地辅助存储、多协议网络融合等功能。采集器是一台完整的嵌入式计算机平台，具有开放的Modbus-TCP上传接口，支持多种PLC/IO/仪表的通讯，内置QTOUCH2.0组态软件和实时数据库，能够通过自带以太网口直接传输数据，具有远程查询，断点续传的特点，确保系统的数据完整性。其内置C语言编译接口，用户可以进行二次开发，组建具有自己特色的数据采集网关，实现各类解决方案。

3.5工控机单元

工控机在能耗监测系统中用于现场数据的初步处理、存储、展示及上传。本系统选用的是研华ARK-3360L工控机，它采用AtomN450/D510处理器，MiniPCIe支持无线模块扩展，如HSDPA、WLAN，双显示并支持高分辨率的宽屏幕。ARK-3360L还支持高达2xGbE，6xUSB2.0，4xCOM接口，串口RS-485带自动流量控制，方便维护，集成性好，支持宽温，防护等级IP40。

3.6GPRSDTU

GPRSDTU是一种物联网无线数据终端，它能够通过共用网络GPRS提供无线长距离数据传输功能。本系统中使用GPRSDTU实现无线上传能耗数据，选用的型号为C810GPRSDTU，它内置工业级GPRS无线模块，提供标准RS232/485/422数据接口，能够实现与RTU、PLC、工控机等设备的连接。使用简单，用户只需要进行初始化设置，就可以使设备通过GPRS无线网络与Internet和服务器进行连接；支持IP地址或动态域名访问；支持实时在线，支持短信、电话和串口数据等多种远程唤醒方式。

4.硬件设备的接入

4.1电力参数采集的传感器8和热量参数的传感器7的接入方式(总线结构)

通过RS-485串行通讯接口连接计量设备和数据采集器。每个数据采集器提供多个半双工的RS-485端口与多个末端计量设备连接，将数据采集器设定为通信主机，末端计量设备设定为通信从机，采用主——从通信方式，主机发出指令，从机接收指令并回复。

由于所有端口的末端计量仪表对通讯参数的要求相同，并考虑数据传输的实时性，本系统数据采集采用总线型结构接入末端计量设备，每个串口485串行总线理论支持256块计量表，接线形式如图3所示。

其中每个计量设备有自己的设备地址，采集器根据所需采集的数据向所有计量设备发送命令，对应的计量设备接收到采集器发出的命令后，将数据传回至采集器，实现数据采集，采用的通信协议为Modbus-RTU协议。

4.2气象参数的传感器6的接入方式

气象站也以总线结构连接到数据采集器，采用Modbus-RTU通信协议。在默认状态下通信的设置速率一般是9600、无效验、8数据位、1个停止位。PC-4型气象站支持Modbus功能代码03和06功能码。

4.3数据采集器单元与工控机单元的网络连接方式

数据采集器通过以太网方式与现场工控机连接，传输使用TCP协议。采集器可以采用主动和被动两种方式上传数据，主动方式即间隔一定时间自动向工控机上传采集的数据，被动方式即工控机根据需要向采集器发出上传指令，采集器收到指令后开始与工控机之间会话，将之前存放的能耗数据上传。在网络中断或停电等情况下可以实现断点续传功能。

工控机收到数据后，根据末端协议进行数据转换，得到工控机需要的格式，并进行初步处理，对数据进行有效性验证，依据就是计量装置的量程，不属于量程内的数据均为无效数据，将有效数据按采集时间进行存储，以保证数据的准确性。

4.4工控机单元与数据采集服务器单元的网络连接方式

进行数据采集时，需要把分散在各个楼宇中的数据收集起来，随着信息技术的不断发展，可以通过无线GPRS、互联网等实现远距离传输数据。本系统中数据服务器与建筑物距离较远，并且现场不具备网络条件(铺设网络成本较高)，所以不能单独采用Internet的方式；若单独使用GPRS方式传输，GPRS点对点之间通信需要移动开设专门网络通道，成本较高；考虑到本系统中心服务器可以连接Internet，所以监测系统使用GPRS网络与Internet网络结合技术，使工控机与建筑能耗监测管理软件实现无线连接的通讯方式。

GPRSDTU与服务器之间的通信原理是，首先GPRSDTU端(客户端)发出指令，然后服务器端接收指令并做出响应，即接受通信或发回反馈。由于服务器端不仅要响应DTU端的指令，还要实时的检测链路中的通信状态，所以服务器端的应用程序要更复杂，才能实现实时采集数据、数据库服务等应用。此外，DTU端还要提前设定服务器端的IP地址、端口号等。通信建立后，DTU端和服务器端就没分别了。

服务器的IP地址既可以是公网IP(固定IP)也可以是通过域名解析服务器获取的动态域名。服务器端的应用程序支持通过特定的端口号实现发送和接收数据。

GPRSDTU端与服务器端的通信和协议转换的过程如图4所示。

GPRSDTU通常获得的是网络运营商随机分配的动态内网IP地址，经移动运营商网关访问Internet。由于移动GPRS网关提供的NAT(网络地址翻译)端口映射服务时效性很短，若要保持NAT端口映射，需要设置GPRSDTU定时发送心跳数据包以维持双向通讯。

工控机中的能耗数据上传也是采用主动和被动上报两种方式。在网络中断或停电等情况下可以实现断点续传功能。

5.软件结构

在硬件的基础上按照监测系统功能要求设计软件系统，整个系统要将监测点的实时能耗数据及时、准确、可靠地采集、传输和存储，并且完成相应显示、分析评价、报警、网络发布等功能。它应按照系统结构运行，完成上述任务，完成对整个系统的统一控制、管理和应用。

系统软件按照软件工程的方法，采用模块化结构进行开发，分为两部分，现场工作站软件和中心服务器软件，现场工作站包括数据采集和数据处理两个模块，中心服务器软件包括数据管理和数据分析两个模块。软件结构如图5所示。

6.现场工作站数据采集模块

数据采集模块运行在现场数据采集器中，支持现场多协议数据计量仪表或传感器的实时数据采集，能实现实时的采集水电热能耗数据及气象数据，是实现其它系统功能的基础。采集模块周期顺序扫描数据计量仪表及传感器，读取实时数据及设备运行状态信息，并将数据进行封装、缓存，按照设定模式主动或被动进行数据上传，将数据传至工作站工控机中进行处理和存储。

数据采集模块有以下功能：

启动和中断处理

前端数据采集设备组织

管理扫描时间周期

扫描前端数据采集设备，读写数据

向工控机中上传数据

数据采集模块采用双缓存器结构，如图6所示。当数据需要由数据采集缓存区写入数据上传缓存区时，首先要通过数据上传忙标志判断数据上传缓存区是否正在进行数据上传工作，如果忙标志为真，则要进行等待，直到本次上传任务结束后，才能将数据采集缓存区的内容写入数据上传缓存区。当需要进行数据上传操作时，首先应判断数据上传缓存区刷新标志是否忙，若正在刷新，系统上传工作应等待直至刷新结束后再进行上传。

7.现场工作站数据处理模块

数据处理模块运行在现场工控机中，定时或按需接收采集模块上传的数据。处理模块接收数据后，将能耗数据与设备运行状态数据分开处理，对设备运行状态信息进行检查，若发现运行异常，以声音及显示颜色变化等方式报警，提醒工作人员及时检修相应设备；将能耗数据进行实时显示，同时分类放入本地数据库进行存储，本地存储的数据主要是用于通信网络中断或故障情况下，进行数据保护，一旦通信恢复根据要求可以将本地存储的数据重新传送给服务器，以保证数据库中数据的完整性。按照采样时间设置的不同，本地数据库可以存储数月甚至数年的数据。

图7所示为现场工作站数据处理模块软件流程图：

现场工作站除了要实现数据处理和存储的功能外，还要根据需要及时将数据通过GPRS无线网络传送给服务器，图8给出了现场工作站数据上传处理部分流程图。

8.中心服务器软件部分

中心服务器要收集各个工作站采集的实时能耗数据，并将其存入中心数据库，为了能够使用户获取能耗数据，中心服务器还设置有人机接口，用户通过对终端的操作可以观测到任一计量仪表的实时数据状态。在服务器中还设置有数据分析处理功能，不仅能使用户看到实时运行的曲线，而且还可以通过分析获得能耗评价。为了使用户在任何地方都能及时获取相关的信息，系统还进行Web发布。中心服务器软件主要是由数据管理模块和数据分析模块两部分组成。

8.1中心服务器数据管理模块

中心服务器数据管理模块主要是实现数据维护、显示、查询等数据管理功能。

主要完成的功能有:

信息管理：对建筑、计量设备的相关信息进行管理。

实时监测：将采集的能耗数据进行显示，实现用户对各计量设备的采集数据及运行状态的实时监测，若出现数据丢失或设备运行异常情况，能够进行异常报警提醒,方便工作人员及时进行硬件检修。

统计图表：将数据进行分类分项处理，按年、月、日统计对比各建筑的能耗水耗情况，并以曲线或报表形式进行展示，减少研究人员提取、筛选数据的繁杂工作，也使用户能够直观的了解建筑的用能情况。

历史数据维护：数据库设计基于SQLServer关系数据库，海量的数据依靠人工处理非常困难,本软件支持自动维护，可以通过报表查看历史数据,也可将数据导出，用于其他软件的能耗数据分析。

数据管理模块由数据采集、权限管理、数据显示、数据存储、数据发布五部分组成。

中心服务器要从工作站采集能耗数据，并对无线上传的数据进行来路校验，确保工作站发来的为合法数据，将接收到的数据一方面交由数据处理子系统进行处理，另一方面对原始数据进行存储备份。系统要支持断点续传，以保证数据的完整性，其无线采集的网络结构如图9所示。数据接收流程如图10所示。

数据存储采用SQLServer数据库。中心服务器数据库用于存储各类建筑和设备信息及各现场工作站上传的数据，为应用层的数据加工、统计和分析提高数据支持。数据库主要包含以下内容：

用户信息，包括：用户名，密码，权限；

报警信息，包括：报警时间，点位编号，警报类型等；

建筑信息，包括：建筑编号，建筑名称，建筑功能，建筑面积，采暖面积，建筑层数等；

计量设备信息，包括：设备ID号，设备编号，设备类型，所属建筑编号，采集参数类型，正常测量值范围等；

测量点位，包括：点位编号，计量设备编号，采集参数类型，所属建筑等。

本实用新型采用全分布式技术，以多个不同类型建筑为对象搭建能耗监测平台，实现了能耗数据采集、数据中转和数据中心的系统集成。采用四层体系架构，由设备层、数据采集层、监控层、管理层所组成，并在监控层和管理层设置双重数据库，对数据进行存储和管理，保证了数据的安全性。系统采用多网络融合技术，系统采用现场总线、GPRS、Interent等多种网络融合的无线数据远传技术，实现能耗数据的实时可靠传输，解决了建筑能耗监测系统远距离传输问题，便于进行数据整合分析，实现在线节能诊断。针对前端检测设备通信协议的多样性，采用多协议融合技术，不仅有效的提高系统的工作效率，同时还降低硬件成本。针对无线数据传输中数据包易丢失的问题，系统采用了数据包断点续传技术，保证了传输数据的完整性、可靠性和解决了数据冗余问题，减少了数据的传输流量，进一步提高了系统的经济性和安全性。系统能够对能耗数据进行存储、统计和分析，分析结果通过可视化图表的形式提供客户，系统还能够通过Internet实现Web发布，使用户省去安装客户端，通过浏览器直接登陆系统，便可随时随地掌握建筑的能耗情况。系统非常灵活，具备可扩展性，支持设备的任意扩展和整栋建筑监测系统的任意接入。通过不同建筑类型，给出了能耗数据分类模型，结合配电系统的特点及设备能耗特性，建立一套针对不同类型绿色建筑的完整能耗计量方法。

Claims (6)

1.一种远程能耗数据采集系统，其特征在于：包括多个区域，每个区域中包括多个采集点，每个采集点中在采集现场安装用于检测采集现场中电力参数、热量参数和气象参数的传感器单元，该传感器单元的输出端电连接该采集点设置的数据采集单元，该数据采集单元电连接该采集点设置的工控机单元，每个区域中的每个采集点中的工控机单元均通过网络单元与数据中心设置的数据采集服务器单元进行通讯，该数据采集服务器单元与数据中心的数据分析服务器单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种远程能耗数据采集系统，其特征在于：所述数据分析服务器单元分别连接数据外网服务器单元和数据备份服务器单元，所述数据外网服务器单元通过内网或外网与多个计算机客户端通讯。

3.根据权利要求1或2所述的一种远程能耗数据采集系统，其特征在于：所述网络单元由GPRS模块和INTERNET模块组成，GPRS模块的一端连接工控机单元，GPRS模块的另一端连接INTERNET模块的一端，INTERNET模块的另一端连接所述数据采集服务器单元。

4.根据权利要求3所述的一种远程能耗数据采集系统，其特征在于：所述电力参数由PD194E-9S4G型多功能电力仪表进行采集。

5.根据权利要求3所述的一种远程能耗数据采集系统，其特征在于：所述热量参数由JC200超声波计量仪表进行采集。

6.根据权利要求3所述的一种远程能耗数据采集系统，其特征在于：所述气象参数由PC-4型气象站进行采集。