CN205945775U - 基于智慧物联网的分布式能耗监测单元、系统及管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于智慧物联网的分布式能耗监测单元、系统及管理系统，其中基于智慧物联网的分布式能耗监测单元，包括：接口模块；与所述接口模块连接的能耗采集模块；与所述能耗采集模块连接的能耗运算模块；与所述能耗运算模块连接的存储模块；与所述存储模块连接的显示模块。通过本实用新型的一种基于智慧物联网的分布式能耗监测单元，解决了现有B/S架构能耗管理系统接入建筑数量过多，使用用户过多时，采集端、数据库及应用发布服务器的负荷较重，会出现打开网页响应速度慢的问题；及现有B/S与C/S混合架构的能耗管理系统网络结构复杂，系统安全性、稳定性低，缺乏扩展性、灵活性及交互响应，成本高、且无法远程维护及诊断的问题。

Description

基于智慧物联网的分布式能耗监测单元、系统及管理系统

技术领域

本实用新型涉及建筑能耗监测与节能管理领域，特别是涉及一种基于智慧物联网的分布式能耗监测单元、系统及管理系统。

背景技术

随着信息技术的发展，物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平。

为深入贯彻落实科学发展观，进一步完善建筑节能监管体系，降低既有建筑使用能耗，培育节能服务产业，建设资源节约型、环境友好型社会，全国各个城市加强建筑节能基础工作，提升建筑节能管理水平及用能效率，对国家机关办公建筑和公共建筑有计划、有步骤地推进用能分项计量装置的安装及联网，建成能耗管理系统平台。

能耗管理系统平台的建设主要就是用于了解各区域内各个大型楼宇的能耗详情，有效参与其能耗管理。能耗管理系统平台可以实时监测该区域内所有在线建筑用能总量和各分项用能总量，亦可看到每一栋建筑的具体用能情况；实现对建筑能耗设备的全生命周期的管理和监视功能。

但现有的能耗管理系统平台采用B/S(Browser/Server：浏览器/服务器)架构，在这种架构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现。如图1所示，图1为现有能耗管理系统平台的框图，通过数据采集器对现场的智能仪表的能耗信息进行采集，并上传至数据中心端的采集端服务器，然后数据库服务器对所述能耗信息进行运算处理，最后再通过浏览器访问应用发布服务器的平台网页，实现对建筑楼宇进行能耗监测与节能管理；当数据采集器与智能仪表的协议不同时，需要在数据采集器与智能仪表之间增加协议转换器，转换协议后再进行能耗信息采集；当数据采集器与智能仪表的接口不同时，需要在数据采集器与智能仪表之间增加硬件接口扩展模块，扩展接口后再进行能耗信息采集。当所述系统平台接入建筑数量过多，使用用户过多时，采集端服务器、数据库服务器、及应用发布服务器的负荷较重，会出现打开网页响应速度慢的情况。

为了解决上述问题，如图2所示，图2为现有解决方案的框图，在建筑局域网内增加了一台本地工作站，对该本地工作站安装组态软件，开发基于C/S(Client/Server：服务器/客户端)架构的人机界面，数据采集器对智能仪表记录的能耗信息进行采集，采集到的数据保存在数据采集器内，本地工作站可对采集到的数据进行简单的运算并上传到数据中心端。然而，此解决方案存在以下缺陷：

1)当数据采集器与智能仪表的接口或协议不同时，需要安装硬件接口扩展模块或协议转换器，不仅增加了系统成本，而且使系统网络结构变得更加复杂，增加设备也即增加了故障点，使整个系统的安全性、稳定性降低。

2)数据采集器的数据存储时间短，且为第三方设备，协议是定制开发的，受第三方厂家局限，无法灵活修改及变更协议，缺乏扩展性和灵活性。

3)本地工作站通过WEB访问数据采集器，无法进行复杂的能耗信息运算；而且仅能将自身数据上传到数据中心端，无法从数据中心端获取相关数据，缺乏交互响应。

4)当现场数据出错时，无法远程维护及诊断。

鉴于此，有必要设计一种新的基于智慧物联网的分布式能耗监测单元、系统及管理系统用于解决上述问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于智慧物联网的分布式能耗监测单元、系统及管理系统，用于解决现有B/S架构的能耗管理系统平台当接入建筑数量过多，使用用户过多时，采集端服务器、数据库服务器、及应用发布服务器的负荷较重，会出现打开网页响应速度慢的问题；及现有B/S与C/S混合架构的能耗管理系统平台网络结构复杂，系统安全性、稳定性降低，系统缺乏扩展性、灵活性及交互响应，成本高、且无法远程维护及诊断的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基于智慧物联网的分布式能耗监测单元，所述分布式能耗监测单元包括：

接口模块，用于扩展所述分布式能耗监测单元的硬件接口；

与所述接口模块连接的能耗采集模块，用于对智能仪表记录的能耗信息进行采集；

与所述能耗采集模块连接的能耗运算模块，用于对所述能耗采集模块采集的能耗信息进行运算；

与所述能耗运算模块连接的存储模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行存储；

与所述存储模块连接的显示模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行显示。

优选地，所述接口模块包括USB接口、网络接口、RS232串口及RS485串口中的一种或多种。

优选地，所述网络接口包括有线接口、无线接口、及4G接收模块中的一种或多种。

优选地，所述分布式能耗监测单元还包括数据上传模块，所述数据上传模块与所述存储模块连接，用于将所述存储模块内的存储信息进行上传。

优选地，所述显示模块为触摸显示屏。

本实用新型还提供一种能耗监测系统，所述能耗监测系统包括：

若干智能仪表，所述智能仪表用于记录建筑楼宇内的能耗信息；

分别与所述智能仪表连接的分布式能耗监测单元，其中，所述分布式能耗监测单元包括：

接口模块，用于扩展所述分布式能耗监测单元的硬件接口；

与所述接口模块连接的能耗采集模块，用于对所述智能仪表记录的能耗信息进行采集；

与所述能耗采集模块连接的能耗运算模块，用于对所述能耗采集模块采集的能耗信息进行运算；

与所述能耗运算模块连接的存储模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行存储；

与所述存储模块连接的显示模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行显示。

优选地，所述智能仪表包括水表、电表、燃气表、热能表中的一种或多种。

优选地，所述分布式能耗监测单元还包括数据上传模块，所述数据上传模块与所述存储模块连接，用于将所述存储模块内的存储信息进行上传。

本实用新型还提供一种能耗管理系统，所述能耗管理系统由本地端、通过互联网与所述本地端连接的数据中心端构成，其中，

所述本地端包括：

若干智能仪表，所述智能仪表用于记录建筑楼宇内的能耗信息；

分别与所述智能仪表连接的分布式能耗监测单元，其中，所述分布式能耗监测单元包括：

接口模块，用于扩展所述分布式能耗监测单元的硬件接口；

与所述接口模块连接的能耗采集模块，用于对所述智能仪表记录的能耗信息进行采集；

与所述能耗采集模块连接的能耗运算模块，用于对所述能耗采集模块采集的能耗信息进行运算；

与所述能耗运算模块连接的存储模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行存储；

与所述存储模块连接的显示模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行显示；

及与所述存储模块连接的数据上传模块，用于将所述存储模块内的存储信息上传到所述数据中心端；

所述数据中心端包括：

采集端服务器，所述采集端服务器用于接收所述数据上传模块上传的信息；

与采集端服务器连接的数据库服务器，所述数据库服务器用于对所述采集端服务器接收的信息进行运算，得到能耗数据，并将所述能耗数据进行存储；

及与所述数据库服务器连接的应用发布服务器，通过访问应用发布服务器获取能耗数据，实现对建筑楼宇的能耗监测与节能管理。

如上所述，本实用新型的一种基于智慧物联网的分布式能耗监测单元、系统及管理系统，具有以下有益效果：

1)本实用新型所述分布式能耗监测单元支持多接口、多协议，减少了采集中转设备，系统网络结构简单，故障易查，整个系统的安全性、稳定性高，而且整个系统成本低。

2)本实用新型所述分布式能耗监测单元的存储时间长，内设协议库，且可自定义，扩展性、灵活性强。

3)本实用新型所述的分布式能耗监测单元承担了部分运算，使整个数据中心端的服务器减少了采集压力、降低了运算数据的负荷，数据中心端使用预处理数据，页面响应速度加快，提高了实时性；而且所述分布式能耗监测单元可与数据中心端在线互连，实现交互响应。

4)所述分布式能耗监测单元支持多机通讯、断点续传、远程维护，可在数据中心端查看所述分布式能耗监测单元上传的故障信息，可以远程配置相关参数，也可以远程进行产品版本升级及底层采集驱动的升级。

附图说明

图1显示为现有基于B/S架构的能耗管理系统平台的框图。

图2显示为现有基于B/S与C/S混合架构的能耗管理系统平台的框图。

图3显示为本实用新型实施例一的结构示意图。

图4显示为本实用新型实施例二的结构示意图。

图5显示为本实用新型实施例三的结构示意图。

元件标号说明

1 分布式能耗监测单元

2 本地端

3 数据中心端

4 互联网

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图3至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图3所示，本实用新型提供一种基于智慧物联网的分布式能耗监测单元，所述分布式能耗监测单元包括：

接口模块，用于扩展所述分布式能耗监测单元的硬件接口；

与所述接口模块连接的能耗采集模块，用于对智能仪表记录的能耗信息进行采集；

与所述能耗采集模块连接的能耗运算模块，用于对所述能耗采集模块采集的能耗信息进行运算；

与所述能耗运算模块连接的存储模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行存储；

与所述存储模块连接的显示模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行显示。

具体的，所述分布式能耗监测单元还包括数据上传模块，所述数据上传模块与所述存储模块连接，用于将所述存储模块内的存储信息进行上传。

具体的，所述接口模块包括USB接口、网络接口、RS232串口及RS485串口中的一种或多种；其中，所述网络接口包括有线接口、无线接口、及4G接收模块中的一种或多种。优选地，在本实施例中，所述接口包括USB接口、有线接口、无线接口、4G接收模块、RS232串口和RS485串口。

需要说明的是，所述分布式能耗监测单元中上述接口的数量不固定，可根据实际需要进行定制开发。如5个USB接口、1个有线接口、1个无线接口、1个4G接收模块、1个RS232串口及1个RS485串口。

具体的，所述显示模块为触摸显示屏。

需要说明的是，本实用新型还可通过触摸显示屏对系统进行系统配置、参数设置、网络设置、权限配置、数据查询、报表导出等功能。

本实用新型还提供一种基于智慧物联网的分布式能耗监测单元的监测方法，所述方法包括：

1)分布式能耗监测单元通过接口模块与若干智能仪表连接，并通过能耗采集模块采集所述智能仪表的能耗信息；

2)通过能耗运算模块对能耗信息进行运算；

3)运算结果通过存储模块进行存储，并通过显示模块进行显示；

4)数据上传模块将所述运算结果通过互联网上传到数据中心端。

具体的，所述能耗采集模块通过标准MODBUS协议、OPC协议、PROFIBUS协议、MBUS协议、DDE协议、PLC设备协议、智能仪表协议、ODBC协议、及JDBC协议中的一种或多种与智能仪表进行通信。

具体的，所述数据上传模块通过标准MODBUS协议、OPC协议、PROFIBUS协议、MBUS协议、DDE协议、PLC设备协议、智能仪表协议、ODBC协议、及JDBC协议中的一种或多种与数据中心端进行通信。

需要说明的是，所述分布式能耗监测单元设有协议库，所述协议库用于存放现有协议及将自定义底层开发协议实时更新到所述协议库；使用时可根据实际需要在所述协议库中选择相应的协议，而且还可将自定义底层开发协议放入到所述协议库，对所述协议库进行更新。

具体的，所述能耗采集模块及能耗运算模块采用组态软件实现所述能耗信息的采集和运算。

需要说明的是，所述组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件。处于自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。在本实施例中，所述组态软件包括In Touch组态软件、IFix组态软件、Citech组态软件、WinCC组态软件、A SPEN-tech组态软件、Movicon组态软件、GENESIS 64组态软件、紫金桥Realinfo组态软件、Hmibuilder组态软件、世纪星组态软件、三维力控组态软件、组态王KingView组态软件、MCGS组态软件、态神组态软件、uScada组态软件、Controx组态软件、E-Form++组态软件、iCentroView组态软件、QTouch组态软件、或易控组态软件中的一种。

实施例二

如图4所示，本实用新型还提供一种能耗监测系统，所述能耗监测系统包括：

若干智能仪表，所述智能仪表用于记录建筑楼宇内的能耗信息；

分别与所述智能仪表连接的分布式能耗监测单元，其中，所述分布式能耗监测单元包括：

接口模块，用于扩展所述分布式能耗监测单元的硬件接口；

与所述接口模块连接的能耗采集模块，用于对所述智能仪表记录的能耗信息进行采集；

与所述能耗采集模块连接的能耗运算模块，用于对所述能耗采集模块采集的能耗信息进行运算；

与所述能耗运算模块连接的存储模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行存储；

与所述存储模块连接的显示模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行显示。

具体的，所述分布式能耗监测单元还包括数据上传模块，所述数据上传模块与所述存储模块连接，用于将所述存储模块内的存储信息进行上传。

需要说明的是，本实施例中所述能耗监测单元既可作为独立系统存在，也可与数据中心端互连。

具体的，所述智能仪表包括水表、电表、燃气表、热能表中的一种或多种，其中，所述水表用于记录用水量信息，所述电表用于记录用电量信息，所述燃气表用于记录用气量信息，所述热能表用于计量热能。

实施例三

如图5所示，本实用新型还提供一种能耗管理系统，所述能耗管理系统由本地端、通过互联网与所述本地端连接的数据中心端构成，其中，

所述本地端包括：

若干智能仪表，所述智能仪表用于记录建筑楼宇内的能耗信息；

分别与所述智能仪表连接的分布式能耗监测单元，其中，所述分布式能耗监测单元包括：

接口模块，用于扩展所述分布式能耗监测单元的硬件接口；

与所述接口模块连接的能耗采集模块，用于对所述智能仪表记录的能耗信息进行采集；

与所述能耗采集模块连接的能耗运算模块，用于对所述能耗采集模块采集的能耗信息进行运算；

与所述能耗运算模块连接的存储模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行存储；

与所述存储模块连接的显示模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行显示；

及与所述存储模块连接的数据上传模块，用于将所述存储模块内的存储信息上传到所述数据中心端；

所述数据中心端包括：

采集端服务器，所述采集端服务器用于接收所述数据上传模块上传的信息；

与采集端服务器连接的数据库服务器，所述数据库服务器用于对所述采集端服务器接收 的信息进行运算，得到能耗数据，并将所述能耗数据进行存储；

及与所述数据库服务器连接的应用发布服务器，通过访问应用发布服务器获取能耗数据，实现对建筑楼宇的能耗监测与节能管理。

需要说明的是，所述分布式能耗监测单元可从数据中心端下载数据信息，其中，所述数据信息包括故障诊断信息、能耗分析报告、区域能耗指标、区域同类型建筑的能耗使用情况等。

在本实施例中，所述本地端既可以作为独立的系统存在，也可以与数据中心端互联，形成闭环，实现与数据中心端的数据互联，信息共享。

需要说明的是，本实用新型所述的能耗管理系统是基于B/S与C/S混合架构，在本地端与数据中心端网络互连的情况下，所述分布式能耗监测单元充当数据中心端的分布式服务器，对采集的能耗信息进行运算，并将运算结果上传至数据中心端，同时对运算结果进行存储与显示；在本地端与数据中心端网络不互连的情况下，所述分布式能耗监测单元对采集的能耗信息进行运算，并对运算结果进行存储及显示，实现实时查看能耗数据，并在本地端与数据中心端恢复网络互连后将能耗信息的运算结果上传至数据中心端。

进一步需要说明的是，数据中心端的采集端服务器接收本地端发送过来的运算结果，并通过数据库服务器对所述运算结果进行进一步运算，得到能耗数据，并将所述能耗数据进行存储，最后实现通过访问应用发布服务器获取能耗数据，实现对建筑楼宇的能耗监测与节能管理。

综上所述，本实用新型的一种基于智慧物联网的分布式能耗监测单元、系统及管理系统，具有以下有益效果：

1)本实用新型所述分布式能耗监测单元支持多接口、多协议，减少了采集中转设备，系统网络结构简单，故障易查，整个系统的安全性、稳定性高，而且整个系统成本低。

2)本实用新型所述分布式能耗监测单元的存储时间长，内设协议库，且可自定义，扩展性、灵活性强。

3)本实用新型所述的分布式能耗监测单元承担了部分运算，使整个数据中心端的服务器减少了采集压力、降低了运算数据的负荷，数据中心端使用预处理数据，页面响应速度加快，提高了实时性；而且所述分布式能耗监测单元可与数据中心端在线互连，实现交互响应。

4)所述分布式能耗监测单元支持多机通讯、断点续传、远程维护，可在数据中心端查看所述分布式能耗监测单元上传的故障信息，可以远程配置相关参数，也可以远程进行产品版本升级及底层采集驱动的升级。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何 熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种基于智慧物联网的分布式能耗监测单元，其特征在于，所述分布式能耗监测单元包括：

接口模块，用于扩展所述分布式能耗监测单元的硬件接口；

与所述接口模块连接的能耗采集模块，用于对智能仪表记录的能耗信息进行采集；

与所述能耗采集模块连接的能耗运算模块，用于对所述能耗采集模块采集的能耗信息进行运算；

与所述能耗运算模块连接的存储模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行存储；

与所述存储模块连接的显示模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行显示。

2.根据权利要求1所述的基于智慧物联网的分布式能耗监测单元，其特征在于，所述接口模块包括USB接口、网络接口、RS232串口及RS485串口中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的基于智慧物联网的分布式能耗监测单元，其特征在于，所述网络接口包括有线接口、无线接口、及4G接收模块中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的基于智慧物联网的分布式能耗监测单元，其特征在于，所述分布式能耗监测单元还包括数据上传模块，所述数据上传模块与所述存储模块连接，用于将所述存储模块内的存储信息进行上传。

5.根据权利要求1所述的基于智慧物联网的分布式能耗监测单元，其特征在于，所述显示模块为触摸显示屏。

6.一种能耗监测系统，其特征在于，所述能耗监测系统包括：

若干智能仪表，所述智能仪表用于记录建筑楼宇内的能耗信息；

分别与所述智能仪表连接的分布式能耗监测单元，其中，所述分布式能耗监测单元包括：

接口模块，用于扩展所述分布式能耗监测单元的硬件接口；

与所述接口模块连接的能耗采集模块，用于对所述智能仪表记录的能耗信息进行采集；

与所述能耗采集模块连接的能耗运算模块，用于对所述能耗采集模块采集的能耗信息进行运算；

与所述能耗运算模块连接的存储模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行存储；

与所述存储模块连接的显示模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行显示。

7.根据权利要求6所述的能耗监测系统，其特征在于，所述智能仪表包括水表、电表、燃气表、热能表中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的能耗监测系统，其特征在于，所述分布式能耗监测单元还包括数据上传模块，所述数据上传模块与所述存储模块连接，用于将所述存储模块内的存储信息进行上传。

9.一种能耗管理系统，其特征在于，所述能耗管理系统由本地端、通过互联网与所述本地端连接的数据中心端构成，其中，

所述本地端包括：

若干智能仪表，所述智能仪表用于记录建筑楼宇内的能耗信息；

分别与所述智能仪表连接的分布式能耗监测单元，其中，所述分布式能耗监测单元包括：

接口模块，用于扩展所述分布式能耗监测单元的硬件接口；

与所述接口模块连接的能耗采集模块，用于对所述智能仪表记录的能耗信息进行采集；

与所述能耗采集模块连接的能耗运算模块，用于对所述能耗采集模块采集的能耗信息进行运算；

与所述能耗运算模块连接的存储模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行存储；

与所述存储模块连接的显示模块，用于对所述能耗运算模块的运算结果进行显示；

及与所述存储模块连接的数据上传模块，用于将所述存储模块内的存储信息上传到所述数据中心端；

所述数据中心端包括：

采集端服务器，所述采集端服务器用于接收所述数据上传模块上传的信息；

与采集端服务器连接的数据库服务器，所述数据库服务器用于对所述采集端服务器接收的信息进行运算，得到能耗数据，并将所述能耗数据进行存储；

及与所述数据库服务器连接的应用发布服务器，通过访问应用发布服务器获取能耗数据，实现对建筑楼宇的能耗监测与节能管理。