[發(fā)明專利]一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大型建筑能耗實時監(jiān)控系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210590390.3
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103092158A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 耿永清;陳亮;于峰崎
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳先進技術(shù)研究院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分布式能耗采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大型建筑能耗實時監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑高耗能的問題日益突出。據(jù)統(tǒng)計，國家機關(guān)辦公建筑，每平方米建筑面積年平均耗電量為85.4度，人均年耗電量為3072.5度，尤其是商場建筑，其能耗比其它類型公共建筑高出許多。國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑年耗電量約占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%，每平方米年耗電量是普通居民住宅的10～20倍，是歐洲、日本等發(fā)達國家同類建筑的1.5～2倍。

這種巨大的建筑能耗，對今后經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展影響巨大。然而，現(xiàn)階段對建筑能耗采集傳輸主要采用綜合布線進行傳輸，此方式在建筑內(nèi)需布設(shè)大量線纜，存在施工復(fù)雜、代價高、影響建筑內(nèi)部美觀的問題，并且存在能耗采集不全面、無法實時動態(tài)完整的掌握能耗情況，并且不能對用電設(shè)備的能耗進行控制等缺點，這都是由于現(xiàn)有的能耗采集方式自身技術(shù)限制和有線傳輸方式固有缺陷所決定的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大型建筑能耗實時監(jiān)控系統(tǒng)，旨在解決大型建筑或建筑群現(xiàn)有技術(shù)無法實時、動態(tài)、完整掌握能耗情況，并且不能對用電設(shè)備的能耗進行控制的問題。

一方面，提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大型建筑能耗實時監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括至少一個設(shè)備子網(wǎng)絡(luò)，所述系統(tǒng)還包括至少一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點，所述設(shè)備子網(wǎng)絡(luò)與所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點無線連接，一個設(shè)備子網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點，所述系統(tǒng)還包括與所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點連接的能耗監(jiān)控服務(wù)器；

所述設(shè)備子網(wǎng)絡(luò)包括：至少一個監(jiān)測節(jié)點，監(jiān)測節(jié)點之間無線連接；

所述監(jiān)測節(jié)點，用于對用電設(shè)備的用電進行細粒度監(jiān)測和控制，并發(fā)送監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)至所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點；

所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點，用于轉(zhuǎn)發(fā)所述監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)至所述能耗監(jiān)測服務(wù)器；

所述能耗監(jiān)控服務(wù)器，用于根據(jù)所述監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)生成控制指令，并發(fā)送所述控制指令至所述監(jiān)測節(jié)點。

進一步地，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用基于Tinyos操作系統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

進一步地，所述監(jiān)測節(jié)點包括：

用電監(jiān)測單元，用于對用電設(shè)備的用電狀態(tài)和實時功率進行細粒度監(jiān)測；

射頻收發(fā)器，用于發(fā)送監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)至網(wǎng)關(guān)節(jié)點，以由網(wǎng)關(guān)節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)所述監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)至能耗監(jiān)控服務(wù)器；

所述能耗監(jiān)控服務(wù)器包括：

控制指令生成單元，用于根據(jù)接收到的監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)生成控制指令，并發(fā)送所述控制指令至網(wǎng)關(guān)節(jié)點，以由網(wǎng)關(guān)節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)所述控制指令至監(jiān)測節(jié)點；

所述射頻收發(fā)器，還用于接收網(wǎng)關(guān)節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的所述控制指令；

所述監(jiān)測節(jié)點還包括：

通斷控制單元，用于根據(jù)所述控制指令控制與所述監(jiān)測節(jié)點連接的用電設(shè)備的通斷狀態(tài)。

進一步地，所述監(jiān)測節(jié)點包括墻壁插座監(jiān)測節(jié)點、墻壁多位開關(guān)監(jiān)測節(jié)點、接線盒監(jiān)測節(jié)點、電流鉗儀表監(jiān)控節(jié)點。

進一步地，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點和能耗監(jiān)控服務(wù)器共同構(gòu)成一個無線網(wǎng)格mesh網(wǎng)絡(luò)。

進一步地，所述能耗監(jiān)控服務(wù)器還包括：

日程管理單元，用于采用日程計劃控制每個用電設(shè)備。

進一步地，所述能耗監(jiān)控服務(wù)器還包括：

關(guān)聯(lián)控制單元，用于根據(jù)用電設(shè)備的分類和關(guān)聯(lián)性，對用電設(shè)備進行多級分組設(shè)置管理，并可對分組設(shè)備進行遠程統(tǒng)一控制操作和關(guān)聯(lián)控制操作。

進一步地，所述能耗監(jiān)控服務(wù)器還包括：

GIS處理單元，用于支持背景地圖可視化，顯示網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的部署位置，具備地理信息系統(tǒng)GIS縮放、查找。

進一步地，所述能耗監(jiān)測服務(wù)器還包括：

可視化單元，用于對所述監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)進行可視化處理，進行直觀的顯示。

進一步地，所述能耗監(jiān)測服務(wù)器還包括：

能耗預(yù)測及診斷單元，用于建立能耗的預(yù)測模型，利用所述預(yù)測模型對建筑的能耗進行預(yù)測，分析建筑節(jié)能潛力；

建筑節(jié)能效果評估和輔助診斷單元，用于統(tǒng)計建筑或片區(qū)能耗的時用量、日用量和年用量，提取各能耗數(shù)據(jù)進行同、環(huán)對比分析，確立標桿值，并對各監(jiān)控點的能耗情況進行能耗水平判定，對能耗改善提出一套完整的診斷流程。