一种智能化建筑能耗监测系统及方法技术方案

本发明专利技术属于建筑能耗监测技术领域，公开了一种智能化建筑能耗监测系统及方法，所述智能化建筑能耗监测系统包括：建筑能耗数据获取模块、数据分项管理模块、无线传输模块、主控模块、建筑能耗监测模块、建筑能耗预测模块、故障自动化诊断模块、系统维护模块、参数管理模块、统计查询模块、数据存储模块、更新显示模块。本发明专利技术通过建筑能耗监测模块对历史能耗数据进行聚类分析，并对数据分类后获得建筑能耗模式判定树，在建筑能耗实时监测过程中对动态采集的能耗数据进行模式匹配，可判别当前能耗是否异常，具有实时性、通用性和鲁棒性等特点；通过建筑能耗预测模块对获取的原始能耗数据进行误差处理，能使能耗数据能够更精准的体现电耗数据。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化建筑能耗监测系统及方法
本专利技术属于建筑能耗监测
，尤其涉及一种智能化建筑能耗监测系统及方法。
技术介绍
目前，随着经济的发展，我国的建筑业发展迅猛，建筑能耗已经占据社会总能耗的30％以上，并且有逐年上升的趋势。公共建筑能耗监测的目的，就是通过计量监测系统实时监测记录和统计分析建筑在运行和使用过程中所消耗的各类能源数量，为室内环境高效调节和建筑合理用能提供基础数据支撑，公共建筑能耗监测也是建筑节能的基础性工作。现有建筑能耗监测系统常用构成模式有两种：一种是计量表+数据采集器，数据采集器将采集到的能耗原始数据传输给同城的建筑能耗监测数据中心，依靠数据中心进行分析处理、数据存储、能耗查询和数据检索。这种模式在数据处理、存储、查询、检索等数据后处理工作均要依靠同城数据中心，一旦与数据中心网络链路中断，建筑物本身无法独立完成能耗监测工作。另一种是计量表+数据采集器+系统计算机，由系统计算机完成对原始数据的分析处理和存储，经分析处理后的数据上报同城数据中心，相应的能耗检索和数据查询均可在本地完成，但其造价相对偏高。因此，亟需一种新的智能化建筑能耗监测系统。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：(1)现有的计量表+数据采集器模式要依靠同城数据中心，一旦与数据中心网络链路中断，建筑物本身无法独立完成能耗监测工作。(2)现有的计量表+数据采集器+系统计算机模式造价相对偏高。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种智能化建筑能耗监测系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种智能化建筑能耗监测方法，所述智能化建筑能耗监测方法包括以下步骤：步骤一，通过建筑能耗数据获取模块利用数据获取设备获取建筑能耗及环境参数的原始数据；通过数据分项管理模块利用分项管理程序对获取的建筑能耗及环境参数的原始数据进行分项管理，并分配对应的编码；步骤二，通过无线传输模块利用无线传感装置将分项处理后的能耗及环境参数发送至主控器及数据库；通过主控模块利用主控器控制所述智能化建筑能耗监测系统各个模块的正常运行；所述通过无线传输模块利用无线传感装置将分项处理后的能耗及环境参数发送至主控器及数据库的方法，包括：(2.1)通过无线传输模块接收分项处理后的能耗及环境参数的实时数据；(2.2)将数据通过无线传感内网传输并汇聚到无线传感主端机，无线传感内网包括设于建筑内的相互通过无线通讯连接的若干无线传感端机，所述数据分项管理模块与无线传感端机相连并将处理后的数据先传输给相应无线传感端机，然后再传输至无线传感内网中；(2.3)汇聚后的数据由无线传感主端机传输至主控器及数据库，并采用数据处理装置对取得的数据进行处理分析；步骤三，通过建筑能耗监测模块利用能耗监测程序对建筑能耗情况进行实时监测；通过建筑能耗预测模块利用能耗预测程序根据能耗实时监测数据对建筑能耗进行预测；步骤四，通过故障自动化诊断模块利用故障诊断程序对所述智能化建筑能耗监测系统故障进行自动化诊断，并生成故障自动化诊断报告；所述通过故障自动化诊断模块利用故障诊断程序对所述智能化建筑能耗监测系统故障进行自动化诊断包括：(4.1)接收系统故障信息，并对接收的故障信息进行校验，过滤无效的故障信息；(4.2)提取过滤后的故障信息中的故障代码以及其他相关故障数据；(4.3)将提取的故障代码以及故障数据与数据库预先存储的故障类型及其他相关数据进行匹配；(4.4)若数据库中存在相匹配的故障类型，则提取数据库中存储的故障类型及其他相关数据并生成故障自动化诊断报告；若数据库中不存在相匹配的故障类型及相关数据，则标注为未知故障，生成故障诊断报告；步骤五，通过系统维护模块利用系统维护设备对所述智能化建筑能耗监测系统进行实时监测及维护；步骤六，通过参数管理模块利用参数管理程序配置所述建筑能耗监测系统与数据库的通信属性及能耗数据的存储；步骤七，在软件系统主页中，通过统计查询模块利用统计查询程序根据所选的时间段，对建筑能耗监测数据进行统计查询；步骤八，通过数据存储模块利用数据库存储获取的建筑能耗及环境参数的原始数据、数据分项编码、建筑能耗实时监测数据、建筑能耗预测数据以及故障自动化诊断报告的实时数据；步骤九，通过更新显示模块利用更新程序对获取的建筑能耗及环境参数的原始数据、数据分项编码、建筑能耗实时监测数据、建筑能耗预测数据以及故障自动化诊断报告进行更新，并通过显示器以趋势图、柱状图、饼图的形式，按照用电分项的分类进行数据展示。进一步，步骤三中，所述通过建筑能耗监测模块利用能耗监测程序对建筑能耗情况进行实时监测的方法，包括：(a)建立建筑能耗模式判定树，通过对历史建筑能耗数据进行聚类分析识别建筑物特有的建筑能耗模式，对数据分类后获得建筑能耗模式判定树；(b)通过数据获取设备实时采集建筑能耗数据，在建筑能耗实时监测过程中动态采集当前建筑能耗数据；(c)判别当前建筑能耗数据是否为能耗异常点，将当前建筑能耗数据与所属建筑能耗模式判定树进行模式匹配，判断当前建筑能耗数据是否为离群点。进一步，步骤三中，所述通过建筑能耗预测模块利用能耗预测程序根据能耗实时监测数据对建筑能耗进行预测的方法，包括：(1)通过建筑能耗预测模块获取建筑能耗及环境参数的原始数据，对所述原始能耗数据进行误差处理后得到能耗数据；(2)利用能耗预测程序提取所述能耗数据所携带的特征标识，根据所述特征标识判断所述能耗数据的类别；(3)根据所述能耗数据的类别，采用相应的趋势预测工具对建筑能耗进行趋势预测，得到建筑能耗趋势预测结果。进一步，步骤(1)中，所述对所述原始能耗数据进行误差处理后得到能耗数据的方法，包括：1)利用3σ准则对所述原始能耗数据进行第一次误差处理，剔除其中的粗大误差；2)利用五点线性平滑对经过第一次误差处理后的所述原始能耗数据进行第二次误差处理，得到能耗数据。进一步，步骤六中，所述能耗数据的存储包括本数据本地存储路径、数据中心IP、端口号及节点编码。本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述智能化建筑能耗监测方法的智能化建筑能耗监测系统，所述智能化建筑能耗监测系统包括：建筑能耗数据获取模块、数据分项管理模块、无线传输模块、主控模块、建筑能耗监测模块、建筑能耗预测模块、故障自动化诊断模块、系统维护模块、参数管理模块、统计查询模块、数据存储模块、更新显示模块。建筑能耗数据获取模块，与主控模块连接，用于通过数据获取设备获取建筑能耗及环境参数的原始数据；数据分项管理模块，与主控模块连接，用于通过分项管理程序对获取的建筑能耗及环境参数的原始数据进行分项管理，并分配对应的编码；无线传输模块，与主控模块连接，用于通过无线传感装置将分项处理后的能耗及环境参数发送至主控器及数据库；主控模块，与建筑能耗数据获取模块、数据分项管理模块、无线传输模块、建筑能耗监测模块、建筑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化建筑能耗监测方法，其特征在于，所述智能化建筑能耗监测方法包括以下步骤：/n步骤一，通过建筑能耗数据获取模块利用数据获取设备获取建筑能耗及环境参数的原始数据；通过数据分项管理模块利用分项管理程序对获取的建筑能耗及环境参数的原始数据进行分项管理，并分配对应的编码；/n步骤二，通过无线传输模块利用无线传感装置将分项处理后的能耗及环境参数发送至主控器及数据库；通过主控模块利用主控器控制所述智能化建筑能耗监测系统各个模块的正常运行；/n所述通过无线传输模块利用无线传感装置将分项处理后的能耗及环境参数发送至主控器及数据库的方法，包括：/n(2.1)通过无线传输模块接收分项处理后的能耗及环境参数的实时数据；/n(2.2)将数据通过无线传感内网传输并汇聚到无线传感主端机，无线传感内网包括设于建筑内的相互通过无线通讯连接的若干无线传感端机，所述数据分项管理模块与无线传感端机相连并将处理后的数据先传输给相应无线传感端机，然后再传输至无线传感内网中；/n(2.3)汇聚后的数据由无线传感主端机传输至主控器及数据库，并采用数据处理装置对取得的数据进行处理分析；/n步骤三，通过建筑能耗监测模块利用能耗监测程序对建筑能耗情况进行实时监测；通过建筑能耗预测模块利用能耗预测程序根据能耗实时监测数据对建筑能耗进行预测；/n步骤四，通过故障自动化诊断模块利用故障诊断程序对所述智能化建筑能耗监测系统故障进行自动化诊断，并生成故障自动化诊断报告；/n所述通过故障自动化诊断模块利用故障诊断程序对所述智能化建筑能耗监测系统故障进行自动化诊断包括：/n(4.1)接收系统故障信息，并对接收的故障信息进行校验，过滤无效的故障信息；/n(4.2)提取过滤后的故障信息中的故障代码以及其他相关故障数据；/n(4.3)将提取的故障代码以及故障数据与数据库预先存储的故障类型及其他相关数据进行匹配；/n(4.4)若数据库中存在相匹配的故障类型，则提取数据库中存储的故障类型及其他相关数据并生成故障自动化诊断报告；若数据库中不存在相匹配的故障类型及相关数据，则标注为未知故障，生成故障诊断报告；/n步骤五，通过系统维护模块利用系统维护设备对所述智能化建筑能耗监测系统进行实时监测及维护；/n步骤六，通过参数管理模块利用参数管理程序配置所述建筑能耗监测系统与数据库的通信属性及能耗数据的存储；/n步骤七，在软件系统主页中，通过统计查询模块利用统计查询程序根据所选的时间段，对建筑能耗监测数据进行统计查询；/n步骤八，通过数据存储模块利用数据库存储获取的建筑能耗及环境参数的原始数据、数据分项编码、建筑能耗实时监测数据、建筑能耗预测数据以及故障自动化诊断报告的实时数据；/n步骤九，通过更新显示模块利用更新程序对获取的建筑能耗及环境参数的原始数据、数据分项编码、建筑能耗实时监测数据、建筑能耗预测数据以及故障自动化诊断报告进行更新，并通过显示器以趋势图、柱状图、饼图的形式，按照用电分项的分类进行数据展示。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能化建筑能耗监测方法，其特征在于，所述智能化建筑能耗监测方法包括以下步骤：
步骤一，通过建筑能耗数据获取模块利用数据获取设备获取建筑能耗及环境参数的原始数据；通过数据分项管理模块利用分项管理程序对获取的建筑能耗及环境参数的原始数据进行分项管理，并分配对应的编码；
步骤二，通过无线传输模块利用无线传感装置将分项处理后的能耗及环境参数发送至主控器及数据库；通过主控模块利用主控器控制所述智能化建筑能耗监测系统各个模块的正常运行；
所述通过无线传输模块利用无线传感装置将分项处理后的能耗及环境参数发送至主控器及数据库的方法，包括：
(2.1)通过无线传输模块接收分项处理后的能耗及环境参数的实时数据；
(2.2)将数据通过无线传感内网传输并汇聚到无线传感主端机，无线传感内网包括设于建筑内的相互通过无线通讯连接的若干无线传感端机，所述数据分项管理模块与无线传感端机相连并将处理后的数据先传输给相应无线传感端机，然后再传输至无线传感内网中；
(2.3)汇聚后的数据由无线传感主端机传输至主控器及数据库，并采用数据处理装置对取得的数据进行处理分析；
步骤三，通过建筑能耗监测模块利用能耗监测程序对建筑能耗情况进行实时监测；通过建筑能耗预测模块利用能耗预测程序根据能耗实时监测数据对建筑能耗进行预测；
步骤四，通过故障自动化诊断模块利用故障诊断程序对所述智能化建筑能耗监测系统故障进行自动化诊断，并生成故障自动化诊断报告；
所述通过故障自动化诊断模块利用故障诊断程序对所述智能化建筑能耗监测系统故障进行自动化诊断包括：
(4.1)接收系统故障信息，并对接收的故障信息进行校验，过滤无效的故障信息；
(4.2)提取过滤后的故障信息中的故障代码以及其他相关故障数据；
(4.3)将提取的故障代码以及故障数据与数据库预先存储的故障类型及其他相关数据进行匹配；
(4.4)若数据库中存在相匹配的故障类型，则提取数据库中存储的故障类型及其他相关数据并生成故障自动化诊断报告；若数据库中不存在相匹配的故障类型及相关数据，则标注为未知故障，生成故障诊断报告；
步骤五，通过系统维护模块利用系统维护设备对所述智能化建筑能耗监测系统进行实时监测及维护；
步骤六，通过参数管理模块利用参数管理程序配置所述建筑能耗监测系统与数据库的通信属性及能耗数据的存储；
步骤七，在软件系统主页中，通过统计查询模块利用统计查询程序根据所选的时间段，对建筑能耗监测数据进行统计查询；
步骤八，通过数据存储模块利用数据库存储获取的建筑能耗及环境参数的原始数据、数据分项编码、建筑能耗实时监测数据、建筑能耗预测数据以及故障自动化诊断报告的实时数据；
步骤九，通过更新显示模块利用更新程序对获取的建筑能耗及环境参数的原始数据、数据分项编码、建筑能耗实时监测数据、建筑能耗预测数据以及故障自动化诊断报告进行更新，并通过显示器以趋势图、柱状图、饼图的形式，按照用电分项的分类进行数据展示。


2.如权利要求1所述智能化建筑能耗监测方法，其特征在于，步骤三中，所述通过建筑能耗监测模块利用能耗监测程序对建筑能耗情况进行实时监测的方法，包括：
(a)建立建筑能耗模式判定树，通过对历史建筑能耗数据进行聚类分析识别建筑物特有的建筑能耗模式，对数据分类后获得建筑能耗模式判定树；
(b)通过数据获取设备实时采集建筑能耗数据，在建筑能耗实时监测过程中动态采集当前建筑能耗数据；
(c)判别当前建筑能耗数据是否为能耗异常点，将当前建筑能耗数据与所属建筑能耗模式判定树进行模式匹配，判断当前建筑能耗数据是否为离群点。


3.如权利要求1所述智能化建筑能耗监测方法，其特征在于，步骤三中，所述通过建筑能耗预测模块利用能耗预测程序根据能耗实时监测数据对建筑能耗进行预测的方法，包括：
(1)通过建筑能耗预测模块获取建筑能耗及环境参数的原始数据，对所述原始能耗数据进行误差处理后得到能耗数据；
(2)利用能耗预测程序提取所述能耗数据所携带的特征标识，根据所述特征标识判断所述能耗数据的类别；
(3)根据所述能耗数...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅晓莉，王波，
申请(专利权)人：重庆电子工程职业学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50