一种公共建筑运行能耗监控系统技术方案

本发明专利技术提供一种公共建筑运行能耗监控系统，涉及能耗监控及网络通信技术领域，包括传感器节点、执行器节点及建筑能耗监控中心，还包括移动边缘网关及云端服务器，所述移动边缘网关在各个房间内移动设置，所述传感器节点用于监测对应房间的环境参数及能耗数据，所述执行器节点用于实现照明及空调系统的控制，所述移动边缘网关通过Wi

【技术实现步骤摘要】
一种公共建筑运行能耗监控系统


[0001]本专利技术涉及能耗监控及网络通信
，尤其涉及一种公共建筑运行能耗监控系统。
[0002]
技术介绍

[0003]目前我国城镇建设发展迅速，人们对建筑环境的要求也不断提高。在满足建筑环境要求的基础上降低建筑能耗以实现建筑节能，已成为建筑可持续发展的最重要课题之一，各项数据表明，我国在公共建筑用能上仍然存在很大的优化空间。
[0004]传统的用于建筑能耗监控领域的传感器节点采用有线方式将数据传输给中继器，再上传到服务器进行处理。如果安装多个中继器，就会造成布线困难，施工难度大。近年来使用的能耗监控技术，难以完成多区域同时监测以及局部的重点监测，许多人力物力都被过度消耗。。
[0005]
技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有技术中的能耗监控技术难以完成多区域同时检测以及局部的重点检测的技术问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种公共建筑运行能耗监控系统，包括传感器节点、执行器节点及建筑能耗监控中心，还包括移动边缘网关及云端服务器，所述移动边缘网关在各个房间内移动设置，所述传感器节点用于监测对应房间的环境参数及能耗数据，所述执行器节点用于实现照明及空调系统的控制，所述移动边缘网关通过Wi
‑
Fi连接云端服务器、建筑能耗监控中心。
[0008]优选的，还包括轨道，所述轨道安装在公共区域的天花板上，所述移动边缘网关滑移设置在轨道上。
[0009]优选的，所述移动边缘网关包括数据获取模块、数据处理模块、边云协同模块及命令下发模块，其中，所述数据获取模块用于对各房间的环境参数以及能耗数据进行获取，所述数据处理模块用于实现各房间节点的分级检测，所述边云协同模块通过知识蒸馏技术获取云端服务器的专用建筑能耗预测模型，实现模型的迁移，再结合历史信息，协同云端服务器，得到预测情况，并完成模型的参数更新；所述命令下发模块用于根据更新后的网络模型进行命令下发。
[0010]优选的，所述数据处理模块包括数据压缩系统及分级检测系统，所述数据压缩系统用于实现无损压缩，所述分级检测系统用于对各房间节点进行分级检测。
[0011]优选的，所述分级检测系统划分优先级的方法包含以下步骤：
S1：采用k
‑
means聚类方法将建筑能耗参数划分为不同的聚类，从而评估各房间节点的优先级；S2：根据评估结果对各房间节点的优先级进行划分，依次划分为一级优先节点、二级优先节点、三级优先节点；S3：根据划分结果对各节点进行数据获取，先获取优先级最高的节点数据，再依次获取下一优先级的数据。
[0012]优选的，所述传感器包括摄像头，所述摄像头采用帧间差分法实时采集来客数量。
[0013]优选的，所述帧间差分法的步骤包括：所述摄像头在获取视频图像后，对序列图像进行3
×
3中值滤波预处理，去掉图像随机噪声，减少运算的复杂度，克服噪声对图像处理结果的干扰；然后从视频图像序列中选取连续的两帧，计算当前帧与背景帧的差，从图像中提取出完整的目标，从而得到人流量。
[0014]优选的，所述执行器节点包括照明控制节点、空调控制节点以及新风控制节点。
[0015]优选的，所述云端服务器包括数据存储模块及能耗预测模块，所述数据存储模块及所述能耗预测模块分别于所述移动边缘网关通过Wi
‑
Fi连通，所述云端服务器通过Wi
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Fi获取参数，并存储在数据存储模块中；所述能耗预测模块为基于粗糙集理论和深度学习算法的建筑能耗预测模型。
[0016]优选的，所述建筑能耗监控中心包括监控员，所述监控员对云端服务器进行初始化设计，并获取现场设备能耗参数与相关能耗预测情况，实现远程建筑能耗监控，从而实现边、云、端协同。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）用移动边缘网关取代传统的中继器，通过Wi
‑
Fi从传感器节点获取参数并进行能耗预测，根据能耗预测情况，控制执行器节点。
[0018]（2）在天花板的轨道上安装移动边缘网关，有效的提高了监测的实时性和多区域性，实现了对商场能耗参数的较好监测。
[0019]（3）采用分级检测的方法，对建筑能耗进行分级，得到各节点的优先级，从而进行电力系统的相应控制，更有针对性。
[0020]（4）采用基于DBN的专用建筑能耗预测模型，有五层以上的神经网络，引入了更有效的算法，提高了人流量和能耗预测的准确性。
[0021]（5）监控员访问云端服务器，建立专用建筑能耗预测模型，并基于知识蒸馏技术，将预测模型下发至移动边缘网关，实现边、云、端协同。
[0022]附图说明
[0023]图1为本专利技术一实施方式中一种公共建筑运行能耗监控系统应用场景俯视图；图2为本专利技术一实施方式中一种公共建筑运行能耗监控系统整体框架示意图；图3为本专利技术一实施方式中一种公共建筑运行能耗监控系统中分级检测系统的工作流程图；图4为本专利技术一实施方式中一种公共建筑运行能耗监控系统中专用建筑能耗预测模型工作流程；
图5为本专利技术一实施方式中一种公共建筑运行能耗监控系统中具体的数据处理过程。
[0024]图例说明：1、云端服务器；2、执行器节点；3、传感器节点；4、建筑能耗监控中心；5、电梯；6、暖通空调；7、新风空调；8、照明灯；9、摄像头；10、传感器；11、远传电表；12、移动边缘网关。
[0025]具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合具体实施例，对本专利技术作进一步地详细说明。
[0027]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
[0028]请参阅图1和图2，一种公共建筑运行能耗监控系统，包括轨道、移动边缘网关12、传感器节点3、执行器节点2、云端服务器1及建筑能耗监控中心4，所述轨道安装在公共区域的天花板上，用于固定所述移动边缘网关12，所述移动边缘网关12沿所述轨道滑移以循环获取每个房间的信息，所述移动边缘网关12通过Wi
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Fi连接云端服务器1、建筑能耗监控中心4。所述传感器节点3用于监测房间内人流量、温湿度等检测，所述执行器节点2用于实现照明系统及空调系统的控制，运行过程中，通过传感器节点3获取人流量、温度、湿度、光强以及用电量等参数并预处理，再通过Wi
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Fi将数据传输给移动边缘网关12，通过移动边缘网关12获取预处理后的数据并将数据传输到执行器节点2以通过执行器节点2对各房间的照明系统及空调系统进行控制。
[0029]在一实施方式中，所述移动边缘网关12包括数据获取模块、数据处理模块、边云协同模块及命令下发模块，其中，所述数据获取模块用于对各房间的信息进行获取，具体的，所述数据获取模块通过无线通信技术与传感器节点3进行交互本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公共建筑运行能耗监控系统，包括传感器节点、执行器节点及建筑能耗监控中心，其特征在于：还包括移动边缘网关及云端服务器，所述移动边缘网关在各个房间内移动设置，所述传感器节点用于监测对应房间的环境参数及能耗数据，所述执行器节点用于实现照明及空调系统的控制，所述移动边缘网关通过Wi
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Fi连接云端服务器、建筑能耗监控中心。2.根据权利要求1所述的一种公共建筑运行能耗监控系统，其特征在于：还包括轨道，所述轨道安装在公共区域的天花板上，所述移动边缘网关滑移设置在轨道上。3.根据权利要求1所述的一种公共建筑运行能耗监控系统，其特征在于：所述移动边缘网关包括数据获取模块、数据处理模块、边云协同模块及命令下发模块，其中，所述数据获取模块用于对各房间的环境参数以及能耗数据进行获取；所述数据处理模块用于实现各房间节点的分级检测；所述边云协同模块通过知识蒸馏技术获取云端服务器的专用建筑能耗预测模型，实现模型的迁移，再结合历史信息，协同云端服务器，得到预测情况，并完成模型的参数更新；所述命令下发模块用于根据更新后的网络模型进行命令下发。4.根据权利要求3所述的一种公共建筑运行能耗监控系统，其特征在于：所述数据处理模块包括数据压缩系统及分级检测系统，所述数据压缩系统用于实现无损压缩，所述分级检测系统用于对各房间节点进行分级检测。5.根据权利要求4所述的一种公共建筑运行能耗监控系统，其特征在于：所述分级检测系统划分优先级的方法包含以下步骤：S1：采用k
‑
means聚类方法将建筑能耗参数划分为不同的聚类，从而评估各房间节点的优先级；S2：根据评估结果对各房...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟永彦，周嘉悦，陈娟，张伟航，丁士旵，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：