基于物联网技术的智能化楼宇能源管理系统技术方案

本发明专利技术涉及能源管理技术领域，具体地说是一种基于物联网技术的智能化楼宇能源管理系统，其包括：能源监控子系统：实时监测、控制能源设备的工作状态；能源分析子系统：接收检测、分析数据；能源计量管理子系统：对数据进行处理、管理；客户端查询控制子系统：向用户提供相应的能源数据查询和相关能源设备的控制。本发明专利技术非破坏性的、智能、易于使用的以及在部署过程中几乎不影响现有的工作环境，可以支持同一幢楼中的多租户。每一个租户可以控制他们在这幢楼中的自己区域。可以动态的根据环境、用户定义的模式、参数等因素进行智能分析，决定连网的传感器和能源设备的交互作用，在不降低环境舒适度的情况下达到节能减排的目标。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网技术的智能化楼宇能源管理系统本专利技术涉及能源管理
，具体地说是一种基于物联网技术的智能化楼宇能源管理系统。市场趋势表明，在未来的25年，全球能源需求将提升多达57%。到2030年，亚洲能源消耗总量预计将占全世界的56%。 能源成本将继续上升，因此，针对商业建筑的智慧能源管理对于企业保持未来竞争力是十分重要的。新建筑的设计可以彻底使用如今能源节约和管理方法，但是大多数建筑建造于一个能源花费便宜以及节约不是一个问题的时代。这些旧的建筑在设计时为了满足极端情况下比如在一年中最热或者最冷的天能有一个舒适的环境。然而，在大多数的其他时间中，只有部分的系统是负载的。因此，制冷或制热的能源成本通常占建筑公用事业账单的35%以上。另一个主要的能源消耗则是照明，估计占到25%。为了应对能源管理的挑战，解决方案必须在改造已存建筑的能源效率期间，最小程度的影响进行中的商业活动。改装现有建筑的能效不能耗时太久、昂贵或者妨碍现有租户。在有效管理建筑的空调设备时会经常遇到一些技术问题:许多HVAC系统产生一个恒定的风量，比如，不论负载多少或温度高低，很多建筑管理系统仅仅是在特定时间关闭或者打开风扇，从而导致温度控制问题和能源的浪费。尽管通过设备改造，恒定的风量对于变化的风量会更有效率，但是由于改造的要求，这种改造花费昂贵并且会妨碍租户。大型建筑的温度管理在实现中会遇到另外的挑战。针对不同的租户通过动态热控制去提供始终如一的、统一的温度是一项令人望而却步的任务。随着智能电网的出现，在将来，电力定价模块可能可以基于实时需求。这也就是说，任何能源管理系统必须提供实时动态范围设置和控制以及远程监控和控制能力。现有解决方案中在设备层多采用GPRS (通用分组无线服务技术，它是移动电话用户可用的一种移动数据业务)，1、在监测环节上可能存在盲点，(如在现有楼内，一般在地下，手机信号一般比较差，有的角落根本没有信号)，这样监测的数据就可能不准确；2、所有传输的数据，需要经过电信运营商的基站进行传输，在电信运营商的业务高峰期，数据丢失现象比较严重，性能比较差，如发现是运营商的基站处理性能有瓶颈，依赖电信运营商解决的可能性比较少；3、正是因为数据传输严重依赖电信运营商，所以对设备能耗的监测和控制有较大的延时；4、每一个传输点都是比较孤立的，某一个传输点坏掉就可能影响一台设备，就可能失去了对一台设备的控制；5、使用GPRS通讯，需要占用电信运营商的资源，每年都需要向电信运营商交钱，相对而言成本比较高。本专利技术的目的就是针对上述的缺陷，提出一种基于物联网技术的智能化楼宇能源管理系统。非破坏性的、智能、易于使用的以及在部署过程中几乎不影响现有的工作环境，可以支持同一幢楼中的多租户。每一个租户可以控制他们在这幢楼中的自己区域。可以动态的根据环境、用户定义的模式、参数等因素进行智能分析，决定连网的传感器和能源设备的交互作用，在不降低环境舒适度的情况下达到节能减排的目标。同时业主可以通过基于触摸屏开发的智能客户端程序控制自己独立的区域，还可以查看实时的能源消耗情况。对于管理部门可以通过智能能源管理系统不仅可以从不同的维度得出能源消耗的历史数据、实时数据，还能根据智能能源系统的分析做出预测和预警。本专利技术可以通过以下技术方案来实现:一种基于物联网技术的智能化楼宇能源管理系统，其包括:能源监控子系统:实时监测能源设备的工作状态，并将工作状态数据和能耗数据实时传输给能源分析子系统；实时接收能源分析子系统的控制命令对能源设备的工作频率进行调整，并将调整后的参数回送给能源分析子系统；能源分析子系统:接收到能源监控子系统传输的数据，并与历史数据进行对比分析，并做出分析预测，判断是否已经接收过，如果已经接收过做抛弃处理，如果是新数据则向能源计量管理子系统传递，在能源计量管理子系统计算完成后，接收能源计量管理子系统的返回值，并向能源监控子系统下达控制命令；能源计量管理子系统:对能源分析子系统传输过来的数据，和客户设定的参数值进行比较、分析，计算决定是否需要对能源设备的转速、流量进行调节，或者是关停，如果是要对转速进行调节，则计算调节值，并将指令下达给能源分析子系统；并且将设备的实时数据进行存储和供显示终端查询，提供标准接口供第三方使用；客户端查询控制子系统:向用户提供相应的能源数据查询和相关能源设备的控制，对能源设备的参数进行设置。所述能源监控子系统包括:设备状态检测与恢复子系统、控制单元及检测单元，所述设备状态检测与恢复子系统监测`控制单元、检测单元工作的状态，发现控制单元、检测单元工作状态异常将发出警报并将其恢复到初始状态；所述控制单元为安装在能源设备上的电路开关、智能控制器及流量控制器，所述检测单元为安装在能源设备上的传感器。所述传感器包括:光敏传感器、温湿度传感器、声敏传感器、生物传感器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、流量传感器。所述客户端查询控制子系统包括触摸屏显示控制终端、Web应用程序或者第三方系统。所述能源设备包括电能设备、光能设备、热能设备及自来水管道设备。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点:1、无线传感器是自组织的，节点与节点之间的关系预先不用设定，节点之间的关系能够在部署后自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统.传感网络的自组织性能够适应网络拓扑结构的动态变化，在监测区域只有部署几个节点就不存在监测盲点。2、无线传感器都具有路由转发功能，节点与节点之间就可以形成无线传输网络，网络的扩展具有自主性和自适应性。3、数据传输的距离相对较短，速度比较快，对设备控制和监测相比较而言更加的实时和准确。4、因为节点之间都可以转发数据，所以某一个传输节点出现故障，并不影响监测和控制数据的传输，所以可靠性更高。5、由于技术的进步，现在无线传感器的价格极其低廉，成本比较低。6、无线传感器设计时就考虑到复杂的环境应用场景，不可能靠人工照顾每个传感节点，因此传感器从硬件上就作了保密性和容错性以及安全性设计，所以安全性更高保密性更强。附图说明图1:为本专利技术的能源管理系统的结构原理图；图中:1为客户端查询控制子系统，2为能源计量管理子系统，3为能源分析子系统，4为能源监控子系统，5为控制单元，6为设备状态检测与恢复子系统，7为检测单元，8为能源设备。下面结合附图对本专利技术作以下进一步说明:能源设备8包括电能设备、光能设备、热能设备及自来水管道设备。检测单元7即为无线传感器包括:光敏传感器:安装在电灯旁边；温湿度传感器:在空调房间多点安装，不是只在出风口或者距离出风口太近，否则温度调控不精准；声敏传感器安装楼道等；生物传感器安装的房间拥有检测房间是否有人；电流传感器安装在电器的线路上；电压传感器安装在电器的线路上；温度传感器安装在水管出水口 ；流量传感器安装在水管的进出水口。上述无线传感器构成网状无线传感器网络，实时控制温度的起伏波动需要强大的封闭循环控制技术，通过读取很多传感器数据进行决策从而直接的、动态的控制HVAC系统的空气处理部件。采用先进的、领先的工业级的Dust Networks公司的无线网状网络传感器。采用Time-Synchronized Channel Hopping(TSCH)技术,这个技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网技术的智能化楼宇能源管理系统，其特征在于，其包括：能源监控子系统：实时监测能源设备的工作状态，并将工作状态数据和能耗数据实时传输给能源分析子系统；实时接收能源分析子系统的控制命令对能源设备的工作频率进行调整，并将调整后的参数回送给能源分析子系统；能源分析子系统：接收到能源监控子系统传输的数据，并与历史数据进行对比分析，并做出分析预测，判断是否已经接收过，如果已经接收过做抛弃处理，如果是新数据则向能源计量管理子系统传递，在能源计量管理子系统计算完成后，接收能源计量管理子系统的返回值，并向能源监控子系统下达控制命令；能源计量管理子系统：对能源分析子系统传输过来的数据，和客户设定的参数值进行比较、分析，计算决定是否需要对能源设备的转速、流量进行调节，或者是关停，如果是要对转速进行调节，则计算调节值，并将指令下达给能源分析子系统；并且将设备的实时数据进行存储和供显示终端查询，提供标准接口供第三方使用；客户端查询控制子系统：向用户提供相应的能源数据查询和相关能源设备的控制，对能源设备的参数进行设置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永华，陈鹏，
申请(专利权)人：上海永天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：