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淺談物聯網架構下的校園能耗監測系統設計方案

文章更新時間：2023-02-27　點擊量：671

摘要：針對校園電能監測的現狀，設計了基于物聯網結構的校園電能監測系統。介紹了校園電能監測系統各功能模塊的結構，并給出了后臺工程管理模塊的設計，即基于后臺工程管理，整個電能監測系統都是通過設備建模和組織建模來管理的。該系統支持各種終端設備的遠程訪問，在軟件設計和電能監測管理方面具有一定的先進性。

關鍵字：物聯網結構：電力監控；設備建模

引言

目前大部分高校只能通過自動抄表系統查看整個校園的電能消耗，無法實時監控每個建筑和房間的電能消耗，無法滿足節能校園的發展要求。因此，有必要在校園中應用電能監測系統，科學管理校園和建筑物的用電情況。目前常見的電能監測方法有兩種:傳統的手持式抄表機，功能單一，攜帶方便，無法連續監測，測量勞動強度高，大部分不具備綜合測量、分析和判斷功能；電能遠程監測系統采用zigBeee、利用Internet網絡連續監控現場數據的GPRS等無線通信方式，但是這種測量結果顯示不夠直觀，而且沒有報警、自動診斷等功能。

一系統結構設計

一個完整的電能監控系統可以監控和遠程發布電力系統中的所有參數。基于物聯網架構，本文設計的監控系統主要分為三個層次:感知層、傳輸層和應用層。其網絡拓撲如圖1所示

圖1.png

圖1系統網絡拓撲圖

感知層電能采集終端的作用是采集和轉換原始電壓和電流信號，完成電能參數數據的采集，并通過RS485總線將數據上傳到智能網關。

傳輸層的作用是通過校園網絡連接和傳輸來自感知層的信息，并將其傳輸到應用層。智能數據網關通過RS485總線接收數據，完成RS485總線協議與以太網協議的轉換，對終端電表上傳的實時數據進行本地分析，并通過校園網將數據壓縮包裝上傳到應用層。

應用層監控中心由平臺服務器、數據庫服務器和客戶端組成。監控中心使用以太網通信協議接收智能數據網關收集的數據包，并將數據包存儲在數據庫服務器中。

二由系統功能模塊組成

該設計的功能模塊分為三個部分:數據采集和存儲模塊、前臺顯示模塊和后臺工程管理模塊。系統功能模塊圖如圖2所示。后臺工程管理模塊支持前臺整個電能計量監控系統的顯示和管理。

圖2.png

圖2系統功能模塊圖

三后臺工程管理模塊設計

從數據網關數據接收、數據整理、設備采集管理、設備模板配置、組織管理、系統用戶權限分配、系統維護等方面完成后臺工程管理。設備管理、組織管理的質量直接影響前臺數據展示的合理性、科學性和數據展示的效果。設備管理和組織管理的核心是設計和組織管理模板建模的設計。

1設備模板

圖3.png

圖3設備模板功能屬性及方法設計圖

設備模板是設備管理的基礎，也是整個工程管理的焦點。設備模板設計的合理性和全面性關系到整個系統的科學性和合理性。設備模板設計的核心是設備模板建模和設備變量設計。該設備的模板變量設計分為四個主要模塊:

變量基本信息設計如表1所示。

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變量通信參數設計如表2所示。

表2.png

變量報警參數設計如表3所示。

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變量濾波參數設計如表4所示。

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2設備管理

設備管理功能屬性及方法設計如圖4所示。

圖4.png

設備管理是一種基于物理節點的樹形結構樹，用于管理現實中的組織。就像設備管理是一個真正的校園工程或管理者一樣，他們只需要根據實際工程建立目錄樹，添加相應的設備，選擇相應的設備模板。

四安科瑞建筑能耗分析系統

1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統是一個用戶端能源管理分析系統。在電能管理系統的基礎上，增加了水、氣、煤、油、熱(冷)量的集中采集和分析。通過對用戶端的所有能耗進行細分和統計，各種能源的使用和消耗可以通過直觀的數據和圖表顯示給管理者或決策層，從而找出高能耗點或不合理的能耗習慣，有效節能，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支持。用戶可以按照國家有關規定實施能源計算，分析現狀，找出問題，挖掘節能潛力。

2應用場所

系統設計、施工和運營維護適用于公共建筑、集團公司、工業園區、大型物業、學校、醫院、企業等不同行業的能耗監測和管理。

3系統功能

(1)系統概況；(2)用能概況；(3)用能統計；(4)復費率統計；(5)同比分析；

(6)能源流向圖；(7)夜間能耗分析；(8)設備管理；(9)用戶報告；