[发明专利]建筑用电设备物联网系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业以太网与无线传感器网络和GPRS/GSM网络、广域网混合结构的建筑用电设备物联网系统。

背景技术

中国是一个人口众多、能源资源相对贫乏的国家，每年大约有13亿平方米的建筑总量，接近全球建筑总量的一半，其中建筑能耗已经占到全社会总能耗的40％左右，比发达国家落后13年，建筑能耗问题已成为我国未来经济可持续发展的瓶颈。在建筑能耗中各种建筑设备所消耗的能源约占建筑能源消耗量的80％，因此，如何采取智能化技术有效地对建筑物用电设备进行控制从而达到节能运行是建筑节能的重要方面。

随着智能建筑技术的发展，中央空调计算机控制、恒压供水、智能照明等自动化系统为建筑物提供了舒适的工作和生活环境，也为建筑用电设备节能控制提供了有效的手段。然而建筑是以人为中心的场所，目前的智能建筑系统是根据事先设定的定值进行控制，没有根据人的存在与否自动调整设备状态从而实现节能，更没有考虑根据不同人对环境的偏好来实现个性化控制，例如：空调、照明、供水、供暖等设备一方面在有人时需要开启，无人时可以关闭或修改设定值从而达到进一步节能目的。现实生活中，由于人们节能意识不强或者没有提供相应的技术措施还无法达到这一点。尤其在办公楼、教室等公共场所，无论白天还是夜间长明灯现象依然存在，特别在下班以后，也许夜间办公楼已经空无一人，但这时照明、空调、供水、暖气等系统照常运行。因此，如果能够利用智能化手段对建筑物内人员的分布情况以及行为习惯进行检测，在有人的区域系统控制设备提供舒适的工作环境、无人的区域自动控制用电设备断电或处于低功耗状态运行，将进一步提升用电设备节能空间。

鉴于建筑物内的用电设备的数量和种类越来越多，传统的针对单一设备或单一系统的节能控制理论和方法已难以胜任建筑内各种设备的整体优化，而物联网技术使得所有用电设备连接到网络中，设备状态与信息以及环境参数等海量数据的获取与共享成为可能，为多样性、数量庞大的各种建筑用电设备的整体优化节能控制提供了新的途径。建筑设备物联网是各种建筑用电设备通过物联网技术组成的复杂网络，它高度集成了通信、计算、控制和物理系统，是一个复杂的、动态的、以人为本的系统。在建筑设备物联网中，设备通过不同介质(有线、无线等)和形式(固定、移动等)互联到统一的网络中，从网络中获取信息(接收命令、传感信息、数据等)并为网络服务(提供信息、执行计算、实现设备控制等)。如何有效地构建建筑设备物联网并使得用电设备以最低能耗运行，且同时能为人们提供安全、舒适、快捷、便利的生活或工作环境，这将是建筑用电设备节能控制中非常有意义的研究内容。

由于物联网是近几年出现的新技术，有关物联网体系结构设计以及应用方面的研究目前许多还处在探索阶段。Kottenstette等人考虑物联网的安全性和可靠性要求，基于被动适应概念提出了一种物联网理论架构；也有将形式化架构模式用于复杂的物联网设计和针对随机多智能体物联网系统建立了一种以用户为中心的架构；Karsai等从模型驱动方法出发，为物联网建立了一个完全平行的系统，进行模型集成计算，实现物联网和模型之间的交互。这些物联网的研究工作为建筑设备物联网的体系结构设计提供了有益的思路。建筑设备物联网不仅具有物联网通用的特征如复杂性、动态性、重构性和重配置性等特征，而且具有其特有的以人为中心的重要特征，国内外关于建筑设备物联网的研究尚未见有相关报道。因此，研究建筑设备物联网的体系结构及其应用具有一定的挑战性，有许多理论和技术问题需要解决。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种建筑用电设备物联网系统，它对设备的控制方式更加灵活多变，通过直接和设备相连克服了传统方法模型难以精确建立的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种建筑用电设备物联网系统，它包括至少一个建筑，每个建筑设有至少一个数据管理计算机，数据管理计算机利用以太网与数据管理中心计算机连接，同时数据管理计算机还通过无线通信网络与手机终端通信，通过广域网与远程控制终端连接；各建筑内设有若干个房间单元，在各房间单元内设有至少一个环境模块、至少一个房间控制器以及至少一个设备无线测控模块，在房间单元内设有至少一个建筑用电设备，每个建筑用电设备与一个对应的设备无线测控模块连接；环境模块集成了一组传感器采集环境信息，并接收人员RFID信息；房间控制器安装在信息插座上为即插即用式，房间控制器通过无线传感器网络与环境模块和设备无线测控模块连接，同时房间控制器还通过以太网与数据管理计算机连接。