[发明专利]一种基于无线传感器网络的大型建筑能耗实时监控系统

说明书

技术领域

本发明属于分布式能耗采集技术领域，尤其涉及一种基于无线传感器网络的大型建筑能耗实时监控系统。

背景技术

随着我国经济的发展，国家机关办公建筑和大型公共建筑高耗能的问题日益突出。据统计，国家机关办公建筑，每平方米建筑面积年平均耗电量为85.4度，人均年耗电量为3072.5度，尤其是商场建筑，其能耗比其它类型公共建筑高出许多。国家机关办公建筑和大型公共建筑年耗电量约占全国城镇总耗电量的22%，每平方米年耗电量是普通居民住宅的10～20倍，是欧洲、日本等发达国家同类建筑的1.5～2倍。

这种巨大的建筑能耗，对今后经济的可持续性发展影响巨大。然而，现阶段对建筑能耗采集传输主要采用综合布线进行传输，此方式在建筑内需布设大量线缆，存在施工复杂、代价高、影响建筑内部美观的问题，并且存在能耗采集不全面、无法实时动态完整的掌握能耗情况，并且不能对用电设备的能耗进行控制等缺点，这都是由于现有的能耗采集方式自身技术限制和有线传输方式固有缺陷所决定的。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于无线传感器网络的大型建筑能耗实时监控系统，旨在解决大型建筑或建筑群现有技术无法实时、动态、完整掌握能耗情况，并且不能对用电设备的能耗进行控制的问题。

一方面，提供一种基于无线传感器网络的大型建筑能耗实时监控系统，所述系统包括无线传感器网络，所述无线传感器网络包括至少一个设备子网络，所述系统还包括至少一个网关节点，所述设备子网络与所述网关节点无线连接，一个设备子网络对应一个网关节点，所述系统还包括与所述网关节点连接的能耗监控服务器；

所述设备子网络包括：至少一个监测节点，监测节点之间无线连接；

所述监测节点，用于对用电设备的用电进行细粒度监测和控制，并发送监测结果数据至所述网关节点；

所述网关节点，用于转发所述监测结果数据至所述能耗监测服务器；

所述能耗监控服务器，用于根据所述监测结果数据生成控制指令，并发送所述控制指令至所述监测节点。

进一步地，所述无线传感器网络采用基于Tinyos操作系统的无线传感器网络协议。

进一步地，所述监测节点包括：

用电监测单元，用于对用电设备的用电状态和实时功率进行细粒度监测；

射频收发器，用于发送监测结果数据至网关节点，以由网关节点转发所述监测结果数据至能耗监控服务器；

所述能耗监控服务器包括：

控制指令生成单元，用于根据接收到的监测结果数据生成控制指令，并发送所述控制指令至网关节点，以由网关节点转发所述控制指令至监测节点；

所述射频收发器，还用于接收网关节点转发的所述控制指令；

所述监测节点还包括：

通断控制单元，用于根据所述控制指令控制与所述监测节点连接的用电设备的通断状态。

进一步地，所述监测节点包括墙壁插座监测节点、墙壁多位开关监测节点、接线盒监测节点、电流钳仪表监控节点。

进一步地，所述无线传感器网络、网关节点和能耗监控服务器共同构成一个无线网格mesh网络。

进一步地，所述能耗监控服务器还包括：

日程管理单元，用于采用日程计划控制每个用电设备。

进一步地，所述能耗监控服务器还包括：

关联控制单元，用于根据用电设备的分类和关联性，对用电设备进行多级分组设置管理，并可对分组设备进行远程统一控制操作和关联控制操作。

进一步地，所述能耗监控服务器还包括：

GIS处理单元，用于支持背景地图可视化，显示网络设备的部署位置，具备地理信息系统GIS缩放、查找。

进一步地，所述能耗监测服务器还包括：

可视化单元，用于对所述监测结果数据进行可视化处理，进行直观的显示。

进一步地，所述能耗监测服务器还包括：

能耗预测及诊断单元，用于建立能耗的预测模型，利用所述预测模型对建筑的能耗进行预测，分析建筑节能潜力；

建筑节能效果评估和辅助诊断单元，用于统计建筑或片区能耗的时用量、日用量和年用量，提取各能耗数据进行同、环对比分析，确立标杆值，并对各监控点的能耗情况进行能耗水平判定，对能耗改善提出一套完整的诊断流程。