[实用新型]一种基于无线传感器网络的建筑能源综合管理系统

说明书

技术领域

本实用新型属于智能监控的技术领域，特别涉及基于无线传感器网络和GIS的建筑能源监控系统。

背景技术

节能减排的关键是节约能源，提高能效，减少污染。加强用能管理，发展智能电网和分布式能源，实施节能发电调度、合同能源管理、政府节能采购等行之有效的管理方式。能源成本的持续增涨，不仅使大型耗能企业更加注重能源管理，同时中小型企业以及学校、医院、小区等小型单位对能源管理的需求也不断增大。传统的能源管理系统布线复杂、成本高昂、组网困难、可扩展性差，无法满足小型区域日益增长的能源管理需求。

为此，人们对此提出改进，如专利申请201410709631.0公开了一种基于ZigBee无线传感器网络的能源监控方法和系统，包括：监控中心通过紫蜂ZigBee协调器，发送数据采集请求给ZigBee无线传感器网络中的各个能源监控装置；通过所述ZigBee协调器接收所述ZigBee无线传感器网络中各个能源监控装置返回的数据，所述数据由各个能源监控装置中的传感器获取；记录接收到的所述ZigBee无线传感器网络中各个能源监控装置返回的数据；依据能耗类型和时间，统计所述返回的数据，得出各种能源的使用情况。不仅能够实时准确的获取各种能源监控装置中的数据，还能通过监控中心分析从所述能源监控装置中获得的数据，从而能够得出各种能源的使用情况，实现能源使用过程中警戒线的预警和能源使用规划的目的。

然而，该ZigBee无线传感器采集数据，由此实现预警和能源规划，并不能满足人们对能源的使用进行预测的目的，而且，数据的采集受到无线传感器本身性能的影响，不稳定，容易产生误差，信息的利用率不高，难以实现人们能源管理的需要。

实用新型内容

针对上述食品安全和卫生问题，本实用新型的目的在于提供一种基于无线传感器网络的建筑能源综合管理系统及方法，该系统及方法针对小区、学校、家庭、楼宇等范围较小的局部区域进行能源管理，旨在改变过去能源使用的粗放型管理模式，提供无线化、网络化、智能化的能源综合监测分析平台，帮助用户清晰掌握能源使用情况，对能源进行合理规划、统筹调度，以达到提高能效、降低成本的目的。

本实用新型的另一个目的在于提出一种基于无线传感器网络的建筑能源综合管理系统及方法，该系统及方法采集数据准确可靠，利用效率高，且结合了GIS技术，直观反映不同地域能耗差异以及能耗资源空间分布情况，有利于提高能耗信息管理效率。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种基于无线传感器网络的建筑能源综合管理系统，所述系统包括有包括ZigBee无线传感器网络及综合监测分析平台，其特征在于所述综合监测分析平台通过PC机实现，且所述PC机中设有GIS系统，所述ZigBee无线传感器网络由是协调器、路由器以及终端设备组成，所述协调器、路由器以及终端设备中都设置有ZigBee无线传输模块；协调器负责网络的构建，路由器对网络中数据进行转发；终端设备为采集节点，负责对能耗数据的采集，ZigBee无线传感器网络中的采集节点与智能仪表、传感器以及控制系统相连，通过各节点组建ZigBee无线传感器网络进行数据交互，ZigBee无线传感器网络中的协调器通过串口与PC机相连。

终端设备与智能仪表、传感器以及控制系统相连，在ZigBee网络中充当终端节点，负责采集能耗数据，它的接收上层发送的采集命令和控制命令，并做出响应，把采集的数据通过无线网络上传给协调器。在实际应用中，ZigBee模块功耗低，可使用电池供电。当设备处于空闲状态时，可设置为休眠状态，接收到上层命令后再将其唤醒，可进一步降低功耗。

进一步，所述协调器通过RS-232串口与PC机相连，实现网络与管理中心的数据交互。协调器以及路由器和终端设备组成区域建筑能源管理的通信网络，是整个系统的核心。

进一步，所述ZigBee无线传感器网络硬件核心主要是TI公司生产的CC2430片上系统芯片，既要实现终端数据数据采集与传输，又要具备协调器与路由器的功能。

更进一步，所述CC2430片上系统芯片其节点核心电路主要由8位MCU、LCD显示模块、无线射频模块、发射天线、电源模块、RS-232串行通信模块和USB接口电路组成，其中，LCD显示模块、RS-232串行通信模块、USB接口电路与无线射频模块分别连接于8位MCU。

所述电源模块负责对节点进行供电，支持5V电源和电池两种供电方式。