[发明专利]一种基于边缘计算的建筑能耗监测系统及其监测方法

说明书

本发明公开一种基于边缘计算的建筑能耗监测系统及其监测方法，包括建筑能耗监测本地平台、建筑能耗监测云平台和建筑能耗监测中心三部分；所述建筑能耗监测本地平台包含建筑能耗数据采集模块、建筑能耗数据集中器和建筑能耗边缘控制器；所述建筑能耗数据监测云平台包括建筑能耗数据存储模块、建筑能耗预测模块和建筑能耗应用模块；所述建筑能耗监测中心包括建筑能耗监测员。本发明通过增加建筑能耗边缘控制器，基于边缘计算对能耗数据进行预处理，缩减通信数据，并基于知识蒸馏技术，实现云边协同。在有效降低系统功耗，提高系统通信距离，缩减通信数据量的基础上，实现远程监测建筑能耗，并提供科学预测，实现建筑设备自动化。

技术领域

本发明属于建筑电气技术领域，尤其涉及建筑能耗监测技术领域，具体涉及一种基于边缘计算的建筑能耗监测系统及其监测方法。

背景技术

随着社会的发展，多功能城市建筑群越来越多、规模越来越大，且逐步向智能化、便捷化发展。同时，由于人民生活水平的提高，人们对照明、空调及其他电器的需求也越来越大。目前，我国建筑能耗占社会总能耗的30%左右，而能源效率仅为33%，能耗强度远高于世界平均水平，主要原因在于缺乏能耗数据的积累，导致管理人员无法了解建筑各设备的实际用能水平。因此，需要建立科学的建筑能耗监测系统。

但是，目前常规的建筑能耗监测系统通常由计量表具、采集器/集中器、监测中心和通信网络组成，系统通过计量表具获取设备的能耗数据，并将能耗数据通过采集器/集中器上传至监测中心。对于公共建筑或者大型社区的能耗监测，表具的增加也会造成能耗数据的增加，甚至会造成数据拥堵，不可避免地引起网络时延，甚至导致监测失真。

发明内容

本发明目的在于，提出一种基于边缘计算的建筑能耗监测系统及其监测方法，在海量能耗数据的获取基础上，进行数据压缩降低通信数据量，并基于知识蒸馏技术，实现云边协同以保证能耗监测系统的稳定可靠性；同时，基于mesh组网的BLE的建筑能耗监控系统功耗低，通信稳定且距离长的作用，以解决背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于边缘计算的建筑能耗监测系统，其创新点在于，包括建筑能耗监测本地平台、建筑能耗监测云平台和建筑能耗监测中心三部分。

所述建筑能耗监测本地平台包含建筑能耗数据采集模块、建筑能耗数据集中器和建筑能耗边缘控制器。

所述建筑能耗数据监测云平台包括建筑能耗数据存储模块、建筑能耗预测模块和建筑能耗应用模块。

所述建筑能耗监测中心包括建筑能耗监测员。

进一步的，所述建筑能耗边缘控制器采用树莓派4B为核心进行搭建，搭载EdgeXFoundry框架，通过启用微服务，实现边缘计算。

优选的，所述树莓派4B中构建有多协议接入解析微服务；所述建筑能耗边缘控制器通过启用多协议接入解析微服务，实现对于不同格式能耗数据自适应解析，并转化为JSON形式，统一建筑能耗数据上报格式。

优选的，所述树莓派4B中构建有数据压缩微服务；所述建筑能耗边缘控制器通过启用数据压缩微服务，与建筑能耗监测云平台的建筑能耗预测模块配合，通过知识蒸馏，获取能耗数据预测模型，实现建筑能耗数据的智能压缩，减少通信传输数据量。

优选的，所述树莓派4B中构建有数据加密微服务与数据存储微服务，所述建筑能耗边缘控制器通过启用数据加密微服务，实现建筑能耗数据加密，增强建筑能耗数据的安全性；所述建筑能耗边缘控制器 通过启用数据存储微服务，实现建筑能耗数据本地固化存储。

进一步的，所述建筑能耗数据集中器采用MCU为核心进行构建，所述建筑能耗数据集中器具有用于实现蓝牙/Wi-Fi适配功能的蓝牙模块；所述建筑能耗数据集中器通过蓝牙模块接收建筑能耗采集模块发送的能耗数据，并对该能耗数据进行二次编码，转化为JSON格式，通过Wi-Fi传输形式，传至建筑能耗边缘控制器。