[发明专利]一种公共建筑能耗监控边缘网关

说明书

本发明公开了一种公共建筑能耗监控边缘网关，包括智能微断、智能网关、边缘控制器、能耗云服务器；智能微断实现对负载电路的检测以及通断控制；智能网关对智能微断实现控制、数据采集及配置，通过蓝牙Mesh组网与边缘控制器数据交互；边缘控制器采用“树莓派‑FPGA”控制架构，边缘控制器与能耗云服务器采用KubeEdge实现边云协同；能耗云服务器包括能耗数据处理后端、能耗数据库系统以及前端能耗监控系统；前端能耗监控系统用于通过监控界面对建筑内能耗进行监控，能耗数据库系统进行逻辑判断以及数据处理。本发明中，能耗云服务器通过网络组态及数据库，能实现对智能网关智能微断的远程配置、数据采集以及能耗分析、能耗控制。

技术领域

本发明属于建筑能耗监控技术领域，具体涉及一种公共建筑能耗监控边缘网关。

背景技术

随着社会高速发展，人们对生活质量的要求也随之提高，对各种能源的需求量也在持续上升。尤其是大型公共建筑，人员较为密集、流量大、用能设备较多，对环境要求较高，其单位建筑面积能耗相对于居住建筑单位面积能耗，要高出十倍多，其中有许多可以避免的能量损耗。因此，亟需一种降低公共建筑能耗的边缘控制器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种公共建筑能耗监控边缘网关，可以有效地对公共建筑能耗进行监控管理，降低公共建筑能耗，已解决背景技术中所提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施提供包括智能微断、智能网关、边缘控制器、能耗云服务器；其中，

所述智能微断实现对负载电路的检测以及通断控制；

所述智能网关对智能微断实现控制、数据采集及配置，通过蓝牙Mesh组网与边缘控制器数据交互；

所述边缘控制器采用“树莓派-FPGA”控制架构，实现降低通信时延，边缘控制器与能耗云服务器采用KubeEdge实现边云协同；

所述能耗云服务器包括能耗数据处理后端、能耗数据库系统以及前端能耗监控系统；所述前端能耗监控系统用于通过监控界面对建筑内能耗进行监控，所述能耗数据库系统采用Django搭建进行逻辑判断以及数据处理。

进一步的，所述智能微断在整个系统中，处于底层位置，安装在建筑内的各个房间之内，建筑内能耗设备通过所述智能微断接入电网，所述智能微断能够控制负载的通断，并且进行电压、电流、有功功率、无功功率及剩余电流等参数的测量，在发生安全事故或者电网负载波动较大时，及时对电路进行控制，有效降低经济损失；智能微断通过485总线连接至智能网关，接收智能网关的命令并将测量参数上传到智能网关。

进一步的，所述智能网关与边缘控制器通过蓝牙Mesh组网进行数据交互；Mesh组网采用网络拓扑结构，所述网络拓扑结构中多个节点之间互连且各节点之间多条路径相通，实现多台智能网关与边缘控制器的连接与组网，扩大蓝牙信号的传输范围，控制器与网关通过蓝牙Mesh进行数据的交互传输。

进一步的，所述智能网关用于对智能微断上传数据的整合处理以及对智能微断的下行配置；在数据的整合处理过程中，智能网关对能耗数据的分析和格式转换，通过蓝牙Mesh组网上传到边缘控制器；在下行配置过程中，智能网关对智能微断的动作电流大小、报警触发条件、数据传输速率进行配置。具体的，所述智能网关作为多个智能微断的控制器与集中器，采用485总线方式与各个智能微断相连，对智能微断下发读表指令进行数据采集，并对能耗数据进行解码与格式转化，整合之后，发送到边缘控制器进行进一步的数据处理；同时智能网关可以接收对智能微断的配置信息，并下发指令对智能微断进行基本配置，包括智能微断的动作电流大小、报警触发条件、数据传输速率等。