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1、基于物联网的智慧园区管控平台建设 摘要：物联网作为一项新兴的技术，给人们的工作生活带来了巨大的变革，同时也给整个信息技术领域带来了前所未有的挑战。本文重点介绍物联网技术在智慧园区的应用，建设出一套新颖、先进的解决方案来解决当前的信息平台信息化程度不高、信息响应速率低等问题。 关键字：物联网智慧园区信息平台管控平台 一般而言，园区的管理涵盖消防、治安、市政、道路、交通、绿化、城管、环境等众多对象，职责部门繁多，管理条线复杂，专业化程度高，设施运营难度大。传统的园区管理以“人”为载体，通过人工巡检与重点设施的半自动管控结合的方式保障园区的运营，存在信息沟通不畅、反馈机制欠缺、管理比较被动等问题。传
2、统的园区管控模式已越来越不能满足现代服务性园区精细、实时、主动的管理要求。 物联网主要分成3层：感知层、传输层和应用层。通过红外感应器、射频识别、全球定位系统、激光扫描等信息传感设备，按一定的通讯协议，把相关联的物体或人进行智能化连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。对于物联网产业来说，发展的关键主要在于把现有的智能物体和子系统的有效链接，实现应用的大集成。 能效管控平台架构概述 能源管控平台是一个能源管理、控制、优化的系统，通过企业内部的专用网络，将分布在现场的能源数据采集站、检测站、现场控制站、操作管理控制中心的操作站以及管理控制站等联系起来，共同完成能
3、源的分散控制和集中管理的综合管理与控制系统。 能源管控平台一般包含以下功能：1、能耗采集：基于真实抄表数据，按照用户自定义的方式，计算出建筑物的能耗效率；2、能源分析：采用综合的图形化能源数据分析，包括重点能源消耗、能源累加等；3、财务分析：提供季节性或峰谷电价计费率，并以货币方式显示能耗费用；4、超限预报警：采用报表、邮件等预警、报警通告机制；5、用户管理：对应用权限、现场数据存取进行全面管理。 综合能效管控平台设计 平台以地图方式对某园区内的电/水/气能耗情况、环境监测情况、节能减排效果评价进行统一综合展示，地图上标注建筑体的名称、位置、建筑结构信息、当日/当月/当季度/当日能耗统计。在宏
4、观展示能效管控工作的同时，平台通过绘制分类表格，汇总建筑体不同时期的能耗总体情况，并以色彩丰富的图形方式配合说明，使用户通过本能效管控平台对虹桥交通中心区域内能耗情况做到基本全覆盖掌握。 数据监测 数据监测可在不同的能源种类（电力、用水、燃气）之间切换。以电力系统数据监测为例，在平面图上以不同的颜色来区分建筑体逐时用电负荷率的高低，并可按时间段显示单位面积用电量、空调单位面积用电量以及逐时用电负荷，主要体现在在.1、各类监测仪表的读数。2、该建筑或区域能源消耗总量、单位面积均量、空调单位面积均量的逐时数据曲线。3、查看监测园区各类能耗、各类分项能耗总量、单位面积均量、空调单位面积均量的历史曲线
5、。4、查看各类能耗异常报警信息、数据通讯故障信息。 数据汇总 对经过数据处理后的分类分项能耗数据进行分析汇总和整合，通过静态表格或者动态图表方式将能耗数据展示出来，为节能运行、节能改造、信息服务和制定政策提供信息服务。 1、数据报表和数据图表 包括各类日常工作的数据报表，以及对应不同度量值不同展示维度的数据图表。数据报表是反映不同类型建筑体的监测状况和分类分项能耗状况的统计表格和分析说明文字，可分为日报表、周报表、月报表、季度报表、年报表等，格式相对固定。 数据图表是反映各项采集数据和统计数据的数值、趋势和分布情况的直观图形和对应表格，可分为饼图、柱状图、曲线图、仪表盘或动画等，格式灵活，可交
6、互操作。数据图表的度量值一般包括：能耗（或者总能耗）、单位建筑面积能耗、单位空调面积能耗和其他度量值（比如单位人均能耗）；展示维度一般包括：能耗分类、能耗分项、时间轴（可以细分为逐日、逐周、逐月、逐年、任选时间段等）、建筑体选择。 2、数据分析预处理 数据分析预处理主要是对于确定的时间序列，自动生成数据报表和数据图表。主要是考虑到数据量比较大的时候，即时数据分析展示比较困难，应对数据进行预处理。 平台信息系统 平台系统信息模块主要是针对平台需要的所有数据字典和建筑物概况等基础信息、建筑用能支路及监测仪表安装等专业配置信息、时间同步信息和用户权限信息等进行录入和维护。 1、基础信息维护 包括建筑
7、物基本信息、区域信息、建筑物类型、分类分项能耗数据字典及其他数据字典等基础信息维护。所有的基础信息都可更新维护。 2、专业配置信息维护 建筑物的用电回路配置信息对电力分项能耗的拆分计算特别关键。建筑物的电力分项计量方案中必须清晰地包含其配置信息，包括建筑物计量仪表信息、变配电回路信息、各用电回路计量仪表安装信息、设备铭牌上的电器参数信息等。 3、时间信息维护 保持本平台时间与标准时间的一致性，包括机房服务器时间、各建筑监测仪表和数据采集设备的时间。 4、用户权限管理系统 包括用户组维护、用户维护、授权管理、权限验证。 能效管控各区域子平台设计 根据业主方各区域物业管理的需要，对园区内的电力、水
8、、气等能源使用情况、建筑室内环境状况进行全方位的监测、管理。为提高能源利用率、保证建筑内人员健康、舒适提供信息支撑平台。 能耗数据采集系统 数据采集系统面向园区内的BA系统、变配电系统及空调/新风机组能耗采集。平台通过OPC通讯与BA、变配电系统链接，从中采集数据，OPC是为了不同供应厂商的设备和平台应用程序之间的软件接口标准化，使其间的数据交换更加简单可行。 建筑的设备运行参数、环境参数值主要来自于BA系统，通过变配电系统对所有电力相关数据进行采集，以直接存储或间接模型拟合的方式将结果值存储至临时数据缓冲池中，统一汇总处理后通过数据通讯系统送至平台。 本文描述的园区内总计有空调机组、新风机组
9、，在每台机组的电控箱上安装有数字电表，从中采集有功用电量、有功功率、三相电流等能耗数据，结合BA系统中的机组运行参数，对于判断空调设备的运行工况、是否达到最优运行方式，非常有益。采集方式如下： 1、电控箱上数字电表通过RS-485通讯线缆手拉手串联的方式连接，就近连接到弱电机房。 2、弱电机房安装有RS485集线器，从设备房接出的RS-485通讯线接人RS485集线器的通道中。 3、弱电机房安装有前端能耗采集设备。设备可以看作是一台小电脑，操作界面为触摸屏，组态软件，可设定IP地址，用于电能数据采集、本地数据保存查看。RS485集线器的出线端与能耗采集设备相连。 4、弱电机房中前端能耗采集设备
10、通过TCP/IP链入到网络交换机，通过交通中心的主干网络将电能数据发送到机房中的数据通讯服务器。 园区的客户端主要担负着将采集数据发往平台的任务，作为园区和平台的过渡端，主要实现园区的各类能源数据，通过可靠的途径发向平台的任务；该部分设计采用模块定义的设计思路，首先确定作为通讯的核心系统（通讯系统Client端）的基本协同运行模块，其次以功能接口的定义，将内部的数据供给划分为数据源区域。 能耗数据处理系统 平台展示的园区的能耗数据并不是单一仪表采集的数据，也不是单一设备运行的数据，而是多个数据根据平台指定的组合关系而成，对一些环境评价参数、空调效率系数等一些参数需要根据其他参数按照能耗模型进行
11、数学计算得出。数据处理系统对这些数据根据平台规则进行后台数据处理，供平台统计、分析展示之用。部分处理内容罗列如下： 按照功能区、用途或楼层等方式划分为小时、日、周、月、季度、年总用电量、用气量和用水量，单位面积用电量、用气量、用水量，设备运行指标评价等； 环境分析和环境评价； 电力分项计量数据：分项计量的一级目录（空调、照明、动力、特殊）和二级目录（细分）的小时、日、周、月、季度、年统计，指标为总量、单位面积均量、空调单位面积均量、人均量； 能耗数据监测系统 对于每个楼层，包括地下空间，都有一张电子地图，地图上标明用电支路、设备安装位置、设备服务区域、能耗计量仪表安装位置的点位。显示监测能耗数
12、据时，按照能源关系从能耗数据中直接读取并显示在相应的图表中。 设备运行监测系统 设备运行监测系统的总体目标是通过综合集成技术，构造整个园区所有重要设备的状态监视和报警监控，即通过对建筑物内各种设备信息资源的采集、监视和共享以及对这些信息的整理、优化、判断，给建筑物的各级管理者及时提供决策依据和管理的自动化。 系统提供整个园区的中央监控与管理界面，通过可视化的、统一的图形界面，管理人员可以十分方便、快捷地对系统所包容的所有子系统设备（空调、新风机组、排风机、照明、电梯、变配电、冷热源、给排水）进行实时监视和集中的统一管理，生动形象地显示所有子系统设备的运行状态；系统提供彩色动态图形显示，包括楼层
13、的平面图及机电设备系统图。 能耗数据分析系统 分项特征积累：通过长期积累实际末端数据及分项能耗数据，发现各分项能耗客观规律不断修正分项能耗特征，补偿实测过程中的偏差及错误。 对分类能耗的纵向（按时间）和横向（按不同对象）的数据分析： 监测对象（建筑、分项、单一单位、组合查询的单位）在任一时间段（日，月，季度、年）分项能耗组成比例； 监测对象在任一时间段（日，月，季度、年）分项能耗组成的比较； 监测对象各分项能耗在任一时间段（时，日，周，月，年）总量、均量的比较。 根据当前的能耗监测数据，在外部环境（气候温湿度）大致相同的情况下，与昨日、环比的同期数据进行比较，如发现能耗数据偏差较大，则此设备可
14、能是工作异常。因为在环境温湿度相同、作息时间不变的情况下，当前设备的能耗数据与昨日、环比的同期数据偏差不至于太大。系统如发现这样的情况，则告知相关人员某些设备能耗数据有异常，请相关人员检查处理，处理过后，记录相关处理过程。 结论 系统管控平台的建设能很好的解决传统模式中信息量少、流通不畅、缺乏综合分析、难以共享、应对突发事件反应迟缓、安全隐患较大等问题，让常规园区管理更加智能顺畅。项目的技术性能达到了国内领先的水平。 参考文献： 1周洪波.物联网：技术、应用、标准和商业模式M.北京：电子工业出版社，2010. 2Sarma S，Brock D L，AshtonK.MIT Auto ID WH-
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