能耗監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用層結(jié)構(gòu)如圖所示。根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并結(jié)合不同角色用戶對(duì)能耗監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用要求，我們將應(yīng)用層劃分為 5 個(gè)類別、19 個(gè)子模塊。按類別分別是基礎(chǔ)功能、數(shù)據(jù)及消息管理、分析展示、信息服務(wù)、后臺(tái)管理。相應(yīng)類別所包含的內(nèi)容可以劃分成：能耗模型、日志管理、權(quán)限管理、配置管理、通知推送、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)接收、消息管理、能耗分析、能耗比較、能耗排名、一次能源折算、建筑業(yè)主服務(wù)、公眾服務(wù)、信息維護(hù)、系統(tǒng)監(jiān)測、設(shè)備控制共計(jì) 19 個(gè)子模塊。

　　基礎(chǔ)功能

　　基礎(chǔ)功能是對(duì)能耗監(jiān)測系統(tǒng)所需的所有數(shù)據(jù)字典和建筑物詳情等基礎(chǔ)信息、建筑用能支路及計(jì)量表計(jì)安裝等配置信息、不同角色用戶權(quán)限信息及時(shí)間同步信息等進(jìn)行錄入和維護(hù)。

　　(1)能耗模型子模塊該模塊包括建筑類型、分類分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)字典、其他數(shù)據(jù)字典、建筑基本信息等信息的維護(hù)。

　　(2)日志管理子模塊該模塊是保證系統(tǒng)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間相一致，具體包括建筑物計(jì)量表計(jì)與網(wǎng)關(guān)的時(shí)間、數(shù)據(jù)中心服務(wù)時(shí)間。

　　(3)權(quán)限管理子模塊該模塊包括權(quán)限管理、權(quán)限認(rèn)證、用戶維護(hù)等。由于整個(gè)系統(tǒng)選用了分布式數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)，授權(quán)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)也是相應(yīng)的分布式的，要求具有分級(jí)授權(quán)功能。

　　(4)配置管理子模塊建筑的用能支路的監(jiān)測配置信息對(duì)分類分項(xiàng)能耗的拆分計(jì)算尤為關(guān)鍵。分項(xiàng)計(jì)量工程的設(shè)計(jì)和施工單位提出的建筑物分項(xiàng)計(jì)量方案中必須包括其配置信息，包括用能設(shè)備的計(jì)量表計(jì)信息、網(wǎng)關(guān)信息及其參數(shù)、產(chǎn)品參數(shù)，計(jì)量表計(jì)和網(wǎng)關(guān)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分類分項(xiàng)能耗與用能支路之間的關(guān)系等。

　　(5)通知推送子模塊該模塊功能是對(duì)系統(tǒng)上按照統(tǒng)一規(guī)約和處理方法分析得出的有用結(jié)果信息，根據(jù)不同的權(quán)限推送至相應(yīng)的運(yùn)維人員、管理人員等，預(yù)留出公共發(fā)布端口。

　　數(shù)據(jù)及消息管理

　　數(shù)據(jù)及消息管理是完成數(shù)據(jù)采集、傳輸，并對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，然后進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行永久存儲(chǔ)。

　　(1)數(shù)據(jù)采集子模塊該模塊功能是提供對(duì)用能設(shè)備計(jì)量表計(jì)的驅(qū)動(dòng)支持，并對(duì)網(wǎng)關(guān)傳送來的計(jì)量表計(jì)所采集的原始能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行來路校驗(yàn)，接受所傳來的合法數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到數(shù)據(jù)處理子模塊進(jìn)行處理。同樣還要支持人工方式錄入數(shù)據(jù)操作，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性，防止人為錄入錯(cuò)誤的出現(xiàn)。該模塊采用了工業(yè)組態(tài)方式開發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)硬件設(shè)備或者系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、用戶需求發(fā)生變化時(shí)，不需繁瑣的工作便可順利地完成系統(tǒng)的更新和升級(jí)，具有延續(xù)性和可擴(kuò)充性。

　　(2)數(shù)據(jù)處理子模塊該模塊是建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)中尤為重要的模塊，其主要負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)采集子模塊送過來的原始能耗數(shù)據(jù)包進(jìn)行接收、校驗(yàn)、解析、歸一化處理、拆分計(jì)算。從而得到符合各種相關(guān)規(guī)范的分類分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)通過調(diào)用函數(shù)庫接口函數(shù)寫入到數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行永久保存，并將所有過程記錄至日志記錄。

　　1)數(shù)據(jù)校驗(yàn)檢查原始能耗數(shù)據(jù)包的合法性、格式的正確與否、所攜信息完整與否、目的地址的正確性、采集時(shí)間的合法性、對(duì)應(yīng)的建筑信息是否對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫等，并對(duì)無意義的數(shù)(數(shù)值過大或過小、缺數(shù))進(jìn)行處理。

　　2)數(shù)據(jù)包解析通過數(shù)據(jù)校驗(yàn)的原始能耗數(shù)據(jù)包為 XML 格式，經(jīng)過解析處理轉(zhuǎn)換成為監(jiān)測系統(tǒng)可以正確識(shí)別的數(shù)據(jù)格式，最后通過調(diào)用“數(shù)據(jù)持久化”功能模塊對(duì)其進(jìn)行永久保存。

　　3)歸一化處理將采集數(shù)據(jù)的各類指標(biāo)(采集時(shí)間、單位、頻率等)通過相應(yīng)處理歸一化到相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，方便進(jìn)行拆分計(jì)算。

　　4)拆分計(jì)算將各類數(shù)據(jù)通過拆分計(jì)算，生成分別與數(shù)據(jù)中心內(nèi)各種數(shù)據(jù)庫相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過后面的分析展示功能展示各類能耗指標(biāo)。

　　5)數(shù)據(jù)持久化完成原始能耗數(shù)據(jù)、處理后得到的分類分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)的永久存儲(chǔ)工作，為能耗的分析打下基礎(chǔ)。

　　(3)數(shù)據(jù)上傳子模塊本模塊是本課題的拓展功能，用于向上級(jí)數(shù)據(jù)中心(地區(qū)行政區(qū)監(jiān)測平臺(tái))上傳本建筑的能耗狀況。

　　(4)數(shù)據(jù)接收子模塊本模塊用于接收上級(jí)數(shù)據(jù)中心傳送的各類數(shù)據(jù)和反饋結(jié)果，和上面模塊一樣，屬于與外部銜接的端口。

　　(5)消息管理子模塊本模塊實(shí)現(xiàn)接收上級(jí)數(shù)據(jù)中心向本系統(tǒng)發(fā)送公告、消息，方便管理員進(jìn)行查閱執(zhí)行。

　　分析展示

　　(1)能耗分析子模塊該模塊負(fù)責(zé)將各類能耗指標(biāo)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)、整合等。通過圖表、報(bào)表等不同的表達(dá)方式展示出來，為后期的節(jié)能運(yùn)行、節(jié)能改造工作提供直觀、科學(xué)的依據(jù)。

　　(2)能耗比較子模塊該模塊功能是實(shí)現(xiàn)橫向和縱向的能耗比較?？梢詫?duì)任意能耗分類、分項(xiàng)進(jìn)行不同時(shí)間段(逐時(shí)、逐日、逐月、逐年)的能耗比較，采用圖表、報(bào)表等方式進(jìn)行展示。

　　(3)能耗排名子模塊該模塊功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)任意能耗分類、分項(xiàng)進(jìn)行排名。提供不同時(shí)段(逐時(shí)、逐日、逐月、逐年)的能耗排名，可以通過不同的方式展示，對(duì)分項(xiàng)能耗情況取得了解。

　　(4)一次能源折算子模塊該模塊功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)每日或每月等不同時(shí)段的各種能耗值換算成標(biāo)準(zhǔn)煤用量，通過圖表方式進(jìn)行展示，便于各類用戶對(duì)建筑物的各種能耗情況進(jìn)行分析對(duì)比。

　　信息服務(wù)

　　(1)建筑業(yè)主服務(wù)子模塊運(yùn)維人員、建筑業(yè)主、管理人員等通過系統(tǒng)根據(jù)不同的權(quán)限分配的相應(yīng)賬號(hào)、密碼登錄系統(tǒng)，滿足各種訪問需求。

　　(2)公眾服務(wù)子模塊提供公眾訪問功能，滿足公眾了解信息的需求。

　　后臺(tái)管理

　　(1)信息維護(hù)子模塊該模塊功能是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)維人員對(duì)建筑物內(nèi)各種用能設(shè)備、各種智能儀表等日常維護(hù)。

　　(2)系統(tǒng)監(jiān)測子模塊該模塊功能是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行，并在智能檢測儀表故障實(shí)時(shí)報(bào)警、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集主機(jī)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器冗余備份、故障通知。

　　(3)設(shè)備控制子模塊根據(jù)酒店的要求，本文系統(tǒng)具備的設(shè)備控制功能是通過對(duì)酒店內(nèi)各種用電設(shè)備的運(yùn)行情況開展長時(shí)間的自動(dòng)監(jiān)測控制，旨在向客戶提供一個(gè)舒適、怡人、安全的居住環(huán)境。

　　三水智能化系統(tǒng)作為設(shè)備控制子模塊的核心，以集散控制理論為基礎(chǔ)，集監(jiān)控技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于一體，具有安全、穩(wěn)定、開放、易操作等特點(diǎn)。該系統(tǒng)基于 Web 架構(gòu)，采用 TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持以太網(wǎng)接入，可以和系統(tǒng)其他子模塊完美融合，實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)空調(diào)、照明、動(dòng)力等系統(tǒng)的運(yùn)行控制。同時(shí)收集、記錄、保存及管理有關(guān)系統(tǒng)的信息及數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析、歸類、處理、判斷，采取優(yōu)化的控制手段實(shí)現(xiàn)對(duì)各用電設(shè)備進(jìn)行全面有效的管理，提升管理的智能水平，實(shí)現(xiàn)提高運(yùn)行效率、節(jié)省物力人力、延長設(shè)備安全使用期限的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)酒店內(nèi)信息和資源的共享，達(dá)到設(shè)計(jì)的最終目的，滿足酒店需求。

　　一所高規(guī)格的酒店需要通過特定的空調(diào)設(shè)備來滿足差異較大的環(huán)境需求，包括溫濕度在不同地點(diǎn)的不同需求、系統(tǒng)使用率的可伸縮性、節(jié)約能耗等。通過特定的空調(diào)系統(tǒng)，可以滿足客戶和員工的不同需求。比如，客房是一個(gè)對(duì)環(huán)境溫濕度要求極為苛刻的地點(diǎn)，客戶需要在溫度 25 度左右、濕度 70%左右的環(huán)境中，能夠擁有舒適感，同樣客房的能耗量也相對(duì)較大。

　　因此，需要對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制：酒店的空調(diào)系統(tǒng)前端擁有三個(gè)冷水機(jī)組，通過壓縮機(jī)提供冷量，能耗較大。監(jiān)測系統(tǒng)的控制模塊可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)機(jī)組的群控，根據(jù)冷量需求自行設(shè)定和修改運(yùn)行參數(shù)，對(duì)機(jī)組內(nèi)出現(xiàn)設(shè)備故障和壓差不平衡時(shí)，提供備用自動(dòng)切換和壓差控制功能，確保機(jī)組正常運(yùn)行。并且可以通過酒店的合理設(shè)定，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的“遲開機(jī)早關(guān)機(jī)”。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)末端的新風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備，可以通過對(duì)其熱水閥、冷水閥、加濕閥的開度進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)、以滿足一年四季里，室內(nèi)溫濕度的不同要求。另外新風(fēng)機(jī)、水泵等也是高耗能設(shè)備，需要在不影響室內(nèi)環(huán)境的情況下，對(duì)它們進(jìn)行間歇啟?？刂疲_(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。同樣酒店也有著復(fù)雜的智能照明系統(tǒng)，能耗也比較大，像室外的立體照明、丹尼廣告燈、室內(nèi)照明燈等。控制模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些照明設(shè)備運(yùn)行狀況統(tǒng)計(jì)，管理部門通過統(tǒng)計(jì)信息，制訂合理的運(yùn)行方案，并由控制模塊按照方案自動(dòng)關(guān)停設(shè)備，合理的使用照明資源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。電梯系統(tǒng)的正常運(yùn)行與否，關(guān)系著酒店內(nèi)所有人員的人身安全，系統(tǒng)的控制模塊可以通過對(duì)電梯運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行報(bào)警，方便運(yùn)維人員檢查維修。給排水系統(tǒng)為客戶和員工的生活帶來方便，對(duì)其控制需要自動(dòng)及時(shí)?？刂颇K通過檢測生活水箱和污水坑的液面是否低于和高于設(shè)定的相應(yīng)液面，并對(duì)進(jìn)水泵、排水泵進(jìn)行合理的啟停操作，確保給排水系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，不浪費(fèi)能源。

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裕乾(4006569698，m.jingfad.com)是一家智慧化系統(tǒng)集成軟硬件研發(fā)、銷售、服務(wù)為主的高新技術(shù)企業(yè)。經(jīng)過多年發(fā)展，公司已成為智慧建筑、智慧工業(yè)、智慧環(huán)保、智慧電力、智慧水利、智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，具有自主研發(fā)能力、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)與自主品牌一體化的先進(jìn)解決方案供應(yīng)商、系統(tǒng)集成綜合服務(wù)商。