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浅谈物联网架构下的校园能耗监测系统设计方案

发布时间：2023-02-27　点击量：25

摘要：针对校园电能监测的现状，设计了基于物联网结构的校园电能监测系统。介绍了校园电能监测系统各功能模块的结构，并给出了后台工程管理模块的设计，即基于后台工程管理，整个电能监测系统都是通过设备建模和组织建模来管理的。该系统支持各种终端设备的远程访问，在软件设计和电能监测管理方面具有一定的先进性。

关键字：物联网结构：电力监控；设备建模

引言

目前大部分高校只能通过自动抄表系统查看整个校园的电能消耗，无法实时监控每个建筑和房间的电能消耗，无法满足节能校园的发展要求。因此，有必要在校园中应用电能监测系统，科学管理校园和建筑物的用电情况。目前常见的电能监测方法有两种:传统的手持式抄表机，功能单一，携带方便，无法连续监测，测量劳动强度高，大部分不具备综合测量、分析和判断功能；电能远程监测系统采用zigBeee、利用Internet网络连续监控现场数据的GPRS等无线通信方式，但是这种测量结果显示不够直观，而且没有报警、自动诊断等功能。

一系统结构设计

一个完整的电能监控系统可以监控和远程发布电力系统中的所有参数。基于物联网架构，本文设计的监控系统主要分为三个层次:感知层、传输层和应用层。其网络拓扑如图1所示

图1.png

图1系统网络拓扑图

感知层电能采集终端的作用是采集和转换原始电压和电流信号，完成电能参数数据的采集，并通过RS485总线将数据上传到智能网关。

传输层的作用是通过校园网络连接和传输来自感知层的信息，并将其传输到应用层。智能数据网关通过RS485总线接收数据，完成RS485总线协议与以太网协议的转换，对终端电表上传的实时数据进行本地分析，并通过校园网将数据压缩包装上传到应用层。

应用层监控中心由平台服务器、数据库服务器和客户端组成。监控中心使用以太网通信协议接收智能数据网关收集的数据包，并将数据包存储在数据库服务器中。

二由系统功能模块组成

该设计的功能模块分为三个部分:数据采集和存储模块、前台显示模块和后台工程管理模块。系统功能模块图如图2所示。后台工程管理模块支持前台整个电能计量监控系统的显示和管理。

图2.png

图2系统功能模块图

三后台工程管理模块设计

从数据网关数据接收、数据整理、设备采集管理、设备模板配置、组织管理、系统用户权限分配、系统维护等方面完成后台工程管理。设备管理、组织管理的质量直接影响前台数据展示的合理性、科学性和数据展示的效果。设备管理和组织管理的核心是设计和组织管理模板建模的设计。

1设备模板

图3.png

图3设备模板功能属性及方法设计图

设备模板是设备管理的基础，也是整个工程管理的焦点。设备模板设计的合理性和全面性关系到整个系统的科学性和合理性。设备模板设计的核心是设备模板建模和设备变量设计。该设备的模板变量设计分为四个主要模块:

变量基本信息设计如表1所示。

表1.png

变量通信参数设计如表2所示。

表2.png

变量报警参数设计如表3所示。

表3.png

变量滤波参数设计如表4所示。

表4.png

2设备管理

设备管理功能属性及方法设计如图4所示。

图4.png

设备管理是一种基于物理节点的树形结构树，用于管理现实中的组织。就像设备管理是一个真正的校园工程或管理者一样，他们只需要根据实际工程建立目录树，添加相应的设备，选择相应的设备模板。

四安科瑞建筑能耗分析系统

1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系统是一个用户端能源管理分析系统。在电能管理系统的基础上，增加了水、气、煤、油、热(冷)量的集中采集和分析。通过对用户端的所有能耗进行细分和统计，各种能源的使用和消耗可以通过直观的数据和图表显示给管理者或决策层，从而找出高能耗点或不合理的能耗习惯，有效节能，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支持。用户可以按照国家有关规定实施能源计算，分析现状，找出问题，挖掘节能潜力。

2应用场所

系统设计、施工和运营维护适用于公共建筑、集团公司、工业园区、大型物业、学校、医院、企业等不同行业的能耗监测和管理。

3系统功能

(1)系统概况；(2)用能概况；(3)用能统计；(4)复费率统计；(5)同比分析；

(6)能源流向图；(7)夜间能耗分析；(8)设备管理；(9)用户报告；