【基于物联网的大型公共建筑能耗管理研究】 中国物联网平台

来源:演讲稿 发布时间:2019-07-03 点击:

  【摘 要】我国大型公共建筑缺乏对能耗控制和监测的手段,是能耗持续较高的原因,本文通过物联网对建筑物的能耗进行监控,提高建筑物智能水平,促进建筑物减排节能的发展。本文阐述建立在物联网基础上的能耗监测体系,对能耗管理进行深入研究。
  【关键词】物联网;公共建筑;能耗管理
  在社会能耗中,建筑能耗占有较大比重,建筑单位面积能耗是发达国家能耗的三倍至四倍,在我国现有的大型建筑物中,百分之九十以上能耗较高,每年每平方米的能耗为80千瓦时至400千瓦时,在上述建筑物使用的过程中,照明、通风、空调、采暖等方面耗费能量最大,同时,缺乏耗能的控制和监督,导致建筑物能耗加剧。物联网技术具有智能性和感知性等特征,提高社会群众和物理世界之间的联系,对生活产生重要影响,随着传感器和通信技术的不断发展,获取物理信息的技术不断成熟,同时,传感器成本的降低导致大规模推广成为现实,在节能领域中,使用物联网相关技术能够将信息融合、信息传输和信息采集落到实处,实现节能减排工作。
  1 大型公共建筑中节能技术的现状及发展
  建筑节能指的是,提高建筑物之中能源的使用率,降低电器、照明、供应热水、空调、采暖和炊事等方面的能耗,上述几个方面中,照明和空调系统的能耗最大,针对我国目前建筑节能的特征,一般多使用自动化楼宇系统,通过上述系统实现机电设备运行,包含EIB和BAC技术,获得多家大公司的认可,虽然上述体系具有十分广泛的应用范围,但是多用于监控电气设备,无法实现细粒度的监测,不能获得实施的监控数据,导致内耗能体系无法按照最佳状态运行,正是在上述技术背景下,产生了易于维护、组网规模大、能耗低和成本低的网络技术,即物联网技术。
  随着物联网技术的飞速发展,建筑物节能水平不断提高,物联网的功耗较低、成本较低,通过传感器和通信技术的融合,能够提高测控水平。美国多家公司已经展开了对建立在物联网技术上的建筑物节能监控,能够减少照明系统能耗的百分之三十,能够对照明系统进行自动控制和远程控制。电力革命深入发展,不仅转变社会群众的生活方式,对电力需求水平增加,为了满足社会群众不断增长的物质需求,同时降低能源消费,产生了物联网系统,通过智能方式和传递处理,提高生产率,转变生活方式,加快三网融合的步伐,为社会群众的生产生活带来方便,提高绿色建筑水平,有助于进行智能式管理。
  2 物联网基础上的大型公共建筑能耗监控系统
  在大型公共建筑能耗监控系统中应用物联网技术,能够对运行参数进行多角度和细粒度的监控,同时,对上述数据进行分析和统计,对运行系统进行优化,在物联网系统中,主要分为五个子系统。物联网结构包含应用网络、传输网络和传感网络,传感器节点在监测的范围内进行部署,使用无线信道对得到的数据进行传输,再通过网关向互联网连接,最终实现计算和传输,在网络应用的过程中,可以对控制终端进行输入或输出,包含PDA、手机和电脑等,能够对电能的消耗水平进行监控,对阈值进行实时的修改,实现控制自动化。物联网技术具有较强的优势,为使用者提供适宜计算的应用环境,提高用户的体验,使用传感网络,进行电器实时监控,避免产生险情,推动其商用化发展水平。
  在建筑能耗监控系统之中,可以通过终端节点对数据进行采集,例如周围温度和电表能量等,还可以使用中断的方式对数据信息进行采集,使用电池供电。数据经过终端节点之后,通过固定设备向监控中心转发,在监控中心,设置采集数据的网关,通过网关将数据向监控中心汇集,之后对数据进行统计分析和融合处理,再将控制命令通过网关向子系统中发送。在中央空调监控系统之中,温度湿度采集器主要对区域内部的湿度和温度进行采集,将信息向墙控器发送,与温度湿度的预设值进行比较,对其运行情况进行控制,同时,采集人员的信息,对控制模式进行智能选择。
  在分析和处理信息的过程中,使用专家系统,将节电措施向客户进行反馈,使用户养成良好的生活习惯,自行设置阈值,通过对电器的自动控制,一旦发生电路故障,能够进行安全措施,避免产生险情。在进行性能测试的过程中,选择三个中型企业的厂房为对象,在每个厂房中设置九个插座,对节能系统安装前后用电水平进行对比分析,通过测试显示,在三个月,节约百分之四十的用电,证明上述节能系统具有良好应用前景。
  通过WCF调用,结合设计网页技术,通过编程语言,使用网页形式处理、呈现数据,通过WEB访问数据库,并对其进行实时更新,使数据库呈现水平提高,与使用者需求相吻合,使用WCF技术,将网页分为两个主要部分,其中一个部分使用曲线图方式,对电器设备用电水平进行反映,同时进行更新,另一个部分为比较总体和个体的用电水平,针对每个用户的特征,进行节能建议,提高节能效果,使用者可以通过电脑和手机得到数据,提高处理数据的水平。无线网络的基础是对通信节点进行测试,其可靠性和稳定性具有十分重要的作用,为了使上述两种性能的保证水平不断提高,在测试的过程中,应该选择误码率和丢包率两个指标作为评价的标准,将测试环境安排在操场上,保证操场周围空旷,在测试地点放置服务器和节点,在操场上随机分布四个节点,使通信的范围保持在三米至四十五米,测试总时间四十五分钟,四个任意位置的节点都能够对数据包进行发送,整个测试共有六组,对四百个至九百个包测试,步长保持为二百个包,经过测试,能够得到误码率和发包率。在测试电量采集的过程中,应该符合相关规定要求的准确度,对芯片的工作性能进行检查,在实验过程中,选择已知功率的电器设备,根据公式求出瞬时功率,使用脉冲数进行表述,通过多次测量求出平均值,得到误差,了解电路的设计水平是否和系统需求相吻合。在数据采集的过程中,重视测量用电水平,通过频率形式对信息进行输出,根据高频信号对电表进行校正。无线通信体系和嵌入式产品的一般模式相同,针对实际操作的需求进行设计,结合采集数据系统组成智能插座,实现物和网络的连接,具有十分重要的作用。
  3 结语
  总之,物联网技术具有智能性和感知性等特征,提高社会群众和物理世界之间的联系,随着传感器和通信技术的不断发展,获取物理信息的技术不断成熟,同时,传感器成本的降低导致大规模推广成为现实,在节能领域中,使用物联网相关技术能够将信息融合、信息传输和信息采集落到实处。我国目前没有完善的能源管理技术,通过多种传感器能够对空调和照明情况进行统计,结合对环境和人员位置的检测,提供高效的空调参数和照明参数,避免能源消耗,建立于物联网基础上的节能技术能够促进工业等多个领域中的节能发展,值得我们进行更多的相关研究。
  参考文献:
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