1、 公建能耗监控系统方案 一、需求分析住 房 和 城 乡 建 设 部 建 科 发 布 2008114 号 文 （ 2008-06-24） 关 于 印 发 国 家 机 关 办 公 建 筑 和 大型 公 共 建 筑 能 耗 监 测 系 统 建 设 相 关 技 术 导 则 的 通 知 。 通 知 要 求 在 全 国 范 围 内 建 立 大 型 公 共 建 筑能 耗 监 测 平 台 ， 对 全 国 重 点 城 市 、 重 点 建 筑 能 耗 进 行 实 时 监 测 ， 并 通 过 能 耗 统 计 、 能 源 审 计 、 能 效公 示 、 用 能 定 额 和 超 定 额 加 价 等 制 度 ， 促 使 国
2、 家 机 关 办 公 建 筑 和 大 型 公 共 建 筑 提 高 节 能 运 行 管 理 水 平 ，为 政 府 政 策 的 制 定 和 决 策 提 供 参 考 。二 、 项 目 分 析 (能 )1、 能 耗 监 控 系 统 组 成采 集 数 据 类 型 为 ：分 类 能 耗 即 根 据 国 家 机 关 办 公 建 筑 和 大 型 公 共 建 筑 消 耗 的 主 要 能 源 种 类 划 分 进 行 采 集 和 整 理 的能 耗 数 据 ， 如 ： 电 、 燃 气 、 水 等 。分 项 能 耗 是 指 根 据 各 类 能 源 的 主 要 用 途 划 分 进 行 采 集 和 整 理 的 能 耗 数
3、据 ， 例 如 ， 电 量 分 项 能 耗应 当 包 括 ： 照 明 插 座 用 电 、 空 调 用 电 、 动 力 用 电 、 特 殊 用 电 等 。 2、无线传输设备厦门四信低功耗 IP MODEM (DTU)F2114采用标准的 232/485通信接口，只要内置一张 GPRS数据卡就能和互联网进行通信，通过 232/485与现场采集终端连接后，将采集终端送上来的能耗数据通过网络传输到数据管理中心。F2114 的通用性强，即插即用，体积小巧安装使用简单便捷，无需太多专业技能，而且针对不同的工程情况可选择不同的网络。3、数据管理中心数 据 中 心 也 就 是 数 据 库 ， 接 收 并 存
4、储 其 管 理 区 域 内 监 测 建 筑 的 能 耗 数 据 ， 并 对 其 进 行 处 理 、 分析 、 展 示 和 发 布 。 数 据 中 心 具 备 设 置 数 据 更 新 的 时 间 间 隔 ， 访 问 历 史 数 据 ， 报 警 ， 打 印 报 表 ， 实 时 与历 史 曲 线 ， 图 表 的 绘 制 ， 并 预 留 相 应 扩 展 功 能 。4、系统总架构首先运用 RS232/485将数据采集终端与 F2114(DTU)连接起来，将 SIM卡插进 F2114中，给 F2114上电即可，此时 F2114会自动连接到数据中心。数据中心服务器一般通过固定 IP、ADSL、APN 的形式
5、接入网络。无线传输设备 F2114通过 GPRS网络连接到远程数据中心服务器主机，与中心建立 TCP/IP连接后开启透明数据通道。当采集终端需要上报数据的时候将数据直接送往串口，此时 F2114就会把收到的数据原封不动地发送到数据中心服务器主机。当数据中心下发的命令或数据通过通道传输到 F2114后，F2114 通过串口送到采集终端，从而实现了数据双向透明传输。5、能耗监控系统实现功能利 用 专 用 上 位 机 软 件 对 现 场 能 耗 数 据 进 行 采 集 与 监 测 ， 最 大 的 特 点 是 能 以 灵 活 多 样 的 “组 态形 式 ”而 不 是 编 程 方 式 来 进 行 系 统
6、 集 成 ， 只 要 将 其 预 设 置 的 各 种 软 件 模 块 进 行 简 单 的 “组 态 ”， 便 可 以 非 常 容 易 地 实 现 和 完 成 对 现 场 数 据 的 采 集 与 监 测 功 能 。 实 现 的 能 耗 监 测 系 统 具 有 友 好 的 人 机 交互 界 面 ， 可 实 时 和 定 时 采 集 现 场 设 备 各 参 量 及 开 关 量 状 态 ， 并 将 采 集 到 的 数 据 上 传 给 数 据 中 心 存储 。 系 统 还 提 供 了 实 时 曲 线 和 历 史 趋 势 曲 线 分 析 ， 符 合 用 户 设 计 需 要 的 报 表 、 事 件 记 录 和
7、 故 障 报 警 等功 能 。 整 个 系 统 可 以 实 现 所 有 回 路 能 耗 的 采 集 和 统 计 ， 实 现 了 远 程 自 动 抄 表 、 能 耗 监 测 功 能 。6、 传 输 模 块 与 采 集 模 块 连 接工业领域设备一般都采用以太口或串口传输数据，无线通信模块 F2114同时支持 232/485通信方式，因此可以直接和加油站采集终端进行连接通信，如下图：三、数据中心网络接入方式分析1、专线接入中心采用 APN专线，所有点都采用内网固定 IP客户中心通过一条 2M APN专线接入移动公司 GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定 IP地址进行广域连接，在 GGSN与
8、移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。为客户分配专用的 APN，普通用户不得申请该 APN。用于 GPRS专网的 SIM卡才能进入专网APN，防止其他非法用户的进入。用户在内部建立 RADIUS服务器，作为内部用户接入的远程认证服务器（或在 APN路由器内，启用路由器本地认证功能）。只有通过认证的用户才允许接入，用以保证用户内部安全。用户在内部建立 DHCP服务器（或在 APN路由器内，启用 DHCP功能），为通过认证的用户分配用户内部地址。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行 IP地址和端口过滤。此种方案无论实时
9、性，安全性和稳定性较前一种方案都有大大提高，适合于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下之最佳组网方式。2、ADSL 拨号连接（动态公网 IP地址）中心采用 ADSL等 INTELNET公网连接，采用公网动态 IP+DNS解析服务的。客户先与 DNS服务商联系开通动态域名，IP MODEM 先采用域名寻址方式连接 DNS服务器，再由 DNS服务器找到中心公网动态 IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定 IP的费用，但稳定性受制于 DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的 DNS服务商。此种方案适合小规模应用。3、通过固定公网 IP连接中心采用 ADSL等
10、INTELNET公网连接，采用公网固定 IP服务的。此种方案先向 INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务，中心有公网固定 IP的。IP MODEM 直接向中心发起连接。运行可靠稳定，推荐此种方案。4、数据中心软件平台构建中心端软件的构建有多种方式，对于传入数据的方式的不同，我们提供不同的软件来帮助客户快速地实现中心端的数据接收和现场设备的管理。目前四信提供三种方式的中心接口：首先是对于组态软件，目前很多组态软件厂家已经集成了我们的驱动了，可以直接配置使用对于后台中心软件只读串口数据的情况，提供一个虚拟串口软（TCP2COM），利用虚拟串口软件可以将以太网数据转化为串口数据，从而实现利用无
11、线公网传输数据且又对现有系统不做修改的完美结合。在客户想要开发自己的数据中心是，此时我公司会提供一个动态链接库，利用动态链接库客户可以很轻松的与传输通道进行对接，同时会提供一个的数据中心 DEMO软件，不仅开放源码还全程协助客户进行自己数据中心软件和功能的开发。客户可能通过动态链接库快速开发一个灵活的，稳定的，功能齐全的终端管理和数据交互的中心软件。四、方案特点1、利用四信无线低功耗 IP MODEM可基本不用布线，且采用多点对一中心的组网方式，实现了数据的一中心统一管理。2、四信 IP MODEM采用高性能工业级处理器以及看门狗等安全机制设计，保证 IP MODEM 万一通信中断也会自行检测
12、然后自动断电重启，保证 IP MODEM 永远在线，通信链路永远正常。3、由于采集点是直接连入中心，对现有的网络不会造成任何的中断和影响。4、IP MODEM 采用标准的工业串口通信，即插即用，且高规格的模具设计，体积小巧方便维护。5、四信 IP MODEM完全采用国际标准的 TCP/IP安全传输协议机制，保证数据的安全和及时，而且采用完全透明传输机制，保证数据的准确性。6、多中心设计，可同时设置 5个中心监控采集现场，避免因某个中心网络不稳定或者关闭导致无法对加油站现场进行监控而产生安全隐患。7、F2103 进行人性化工程设计，可是工程人员无需到现场就可以远程直接对网络参数进行相应的配置，达
13、到时间和人力的合理利用。8、高规格材料选配，可在 -25+65C、 相对湿度 95%(无凝结)环境下正常工作。五、总结建 筑所必须的电梯动力、照明、空调、消防、通风、高低压配电等用能信息的传递是建筑节能和工业节能的基础，高效实现建筑节能信息化的关键问题之一是解决这些 信息的传输问题。在建筑大楼中，特别是既有建筑，遇到的最大问题是需要综合布线，工程量大、成本高昂、对大楼环境具有破坏性。因此对建筑大楼最佳的信息传 递方式是通过无线方式，传统的 GSM、WLAN、SCADA 等无线系统存在功耗高、设备和运行成本高、组网不灵活等局限，而无线传感网技术正是解决这一难题的最佳解决方案。 该系统不仅符合国家有关公共建筑管理节能的政策和技术要求，更是融合了能耗监测、集中控制和节能运行管理等整体解决方案,可对建筑能耗进行动态监测和分析，实现建筑的精细化管理与控制，带给用户新的价值体验，达到节能减排的效果。
