摘要：隨著社會經濟的快速發展，我國建筑能耗的總量逐年上升，在社會能源總消費量占比接近三成。而國際上發達國家建設部科技司相關研究表明，隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善，我國建筑耗能占比將上升至35%左右。如何降低建筑能耗已經成為目前急需解決的問題。基于這個問題，設計和開發一套基于物聯網的建筑物綜合能耗監測管理系統，從而對建筑物的能耗進行動態監測，為用戶提供節能管理方案，從而解決建筑的高能耗問題。

關鍵詞：物聯網；建筑物；綜合環境；能耗監測

引言

我國建筑節能水平遠遠落后于發達國家。我國大部分企業和事業單位由于對節能意識不強，特別是辦公大樓能耗嚴重。但隨著經濟社會的發展，單位能耗逐漸增加，其用能支出也越來越多。這就需要研究一個降低建筑物能耗的方法，當前雖有較多學者研究了能耗監測系統，但是建筑物內能耗監測點位較多且綜合布線復雜，導致監測效果不好，不能有效降低建筑物能耗，基于這個問題，有必要開發一套基于物聯網技術的建筑物綜合環境能耗監測管理系統來解決上述問題。

1能耗監測管理系統架構設計

1.1管理平臺系統架構設計

建筑綜合環境能耗監測管理主要是由感知層，網絡層和應用層三層次結構組成。

（1）感知層。建筑體內控制設備分散，需要在各個能耗設備終端加入能耗計量采集裝置，根據現場情況，采集裝置的通信技術可以采用現場總線技術，以太網傳輸或無線傳輸方式。通過傳感器以及采集設備對相關目標物體的參數進行實時采集，網關或基站節點及其接入設備，按照相關通信協議和規約，將采集的信息數據或用戶需求指令傳輸到網絡或信息數據采集層。傳感器以及采集網絡的部署，能及時有效地獲得到所監控物體的數據，這是物聯網的一個重要特征。

（2）網絡層。網絡層以應用服務器組和數據服務器集群等為硬件基礎。采用大數據平臺軟件為建設載體，針對采集的數據開展清理、存儲、建模、分析等工作。各前端采集系統與中心服務器之間采用高速以太網通信機制，可以順利采集到遍布全島的各類物聯網信息、視頻監控畫面等，再經過各種智能信息處理，如信息融合、信息挖掘等，通過可視化大屏等終端以展現。

（3）應用層。智慧的管理決策與應用層包括多個方面：數據展示據分析、設備管理、應急管理等，基于數據平臺的應用對能耗進行實時展示和分析數據展示據：數據的可視化是對數據價值直接應用形式，通過物聯網技術采集的數據對設備進行定位，對設備狀態進行分析，可以直觀地了解到各設備的能耗狀態以及趨勢；設備管理是采集層所連接的設備終端不但有設備的能耗數據，同時對設備的運行狀態數據以及故障告警等數據也同時采集，這些數據的應用，可以為節能降耗的策略提供數據支撐。

1.2無線傳感網絡設計

能量監測管理系統是基于無線局域網通信平臺與通信互動平臺和其他輔助管理平臺共同協作的基礎上的，三者聯合合作，相互制約。

1.3能耗監測系統無線傳感網絡節點設計與實現

建筑物中可消耗的能源包括電、水、熱量等，每時每刻都在影響著周圍的環境監測，其物理原因有地表的溫度、人類的活動、各種災害等等，由于現代社會的不斷進步，大量先進的設備儀器都在影響著環境的耗能監測，這些儀器遵循著各自的工作模式，與系統之間維持著緊密的聯系，所以為了解決建筑物密集、設備干擾的問題，對系統中的傳感節點采用ZigBee的技術進行設計。

2監測系統網關服務器的設計

2.1能耗監測管理系統網關服務器體系結構

在構建能耗監測系統過程中，要使用智能服務器作為各個結構之間的載體，不但符合系統的運行特點，還緊跟現代科技潮流，按照系統的結構與功能設計了龍芯1B處理器，通過智能技術，直接下達監測指令，實時監測建筑物周圍設備的使用情況和耗能情況，有效進行安全管理。

2.2控制終端網關硬件設計

根據用戶的需求與系統的功能選擇龍芯1B處理器來作為監測管理系統的核心處理器，可以一定限度地實現Linux的優勢，該處理器是產于中國，是利用SMIC0.13μm制作，其特點是造價低，性能良好，具有不錯的安全性，適合大批量生產。將其芯片與系統的處理器相連，不但可以擴大其兼容性，還在一定程度上增加了無線網絡的傳輸速率。本文中設計的系統就是通過JTAG接口來調試核心處理器，實現了數據的儲存，對系統畫面的控制。

3Acrel-EIOT能源物聯網云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯網開放平臺是一套基于物聯網數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯網傳感器，選配網關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業數據服務。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數據訪問。

（2）應用場所

本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統集成商、小型物業、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業能耗、智能燈塔、電力運維等領域。

（3）平臺結構

（4）平臺功能

電力集抄；能耗分析；預付費管理；充電樁管理；智能照明；安全用電；智慧消防

（5）系統硬件配置

4結束語

本文研究了一個基于物聯網的建筑物綜合環境能耗監測管理系統，此系統能夠實時監測建筑能耗數據，用戶能夠實時動態的監測建筑物內部耗能，并且能夠對運行狀態存儲，實現能耗評估、能耗診斷的功能。并且，還大大減少了綜合布線環節，減少工作量，滿足了系統的設計需求。但是由于研究時間有限，所研究系統難免有不足之處，在后續研究中將進一步優化此系統，為相關領域提供幫助。

參考文獻

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