SymLink物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)在建筑物能耗監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

一 背景

　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源問題已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要因素。能源供應(yīng)的緊張和能源價格的上漲，能源方面的成本已經(jīng)成為日常支出中占有很大比重的一部分，如何合理使用和節(jié)約能源,提高資源的綜合利用率,就顯得尤為重要。建筑節(jié)能是執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源政策的主要內(nèi)容，是貫徹國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。

　　建筑能耗系統(tǒng)包含：供電能耗系統(tǒng)、供水能耗系統(tǒng)、供氣能耗系統(tǒng)、供冷能耗系統(tǒng)、供熱能耗系統(tǒng)等，能耗監(jiān)測管理的核心就是對建筑中用電量、用水量、用氣量等能耗數(shù)據(jù)的監(jiān)測管理，以及對相關(guān)耗能設(shè)備運行及狀態(tài)的實時監(jiān)控，進(jìn)行安全、合理地實時監(jiān)測及科學(xué)化的管理。

二 需求現(xiàn)狀

　　對建筑物實行能耗監(jiān)測管理就需要提供基于開放式系統(tǒng)平臺上的自動能量計量、統(tǒng)計及管理系統(tǒng)，作為建筑能耗的監(jiān)管手段。該系統(tǒng)要能根據(jù)不同時段劃分實現(xiàn)耗能的分段增加、統(tǒng)計和分析，也就是說獲取各個時段的實時耗能數(shù)據(jù)是建立細(xì)分能耗監(jiān)管系統(tǒng)技術(shù)支持系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。 通過對系統(tǒng)現(xiàn)狀和問題的分析總結(jié)后，可知該項目的具體需求如下：

　　1）采集各個樓層中的照明用電、動力用電、空調(diào)用電等電能參數(shù)，并進(jìn)行分項統(tǒng)計及總量匯總統(tǒng)計。

　　2）采集各個樓層中的水表參數(shù)，并進(jìn)行分項統(tǒng)計及總量匯總統(tǒng)計。

　　3）采集各個樓層中的氣表參數(shù)，并進(jìn)行分項統(tǒng)計及總量匯總統(tǒng)計。

　　4）對建筑中的空調(diào)、冷熱機(jī)組、變壓器、電能表、水表、燃?xì)庹{(diào)壓機(jī)構(gòu)及管道閥門、用水調(diào)壓機(jī)構(gòu)及管道閥門等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，實時監(jiān)測設(shè)備健康狀態(tài)。

　　5）能耗數(shù)據(jù)匯總后可與整體樓控系統(tǒng)整合，為能耗分析平臺提供數(shù)據(jù)支撐。

　　6）用戶可通過各類智能終端通過遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)平臺，了解當(dāng)前能耗狀況，工程師可在遠(yuǎn)端對系統(tǒng)中的控制器及設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。

三 難點問題

　　1）如今市場上各個儀表設(shè)備品牌眾多，鏈路、接口、協(xié)議等規(guī)格可謂“百家爭鳴”，因此如何解決不同設(shè)備數(shù)據(jù)接入的問題是搭建系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

　　2）設(shè)備數(shù)據(jù)接入后還需考慮與樓控系統(tǒng)的整合，整合過程中要盡可能的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，降低數(shù)據(jù)整合成本，并且統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)更有利于后期維護(hù)。

　　3）需要接入的設(shè)備眾多，通信鏈路需要具有隔離功能，從而降低數(shù)據(jù)通信過程中的相互干擾，并且良好的隔離性也是對系統(tǒng)安全性能的提升。

　　4）整個系統(tǒng)運行要便于日常維護(hù)，具備遠(yuǎn)程調(diào)試的功能，降低由于服務(wù)團(tuán)隊出差所帶來的成本。

四 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

　　建筑物能耗監(jiān)測系統(tǒng)由：現(xiàn)場采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、本地監(jiān)測層、數(shù)據(jù)中心層，四層架構(gòu)組成，具體架構(gòu)圖如下圖所示：

　　系統(tǒng)架構(gòu)說明：

　　1）現(xiàn)場采集層

　　現(xiàn)場采集層由各種計量裝置所組成，包括電表、水表、氣表等計量儀表，以及空調(diào)、機(jī)組等設(shè)備的控制設(shè)備，實時地對建筑物中的能耗數(shù)據(jù)采集，構(gòu)成建筑內(nèi)部的監(jiān)測傳輸網(wǎng)絡(luò)。

　　2）數(shù)據(jù)傳輸層

　　數(shù)據(jù)傳輸層是指實現(xiàn)建筑現(xiàn)場能耗數(shù)據(jù)采集裝置與能耗監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)。主要完成兩部分工作：

　　●采集裝置與數(shù)據(jù)采集器之間的傳輸

　　為了解決難點問題中的多種設(shè)備接入問題，選用SymLink物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)作為，數(shù)據(jù)采集器。SymLink可以與多種鏈路相連，包含TCP、UDP、串口、CAN等總線模式，滿足現(xiàn)場不同種設(shè)備的物理連接需求。同時網(wǎng)關(guān)中搭載的軟件平臺針對建筑能耗行業(yè)中的各種儀表設(shè)備，配備了不同協(xié)議，比如Modbus、BACnet、電力標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約等等，而且其自身的開放性允許用戶進(jìn)行定制開發(fā)，從而實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的輕松接入。

　　SymLink網(wǎng)關(guān)的通道具備隔離機(jī)制，軟件平臺也具備協(xié)議過濾功能，在通信的同時，可對系統(tǒng)的安全性提供保障。

　　●數(shù)據(jù)采集器與監(jiān)測平臺及其他系統(tǒng)的傳輸

　　SymLink作為數(shù)據(jù)采集器可以提供監(jiān)測平臺及其他系統(tǒng)所要求的接口協(xié)議，將實時數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)上送，為能耗監(jiān)測系統(tǒng)提供準(zhǔn)確、及時的數(shù)據(jù)支撐。針對當(dāng)前市面中的大型樓控系統(tǒng)，比如江森、西門子等系統(tǒng)，SymLink均可輕松接入。

　　3）本地監(jiān)測層

　　本地監(jiān)測層主要硬件配置有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、交換機(jī)、打印機(jī)、大屏幕顯示器等，用來接收各本地樓層上傳的能耗數(shù)據(jù)，并完成能耗分析與診斷工作。同時專業(yè)的系統(tǒng)管理人員、能耗分析人員、數(shù)據(jù)維護(hù)人員均是能耗監(jiān)測平臺所必需的。

　　4）數(shù)據(jù)中心層

　　數(shù)據(jù)中心層主要位于市級數(shù)據(jù)中心或者更高級別的數(shù)據(jù)中心站，對其管轄區(qū)域內(nèi)各類表計的信息進(jìn)行采集、處理和存儲工作，并通過遠(yuǎn)程信道完成數(shù)據(jù)上報和公示作用。

五 系統(tǒng)功能介紹

　　●能耗數(shù)據(jù)采集匯總分析

　　系統(tǒng)可實現(xiàn)各類能耗數(shù)據(jù)的自動采集匯總，根據(jù)需求通過有線或者無線形式，將各樓層的各類能耗數(shù)據(jù)，按時、按類分項采集匯總。同時根據(jù)上層系統(tǒng)要求，將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)測平臺。實現(xiàn)對建筑物中的水、電、氣數(shù)據(jù)的實時自動監(jiān)測和統(tǒng)計分析，實現(xiàn)對空調(diào)、冷熱機(jī)組、各種控制設(shè)備狀態(tài)的實時自動監(jiān)測。

　　系統(tǒng)自動完成能耗數(shù)據(jù)分析處理，自動生成各種形式的分析報表；系統(tǒng)按各級管理權(quán)限提供查詢、修改、控制、賬單打印等功能。

　　●能耗數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)搭建

　　通過SymLink可按照現(xiàn)場不同情況，搭建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)不同類型數(shù)據(jù)與監(jiān)測中心的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

　　●遠(yuǎn)程設(shè)備調(diào)試

　　SymLink網(wǎng)關(guān)除去具備強(qiáng)大的采集通信功能，同時支持本地和遠(yuǎn)程的維護(hù)調(diào)試，即便工程師不出差，也可為遠(yuǎn)在現(xiàn)場的設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。包括對SymLink網(wǎng)關(guān)自身的維護(hù)調(diào)試、對連接到SymLink的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)調(diào)試、以及對連接到SymLink的控制器程序進(jìn)行修改等等，此種遠(yuǎn)程調(diào)試功能大大降低了系統(tǒng)的運行維護(hù)成本。

六 總結(jié)

　　建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)是一種利用智能化計量技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、建筑模擬技術(shù)等多種現(xiàn)代信息技術(shù)，綜合集成而成的信息系統(tǒng)。SymLink物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)在該系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，通過對城市建筑的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測，可以對所管轄的建筑進(jìn)行更準(zhǔn)確更精細(xì)化的管理，為節(jié)能改造管理提供切實可行的數(shù)據(jù)依據(jù)。