時(shí)間：2022-09-09 18:19:03
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇能耗監(jiān)測系統(tǒng)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：公共建筑；能耗監(jiān)測系統(tǒng)；分項(xiàng)計(jì)量；電氣設(shè)計(jì)；智能建筑設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
中圖分類號(hào)：TU111 文章編號(hào)：1009-2374（2016）34-0116-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.057
1 概述
隨著公共建筑數(shù)量的迅速增加，公共建筑使用過程中運(yùn)行和管理不當(dāng)，造成了巨大的能源浪費(fèi)。為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部早在2007年便頒布了近10項(xiàng)有關(guān)建立國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系的指導(dǎo)性文件。通過對建筑能耗數(shù)據(jù)的采集，掌握用能情況，分析用能特征，不僅能夠有針對性地對既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造，更有利于國家從宏觀層面上制定能源政策與節(jié)能措施。為指導(dǎo)和規(guī)范西安市公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行及管理工作，為西安市各類公共建筑能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)、建筑節(jié)能管理和節(jié)能改造提供科學(xué)可靠的技術(shù)支持，西安市于2015年了陜西省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《西安市公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》。該技術(shù)規(guī)范用于西安市各類新建、改建、擴(kuò)建和既有公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)行和維護(hù)。本文以西安市某高校實(shí)訓(xùn)大樓為例，地下1層，地上12層。總建筑面積26517m2，建筑物高度48.8m。本工程屬于二類高層辦公樓。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。本工程是新建建筑物，能耗監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由建筑設(shè)計(jì)院隨電氣施工圖同步考慮。對建筑的機(jī)電系統(tǒng)安裝分類、分項(xiàng)的能耗計(jì)量儀表，由此得到建筑物總能源消耗與不同能源種類、不同功能系統(tǒng)的分項(xiàng)能耗，實(shí)現(xiàn)建筑能耗的分類計(jì)量和電能耗的分項(xiàng)計(jì)量。
2 本工程能耗分項(xiàng)計(jì)量與數(shù)據(jù)設(shè)置
2.1 本工程能耗分類與分項(xiàng)計(jì)量
分類能耗是根據(jù)公共建筑消耗的主要能源種類劃分的能耗數(shù)據(jù)，如電、燃?xì)狻⑺⒓泄帷⒓泄├洹⑵渌茉矗袩崴?yīng)量、煤、油、可再生能源）等。分項(xiàng)能耗是根據(jù)公共建筑消耗的電力的主要用途劃分的能耗數(shù)據(jù)。分類能耗中，電量應(yīng)分為4項(xiàng)分項(xiàng)，包括照明插座用電、空調(diào)用電、動(dòng)力用電和特殊用電。電量的4項(xiàng)分項(xiàng)是必分項(xiàng)，各分項(xiàng)可根據(jù)建筑用能系統(tǒng)的實(shí)際情況靈活細(xì)分為一級(jí)子項(xiàng)和二級(jí)子項(xiàng)，是選分項(xiàng)。其他分類能耗不應(yīng)分項(xiàng)。本項(xiàng)目建筑能耗分類、分項(xiàng)計(jì)量如圖1所示：
2.2 能耗數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的確定
由于水、燃?xì)狻岬哪芎挠?jì)量相對簡單，電氣專業(yè)只需做好相應(yīng)的通信線路設(shè)計(jì)，故本文重點(diǎn)探討用電分項(xiàng)能耗監(jiān)測的施工圖設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)干線圖和照明/動(dòng)力配電系統(tǒng)圖的基礎(chǔ)上，確定各用電回路的名稱及供電范圍、負(fù)荷性質(zhì)等，才能確定能耗數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。
本項(xiàng)目共確定能耗數(shù)據(jù)采集點(diǎn)68個(gè)，其中用電分項(xiàng)計(jì)量采集點(diǎn)56個(gè)，其他分類能耗計(jì)量采集點(diǎn)12個(gè)。電能耗分項(xiàng)計(jì)量采集點(diǎn)分別為：10kV高壓柜4個(gè)；變壓器低壓出線柜6個(gè)；低壓柜電力線載波1個(gè)；實(shí)訓(xùn)樓第一層～第十二層照明插座配電箱12個(gè)；第一層～第十二層公共及應(yīng)急照明配電箱12個(gè)；屋頂動(dòng)力配電箱8個(gè)；地下一層（車庫和設(shè)備房）照明插座配電箱2個(gè)，應(yīng)急照明配電箱2個(gè)，動(dòng)力配電箱2個(gè)，熱幕配電箱1個(gè)；南/北廠房照明插座配電箱2個(gè)，動(dòng)力配電箱2個(gè)，熱幕配電箱2個(gè)。其他分類能耗計(jì)量采集點(diǎn)分別為：實(shí)驗(yàn)樓遠(yuǎn)傳冷水表/遠(yuǎn)傳熱水表/遠(yuǎn)傳總?cè)細(xì)獗?遠(yuǎn)傳總暖表各1個(gè)；南/北廠房遠(yuǎn)傳冷水表/遠(yuǎn)傳熱水表/遠(yuǎn)傳總?cè)細(xì)獗?遠(yuǎn)傳總暖表各1個(gè)。
2.3 能耗數(shù)據(jù)采集點(diǎn)編號(hào)與數(shù)據(jù)編碼
能耗數(shù)據(jù)編碼規(guī)則為細(xì)則層次代碼結(jié)構(gòu)，主要按7類細(xì)則進(jìn)行編碼，包括行政區(qū)劃代碼編碼、建筑類別編碼、建筑識(shí)別編碼、分類能耗指編碼、分項(xiàng)能耗編碼、分項(xiàng)能耗一級(jí)子項(xiàng)編碼、分項(xiàng)能耗二級(jí)子項(xiàng)編碼。編碼后能耗數(shù)據(jù)由15位符號(hào)組成。若某一項(xiàng)目無須使用某編碼時(shí)，則用相應(yīng)位數(shù)的“0”代替。根據(jù)技術(shù)規(guī)范，制定能耗數(shù)據(jù)編碼和能耗數(shù)據(jù)采集點(diǎn)識(shí)別編碼，如表1所示：
3 能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 能耗監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目能耗監(jiān)測系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場設(shè)備層三部分組成，完成能耗數(shù)據(jù)的采集、傳輸、管理等功能，見圖2。現(xiàn)場設(shè)置的電能表采用屏蔽雙紋線連接至各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器，各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)分類處理后，上傳到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，再通過網(wǎng)線上傳至能耗監(jiān)測系統(tǒng)主機(jī)實(shí)現(xiàn)能耗監(jiān)測管理功能。
3.2 10kV高壓配電系統(tǒng)能耗監(jiān)測
三相多功能電能儀表DSSD25用于10kV開關(guān)柜能耗的計(jì)量和監(jiān)測。用于分時(shí)計(jì)量正、反向有功/無功電能，計(jì)量有功/無功總電能，分相有功/無功電能，分時(shí)計(jì)量正、反向有功，正、反向無功的最大需量及發(fā)生時(shí)間等。
3.3 變壓器0.4/0.23kV系統(tǒng)能耗監(jiān)測
3.3.1 三項(xiàng)電能監(jiān)測。三相多功能電能儀表DD521用于0.4kV/10kV開關(guān)柜能耗的計(jì)量和監(jiān)測。用于測量單回路的三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、頻率及視在功率，記錄分相/總有功功率/無功功率/有功電量/無功電量。
根據(jù)配電柜的出線數(shù)量可選用三相多回路電能監(jiān)測儀表DD504（4回路），DD505（5回路），DD507（7回路），DD509（9回路）用于0.4kV配電柜能耗的計(jì)量和監(jiān)測。能夠測量每回路的三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、頻率及視在功率，記錄分相/總有功功率/無功功率/有功電量/無功電量。
3.3.2 電力能耗終端采集器。三相載波智能采集終端DDJ03對建筑能耗監(jiān)測末端有載波型計(jì)量和監(jiān)測儀表進(jìn)行采集。安裝在低壓0.4kV進(jìn)線柜。終端通過電力載波接口可以實(shí)現(xiàn)對電能表的召測、抄收及暫存電能表數(shù)據(jù)，并用以太網(wǎng)通訊的方式將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)按主臺(tái)的命令發(fā)向主臺(tái)。
電力能耗采集器DDJ01是對建筑能耗監(jiān)測末端的監(jiān)測儀表計(jì)進(jìn)行采集，安裝在每個(gè)低壓0.4kV出線柜，主要用于采集各種類型的能耗儀表的數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)對電能表的召測、抄收及暫存電能表數(shù)據(jù)，并將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)向上一級(jí)的采集器。
3.4 能耗數(shù)據(jù)采集
電力能耗采集器DDJ02對電力能耗終端采集器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，安裝于開關(guān)柜。通過RS485接口對電力能耗采集器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集或直接采集電能儀表的數(shù)據(jù)，抄收并暫存電能表數(shù)據(jù)，并將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)向監(jiān)控主機(jī)發(fā)送。
水、氣型智能采集器DDJ04用于對供暖、冷水、熱水、燃?xì)獾饶芎慕K端的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控主機(jī)。通過RS485接口可以實(shí)現(xiàn)對各類能耗監(jiān)測表的召測、抄收及暫存能耗監(jiān)測表數(shù)據(jù)，并將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)向上一級(jí)的采集器。能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖（部分）如圖3所示：
4 結(jié)語
本文以西安市某高校實(shí)訓(xùn)大樓為工程實(shí)例，根據(jù)國家和地方相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則和技術(shù)規(guī)范，確定該建筑能耗分類和分項(xiàng)計(jì)量的設(shè)置范圍。能耗監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)隨電氣施工圖同步考慮，完成了能耗監(jiān)測系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.關(guān)于加強(qiáng)國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能管理工作的實(shí)施意見（建科[2007]245號(hào)）[S].
[2] 陜西省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳.西安市公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范（DBJ61/T97-2015）[S].2015.
關(guān)鍵詞：能耗監(jiān)測系統(tǒng)；節(jié)能；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
1引言
目前，建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)在我國還處于初期階段，技術(shù)還不成熟，沒有獲取建筑耗能真實(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的有效方法，直接后果是建筑節(jié)能工作一直帶有很大的盲目性，甚至誤導(dǎo)工作方向和重點(diǎn)。本文所指的能耗監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于大型公共建筑，是通過對建筑安裝特定的分類和分項(xiàng)能耗計(jì)量裝置（例如智能電表、智能水表、智能氣表等等），采用GPRS/WI-FI等無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)确绞桨褜?shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測軟件平臺(tái)，在線能耗監(jiān)測軟件平臺(tái)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和動(dòng)態(tài)分析采集到的數(shù)據(jù)，為節(jié)能改造提供有力的數(shù)據(jù)支撐。
早在2008年，住建部頒發(fā)了《關(guān)于印發(fā)國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則的通知》，主要針對建筑能耗監(jiān)測軟件技術(shù)規(guī)范做了明確的說明。目前國內(nèi)大型公共建筑采用的建筑能耗監(jiān)測手段相對還比較落后，有的甚至還采用手工抄錄的方式，效率低而且容易產(chǎn)生誤差，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測，這對掌握大型公共建筑用能情況，了解用能問題，方便管理者制定相關(guān)的節(jié)能措施造成困難。
本文首先針對建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)的整體軟件平臺(tái)框架：整體框架采用SaaS模式設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)傳輸框架采用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式、數(shù)據(jù)傳輸采用xm編碼加密方式傳輸在客戶端再加密的方式進(jìn)行讀取，然后研發(fā)出實(shí)現(xiàn)以上功能的關(guān)鍵技術(shù)，最后針對廣州市荔灣區(qū)25棟大型公共建筑能耗監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行了模擬。
2國內(nèi)外同類技術(shù)情況
國外樓宇智能化已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟，并且智能化、信息數(shù)字化程度較高。現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家的智能建筑系統(tǒng)大都是按照建筑物使用功能進(jìn)行設(shè)置，這是沒有刻意把智能化放在建設(shè)目標(biāo)上，但是智能化系統(tǒng)的裝備方式是先進(jìn)的，系統(tǒng)的設(shè)置是完備的，系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)是準(zhǔn)確的，系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是良好的。
我國仍缺少高技術(shù)的樓宇智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、理念、態(tài)度。另外，在準(zhǔn)確把握智能建筑的設(shè)計(jì)定位、高質(zhì)量的工程實(shí)施與系統(tǒng)有效運(yùn)行管理方面，與國外發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距。正是因?yàn)槿鄙傧鄳?yīng)的規(guī)范，樓宇智能化設(shè)計(jì)方面也存在缺乏全面性和長遠(yuǎn)性的情況，施工質(zhì)量難以保證，造成一些應(yīng)用樓宇智能化系統(tǒng)的建筑缺少各系統(tǒng)整體運(yùn)作機(jī)制，結(jié)果事倍功半，造成投資的浪費(fèi)。樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)在實(shí)時(shí)性、可靠性、穩(wěn)定性等方面都達(dá)到了很高的水準(zhǔn)，已經(jīng)形成了包括美國霍尼韋爾、美國江森自控、德國西門子等公司在內(nèi)的一系列智能樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品。
智能建筑自1984年1月出現(xiàn)以來（美國康涅狄格州哈特福德市的都市大廈），在歐、美、日及世界各地得到迅速發(fā)展，其中以美國、日本興建最多。目前，美國有智能大廈數(shù)萬幢。表1是國外幾種成熟智能樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品的對比表。
表1智能樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品的對比
序號(hào)產(chǎn)品名稱主要功能1江森自控的合同能源管理通過對項(xiàng)目進(jìn)行能源計(jì)量與審計(jì)，找出能源浪費(fèi)的所在，然后提出能源改造的解決方案，最后和客戶簽訂合同，為客戶提供節(jié)能項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和管理服務(wù)2西門子的能源監(jiān)測和控制系統(tǒng)以ASP技術(shù)為依托，用戶的消耗數(shù)據(jù)通過西門子中央服務(wù)器，利用用戶專屬的安全站點(diǎn)獲得，能耗數(shù)據(jù)通過Web手動(dòng)或自動(dòng)上傳，這樣的監(jiān)測系統(tǒng)保證了用戶能耗的透明度與可控制性3霍尼韋爾的能源管理系統(tǒng)將大型公共建筑分項(xiàng)能耗獲取、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)分析、模型等技術(shù)結(jié)合起來，對多棟建筑的多臺(tái)設(shè)備或用戶的能耗進(jìn)行綜合管理，建立公共建筑基本信息及能耗數(shù)據(jù)庫，從而研究出有效的節(jié)能運(yùn)行方案
國內(nèi)智能樓宇的發(fā)展尚屬起步階段，但在國家和企業(yè)的共同推動(dòng)作用下，雖然起步較晚，但發(fā)展極其迅速（表1）。樓宇智能化產(chǎn)品的主要代表有上海元上能耗計(jì)量管理系統(tǒng)以及研華BEMS樓宇能源管理系統(tǒng)。其中這兩者之間各有其優(yōu)點(diǎn)，如表2所示。
國內(nèi)已有樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件在界面、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、監(jiān)測結(jié)果分析、數(shù)據(jù)挖掘以及數(shù)據(jù)傳輸安全可靠性等方面都做的比較好，但是，數(shù)據(jù)采集基本都是基于在線數(shù)據(jù)采集分析技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，對于無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)募用苄院桶踩缘难芯勘容^少，因此，進(jìn)一步限制了這些系統(tǒng)的環(huán)境適用性。
3能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)框架
3.1軟件系統(tǒng)整體框架
本文研究的大型公共建筑能耗監(jiān)測軟件平臺(tái)，是一款基于《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)-軟件開發(fā)指導(dǎo)說明書》的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，符合國家的規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。軟件系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示。
圖1軟件系統(tǒng)整體架構(gòu)
如圖1所示，本文研究監(jiān)測軟件平臺(tái)分為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)施層，主要功能是用于采集器前端數(shù)據(jù)傳輸。信息資源與數(shù)據(jù)層主要是存儲(chǔ)采集器采集到的分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)；應(yīng)用層主要包括數(shù)據(jù)及消息管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析展示子系統(tǒng)、信息服務(wù)子系統(tǒng)和后臺(tái)管理子系統(tǒng)4個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)管理系統(tǒng)下面由一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。應(yīng)用層主要功能是用于數(shù)據(jù)處理、展示及數(shù)據(jù)監(jiān)測功能，把應(yīng)用層劃分為相對獨(dú)立的子系統(tǒng)模塊，可減少各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)間的相互干擾，由于各個(gè)子系統(tǒng)模塊之間沒有數(shù)據(jù)交叉，因此，在后續(xù)軟件平臺(tái)維護(hù)將更加方便、系統(tǒng)的擴(kuò)展和兼容性將變得穩(wěn)定。最后是表現(xiàn)層，主要是數(shù)據(jù)的顯示。
3.2軟件系統(tǒng)整體框架
如圖2所示，本文中的建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)，包含監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（MDMS）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（MDCS）、防火墻、通信網(wǎng)絡(luò)、集中器和樓宇采集終端。
圖2圖2軟件系統(tǒng)整體框架
樓宇采集終端發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)至集中器，樓宇采集終端是指電能表、水表、冷量表、氣表中的一種或幾種，相關(guān)數(shù)據(jù)包含能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息及和時(shí)基信息等；集中器將相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)包，通信網(wǎng)絡(luò)、防火墻發(fā)送至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（MDCS）；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（MDCS）對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將已處理的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫對已處理的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和展示；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（MDCS）對集中器與樓宇采集終端之間的通信模式和通信協(xié)議進(jìn)行管理，定時(shí)對通信狀態(tài)及通信數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)查錯(cuò)，并對數(shù)據(jù)丟失、工作狀態(tài)異常進(jìn)行處理；數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（MDMS）從數(shù)據(jù)庫中獲取已處理的相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的能耗監(jiān)測指標(biāo)體系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和狀態(tài)評(píng)估，并將已分析和評(píng)估的結(jié)果發(fā)送至數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫對已分析和評(píng)估的結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和展示；監(jiān)控終端從數(shù)據(jù)庫獲取已處理的相關(guān)數(shù)據(jù)和已分析和評(píng)估的結(jié)果，并進(jìn)行綜合分析；監(jiān)控終端根據(jù)綜合分析，經(jīng)由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（MDCS）、防火墻、通信網(wǎng)絡(luò)、集中器，將控制指令發(fā)送至樓宇采集終端，改變樓宇采集終端的工作狀態(tài)。
4系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)
4.1多種能耗采集終端的接入
節(jié)能改造中，由于現(xiàn)存很多不同年代的能耗采集終端，對這些能耗采集終端的數(shù)據(jù)如何合理的采集是一個(gè)非常重大的問題，具體方法有全手工抄表和換智能表計(jì)自動(dòng)抄表兩種方式。另外，對不同品牌的能耗采集終端，如何用同一個(gè)集中器進(jìn)行連接，也是一個(gè)關(guān)鍵問題。因?yàn)椴煌钠放疲赡軙?huì)很有私有協(xié)議的存在。
因此，對市面上能耗采集終端的主流品牌，要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和協(xié)作，使得自己開發(fā)的集中器以及軟件系統(tǒng)能夠順利接入各種不同的能耗采集終端。
4.2軟件系統(tǒng)的開發(fā)
根據(jù)系統(tǒng)的整體框架分為多層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，本軟件平臺(tái)的開發(fā)引入“基于子系統(tǒng)平等開發(fā)方式”的系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，采用Java、JavaScrip等編程語言進(jìn)行編碼，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫采用阿里云數(shù)據(jù)庫，通訊技術(shù)采用穩(wěn)定的RS485數(shù)據(jù)通訊標(biāo)準(zhǔn)，軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3智能建筑集成系統(tǒng)框架
5主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
本項(xiàng)目中的建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其技術(shù)的先進(jìn)性及創(chuàng)新性主要表現(xiàn)在：無線傳輸方式的應(yīng)用可以有效降低布線的投入，節(jié)約成本。該系統(tǒng)可以將能耗采集終端采集的能耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)終端進(jìn)行綜合分析，采集終端包括電能表、水表、冷量表、氣表，并可以將同種能耗按不同用途進(jìn)行分類計(jì)量，從而實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的分項(xiàng)計(jì)量和分類計(jì)量。樓宇采集終端與集中器之間的通信方式，可選擇有線方式或無線方式；有線方式為RS485、電力線通信（PLCC）、快速以太網(wǎng)（FE）中的一種或幾種；無線方式為Zigbee、RF（230～960MHz）中的一種或幾種；根據(jù)應(yīng)用場景具體選擇不同的通信方式。
建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)，對建筑能耗信息采集方式有兩種，一種是定時(shí)輪詢采集方式，集中器定時(shí)（15～60min）依次向所連接的各個(gè)樓宇采集終端發(fā)起采集信息的指令，各個(gè)樓宇采集終端依次向集中器發(fā)送各自能耗信息、工作狀態(tài)和時(shí)基信息，集中器收集各個(gè)樓宇采集終端的信息，并緩存在集中器的存儲(chǔ)單元中，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（MDCS）經(jīng)由防火墻、通信網(wǎng)絡(luò)，不定時(shí)地獲取集中器的存儲(chǔ)單元中的信息。另一種是主動(dòng)定點(diǎn)采集方式，監(jiān)控終端對特定樓宇采集終端發(fā)起采集信息的指令，特定樓宇采集終端收到采集信息的指令之后，經(jīng)由集中器、通信網(wǎng)絡(luò)、防火墻、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（MDCS）、數(shù)據(jù)庫，將經(jīng)過采集、傳輸和處理的能耗信息，發(fā)送至監(jiān)控終端。從而實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
（1）應(yīng)用創(chuàng)新。該系統(tǒng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以根據(jù)能耗指標(biāo)體系，將能耗采集終端采集的能耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)終端進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)對寫字樓建筑能耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測，是一種新型能耗監(jiān)測系統(tǒng)，推動(dòng)了能耗監(jiān)測平臺(tái)的發(fā)展。
（2）技術(shù)創(chuàng)新。在該項(xiàng)目中通過有線和無線方式將樓宇監(jiān)測終端，包括電能表、水表、冷量表、氣表等，與數(shù)據(jù)中心聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)了能耗數(shù)據(jù)的分項(xiàng)、分類計(jì)量，無線傳輸方式的運(yùn)用降低了成本，提高了效率。同時(shí)采用定時(shí)輪詢采集方式和主動(dòng)定點(diǎn)采集方式進(jìn)行能耗信息采集，實(shí)現(xiàn)了能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
6平臺(tái)應(yīng)用
本文研究的平臺(tái)選取了廣東省廣州市荔灣區(qū)25棟大型公共建筑的用能數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，如圖4、圖5。
圖4廣州市荔灣區(qū)25棟建筑能耗模擬
關(guān)鍵詞：節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)；能源消耗；校園建筑
近年來我國高等教育的招生人數(shù)不斷增加，辦學(xué)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，學(xué)校已儼然成為了資源能源的消耗大戶，這對高校資源的合理利用和節(jié)能減排提出了新的要求。建立節(jié)約型校園是高校履行社會(huì)責(zé)任的集中體現(xiàn)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)學(xué)校可持續(xù)發(fā)展的重要保證。在建設(shè)節(jié)約型校園的過程中，如何準(zhǔn)確、高效地監(jiān)測能源的消耗情況并及時(shí)糾正資源配置不合理的現(xiàn)象，直接關(guān)系著節(jié)約型校園建設(shè)的成敗。建立一套功能完善、運(yùn)行可靠、計(jì)量精確的能耗監(jiān)測系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)能源資源合理利用的重要保障。為此，本文就如何建立一套有效的節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)地探討。
1 節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)
1.1 總體目標(biāo)。建立一套有效的節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)目的在于實(shí)現(xiàn)對校園建筑的科學(xué)管理和指標(biāo)化評(píng)價(jià)。根據(jù)國家教育部、住建部等部門的要求，結(jié)合各大高校自身情況，制定一個(gè)合理可行的節(jié)能目標(biāo)，并利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立校園建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對校園內(nèi)重點(diǎn)用水、用能單位以及建筑物能耗的監(jiān)測。在此基礎(chǔ)上對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為改善重點(diǎn)用能單位耗能情況提供科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的科學(xué)化管理。
1.2 具體目標(biāo)。在建立總體目標(biāo)的基礎(chǔ)上， 可以進(jìn)一步劃分為許多具體的目標(biāo)。第一，建立合理可行的水耗能耗監(jiān)測平臺(tái)，完成水耗能耗數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)中心建立和傳輸裝置安裝等工作，對全校水耗能耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測。第二，在對水耗能耗監(jiān)測的同時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對分析結(jié)果予以公示，實(shí)現(xiàn)對校園建筑水耗能耗的透明化管理。第三，完善水耗能耗的管理體制，提高能源的利用效率。在得到能耗的分析結(jié)果后，管理人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)分析結(jié)果詳細(xì)制定出用水用能的管理辦法，加強(qiáng)對能源利用不合理環(huán)節(jié)的管理。
2 節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2.1 計(jì)量控制系統(tǒng)。計(jì)量控制系統(tǒng)主要由計(jì)量表、通訊設(shè)備和采集控制設(shè)備三部分組成。在節(jié)能監(jiān)測的整個(gè)系統(tǒng)中，計(jì)量控制系統(tǒng)主要完成各種能耗數(shù)據(jù)的采集、狀態(tài)信息的表達(dá)及硬件控制的實(shí)現(xiàn)等工作，對電、水、氣能耗的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量和采集，并對電、水、氣進(jìn)行控制。
2.1.1 計(jì)量系統(tǒng)工作原理。計(jì)量系統(tǒng)工作原理在于：采集器和計(jì)量表可以隨時(shí)記錄下電、水、氣的能耗值并且按表號(hào)存儲(chǔ)起來，數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)依靠低壓電力載波自動(dòng)記錄下存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，然后通過校園網(wǎng)將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)控制中心服務(wù)器，最后根據(jù)不同單位和建筑的需求情況對電、水、氣能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和安全監(jiān)控。
2.1.2 控制系統(tǒng)工作原理。控制系統(tǒng)的主要工作是實(shí)現(xiàn)對電、水、氣使用的有效控制，其工作原理在于：用戶安裝一定數(shù)量的單相職能電表或三相智能電表，智能電表在接收到主控中心的指令后實(shí)現(xiàn)對用電的遠(yuǎn)程控制；而對于用水的控制則可以通過在建筑供水進(jìn)戶端安裝智能控制器得以實(shí)現(xiàn)，智能控制器在接到主控中心的命令后對電磁閥進(jìn)行控制，從而控制用水的開放或關(guān)閉；最后是對暖氣的控制，以樓棟供暖回路為一個(gè)控制單元，在所有的控制單元處安裝電動(dòng)閥和智能控制器，同時(shí)在典型房間安裝溫度傳感器，主控中心根據(jù)典型房間的室溫自動(dòng)下達(dá)對電動(dòng)閥開閉的命令。
2.2 主控中心硬件。主控中心由硬件服務(wù)器、系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和數(shù)據(jù)中心機(jī)房等構(gòu)成，按照它在體系中發(fā)揮的作用可以將其分為表示層、應(yīng)用層、Web服務(wù)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
2.2.1 表示層。表示層主要是完成與用戶的交互，有定制的客戶端能實(shí)現(xiàn)完整的操作管理功能，而使用瀏覽器的用戶則可以在完成多項(xiàng)授權(quán)驗(yàn)證后，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、結(jié)果查詢、管理監(jiān)控等功能。
2.2.2 應(yīng)用層。應(yīng)用層主要是管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，采集計(jì)量數(shù)據(jù)和維系通訊服務(wù)。與客戶端交互，實(shí)現(xiàn)對財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的管理操作，對管理任務(wù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的審計(jì)和管理。
2.2.3 Web服務(wù)。Web服務(wù)支持使用各種瀏覽器的用戶，可以進(jìn)行各種后臺(tái)操作。
2.2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)所有數(shù)據(jù)的管理和存儲(chǔ)，同時(shí)協(xié)助各種數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析工作，并完成部分?jǐn)?shù)據(jù)的挖掘工作。
2.2.5 通信傳輸系統(tǒng)。通信傳輸系統(tǒng)包括了校園網(wǎng)傳輸和底層傳輸兩部分。（1）校園網(wǎng)傳輸。通過已有的校園網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)可以將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密后發(fā)送到校園網(wǎng)絡(luò)。（2）底層傳輸。采集器、采集控制器和智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)依靠電力線載波收集計(jì)量儀表顯示的數(shù)據(jù)，智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)支持電、水、氣能耗的數(shù)據(jù)采集。
2.3 節(jié)能監(jiān)測平臺(tái)軟件。節(jié)能監(jiān)測平臺(tái)軟件具有以下功能：（1）報(bào)警功能。監(jiān)測系統(tǒng)會(huì)根據(jù)各部門以往能耗情況自行設(shè)置能耗的報(bào)警參數(shù)，當(dāng)某個(gè)部門的能耗數(shù)據(jù)超過這個(gè)參數(shù)時(shí)看，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)。這種設(shè)置實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)報(bào)警功能，對部門節(jié)能起著十分重要的作用。（2）能耗分析。該監(jiān)測系統(tǒng)可以對人均耗能情況和單位面積耗能情況進(jìn)行分析，通過不同時(shí)期、不同區(qū)域的相互對比來反映當(dāng)期能耗情況，并為將來的節(jié)能計(jì)劃提供依據(jù)。（3）能耗公示。主要是將各建筑的總能耗排名、同類建筑的單位面積能耗排名、不同部門總能耗排名和各部門人均能耗排名進(jìn)行公示，并將能耗的具體明細(xì)給予披露，這既實(shí)現(xiàn)了大眾對學(xué)校建筑能耗的有效監(jiān)督，又有助于鼓勵(lì)各部門積極響應(yīng)節(jié)能耗減政策。（4）用能控制。對實(shí)驗(yàn)室和教室的用電進(jìn)行控制；使用遠(yuǎn)程控制的方式控制樓棟用水和暖氣供應(yīng)；
3 節(jié)能監(jiān)測統(tǒng)建設(shè)的意義
節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)依托其完善的監(jiān)管體系，對校園建筑的能源消耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，即時(shí)記錄下各個(gè)部門單位和建筑的用能情況。監(jiān)管部門對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的深入挖掘分析，制定出合理有效的能耗監(jiān)控方案，提高能源的利用效率。同時(shí)通過統(tǒng)計(jì)各部門的能源消耗量，對各部門實(shí)施一定的獎(jiǎng)懲制度，并將各部門的能源消耗率作為業(yè)績考核的一項(xiàng)重要指標(biāo)，從而達(dá)到鼓勵(lì)各部門節(jié)能降耗的目的。節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)的建立對于實(shí)現(xiàn)我國節(jié)能降耗戰(zhàn)略起著十分重要的作用。
節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)粗放型的能源管理模式，對校園建筑用電、用水、用氣進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，讓監(jiān)管人員可以全面了解能源使用的時(shí)間和用量，有助于監(jiān)管人員及時(shí)地發(fā)現(xiàn)能源利用中存在的問題，并針對這些問題制定出合理有效的解決方案。節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)的建立將使得節(jié)能改造工程得到準(zhǔn)確的驗(yàn)證效果，通過比較改造工程實(shí)施前后的耗能情況，準(zhǔn)確地計(jì)算出節(jié)能總量。
4 結(jié)語
大學(xué)校園建筑具有數(shù)量多、分布范圍廣和類型多樣等特點(diǎn)，用能情況復(fù)雜多變，建立一套有效、可行的節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)對于改善學(xué)校能源使用浪費(fèi)、不合理現(xiàn)象有著十分重要的作用。實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)從節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)入手，根據(jù)不同校園建筑的節(jié)能潛力和能耗特征，努力實(shí)現(xiàn)能源的最優(yōu)化使用，積極打造一批用能合理高效的節(jié)能示范高校。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：大型公共建筑；能源管理系統(tǒng)；建筑節(jié)能管理體系
Abstract: this paper in the full analysis building energy management system, and on the basis of large-scale public buildings in combination with unit building area of high energy consumption, energy saving potential characteristics and energy-saving management requirements, put forward in large-scale public buildings set up energy management system in the proposal, used to master the energy utilization and energy use of scientific management, and finally reach the goal of saving energy. And explains the energy management systems design goal, function, design elements and structure, can be used to guide large-scale public buildings energy management system.
Keywords: large-scale public buildings; Energy management system; Building energy efficiency management system
中圖分類號(hào)： TU201.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
一、引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，大型公共建筑經(jīng)常被作為一個(gè)城市現(xiàn)代化的象征，興建大型公共建筑既促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，又增強(qiáng)了為城市居民生產(chǎn)生活服務(wù)的功能。新建建筑中大型公共建筑的比例呈增長趨勢。大型公共建筑一般指單體建筑面積2萬平方米以上的辦公建筑、商業(yè)建筑、旅游建筑、科教文衛(wèi)建筑、通信建筑以及交通樞紐等公共建筑。由于此類建筑結(jié)構(gòu)和用途的特殊性，且往往片面追求外形，用能系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)行工況變化大、影響能耗因素多，再加上再設(shè)計(jì)、施工、使用和運(yùn)行維護(hù)等環(huán)節(jié)的粗放式管理等不利因素的影響，使得當(dāng)前的一些大型公共建筑往往是耗能的大戶。主要問題表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）目前，我國大型公共建筑能耗高、能效低問題突出。根據(jù)清華大學(xué)與建設(shè)部的2007 年研究抽樣調(diào)查，大型公共建筑面積占城鎮(zhèn)建筑總面積的比例為4％，但消耗的電量卻占22％[1]。據(jù)測算，我國大型公共建筑單位面積年耗電量達(dá)到70～300kWh，是普通居民住宅的10～20倍，其節(jié)能潛力亟待挖掘。
（2）超過70%的大型公共建筑沒有專職的節(jié)能管理人員，大多數(shù)大型公共建筑業(yè)主的用能設(shè)備管理僅僅是從安全使用的角度考慮，缺乏系統(tǒng)的能源管理制度和手段，不能及時(shí)掌握能源的整體消耗情況，對主要用能設(shè)備的運(yùn)行情況和節(jié)能狀況未能及時(shí)把握及管理。因此，建立建筑能源管理體系，依靠先進(jìn)的節(jié)能管理手段來實(shí)現(xiàn)大型公共建筑的節(jié)能運(yùn)行，約束使用者的使用習(xí)慣和提升物業(yè)管理的運(yùn)行管理水平，提高運(yùn)行管理效率是目前亟待解決的問題。
（3）多能源系統(tǒng)與復(fù)雜負(fù)荷的結(jié)合體。在能源危機(jī)的今天，可再生能源的利用越來越普遍，大型公共建筑的這一現(xiàn)象尤為明顯。大型公共建筑可能設(shè)置多種能源，如常規(guī)電制冷、三聯(lián)供、地源熱泵、冰蓄冷、蒸汽供熱、太陽能、風(fēng)能等。這么多能源在樓宇中綜合使用所帶來的多能源的協(xié)調(diào)優(yōu)化、負(fù)荷預(yù)測與優(yōu)化控制等問題將逐步凸顯。
（4）缺乏有效的能源管理手段。大型公共建筑往往同時(shí)伴隨著供能系統(tǒng)眾多、用能系統(tǒng)復(fù)雜、位置分散、用能信息量龐大等特點(diǎn)，常規(guī)的、針對設(shè)備或能耗的管理系統(tǒng)（如BA系統(tǒng)、能耗監(jiān)測系統(tǒng)）一般只注重對設(shè)備自身管理或?qū)δ芎牡挠?jì)量監(jiān)測，缺乏對整個(gè)能源的系統(tǒng)管理。因此，為保證整個(gè)建筑的能源的優(yōu)化運(yùn)行必須建立具有有效的監(jiān)視控制、完善的通信系統(tǒng)、科學(xué)的分析診斷、合理的優(yōu)化管控的建筑能源管理系統(tǒng)，同時(shí)結(jié)合建立的能源管理體系，實(shí)現(xiàn)大型公共建筑能耗的有效管理。
由上可知，我國大型公共建筑單位建筑面積能耗高，節(jié)能潛力巨大。其節(jié)能改造工作成為了一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜工程。結(jié)合“十二五”期間我國大型公共建筑能耗降低15%的節(jié)能目標(biāo)，這就需要針對大型建筑的使用特點(diǎn)，建立建筑能源管理系統(tǒng)，科學(xué)地進(jìn)行能耗監(jiān)測、分析診斷、優(yōu)化管理與控制，提高大型公共建筑能源利用的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。本文將在充分研究分析建筑能源管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合大型公共建筑的特點(diǎn)及需求，提出大型公共建筑能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能以及架構(gòu)，用于指導(dǎo)大型公共建筑能源管理系統(tǒng)的建設(shè)。
2、建筑能源管理系統(tǒng)
建筑能源管理系統(tǒng)是指對建筑物或者建筑群內(nèi)的變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等能源使用狀況實(shí)行集中監(jiān)視、分析管理和分散控制的軟硬件系統(tǒng)。目前所提的建筑能源管理系統(tǒng)主要分為三類：
（寧夏大學(xué)，a．發(fā)展規(guī)劃與學(xué)科建設(shè)處；b．物理電氣信息學(xué)院／寧夏信息感知與智能沙漠重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，銀川 750021）
摘要：為了實(shí)現(xiàn)豬場的規(guī)模化和節(jié)約化養(yǎng)殖，以CC2530模塊為核心，提出了一種基于ZigBee技術(shù)的豬舍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。首先根據(jù)待采集環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，選取SHT15等元件完成了傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)，其次討論了傳感器節(jié)點(diǎn)及匯聚節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)流程，最終實(shí)現(xiàn)了由傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和用戶平臺(tái)等組成的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠，對實(shí)施豬舍的環(huán)境監(jiān)測具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞 ：ZigBee；豬舍；CC2530；監(jiān)測系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439－8114（2015）16－4041-03
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.054
收稿日期：2015－03－23
基金項(xiàng)目：寧夏高等學(xué)校科學(xué)研究項(xiàng)目（NGY2014049）
作者簡介：劉思遠(yuǎn)（1977－），男，寧夏銀川人，講師，碩士，主要從事無線通信及信號(hào)處理的研究工作，（電話）0951－2061501（電子信箱）652415893＠qq．com。
豬肉是我國大多數(shù)城鄉(xiāng)居民餐桌上重要的動(dòng)物性食品之一。近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，人們不僅對肉類的數(shù)量，更對其質(zhì)量提出了更高的要求，健康養(yǎng)殖的概念應(yīng)運(yùn)而生。健康養(yǎng)殖是指根據(jù)養(yǎng)殖對象的生物學(xué)特性，運(yùn)用生態(tài)學(xué)、營養(yǎng)學(xué)原理來指導(dǎo)養(yǎng)殖生產(chǎn)，即為養(yǎng)殖對象營造一個(gè)良好的、有利于快速生長的生態(tài)環(huán)境，提供充足的、全價(jià)營養(yǎng)的飼料，使其在生長發(fā)育期間最大限度減少疾病的發(fā)生，使生產(chǎn)的食用產(chǎn)品無污染、個(gè)體健康、肉質(zhì)鮮嫩、營養(yǎng)豐富與天然鮮品相當(dāng)［1］。對于商品豬而言，環(huán)境、品種、飼料和疾病構(gòu)成養(yǎng)豬生產(chǎn)的4大技術(shù)限制因素，其中環(huán)境因素占到20％～30％［2］，良好的養(yǎng)殖環(huán)境不僅可以使品種及飼料的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，更可以使生豬患病幾率大幅下降，提高豬肉品質(zhì)。為此，建立可實(shí)時(shí)對豬舍環(huán)境信息進(jìn)行采集與分析的豬舍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
傳統(tǒng)的豬舍環(huán)境監(jiān)測主要依靠養(yǎng)殖人員人工完成，一方面對環(huán)境信息采集實(shí)時(shí)性不強(qiáng)、準(zhǔn)確性不高；另一方面消耗了大量的人力資源，增加了養(yǎng)殖成本。ZigBee技術(shù)是一種具有自組織、低復(fù)雜度、低成本和高可靠性的無線通信技術(shù)，在短程傳輸中有很好的優(yōu)勢［3］，已經(jīng)在環(huán)境監(jiān)測、節(jié)水灌溉等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用［4－7］。本研究利用ZigBee技術(shù)，提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的豬舍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，首先根據(jù)豬舍待采集環(huán)境信息特點(diǎn)，對系統(tǒng)硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其次對匯聚節(jié)點(diǎn)及傳感器節(jié)點(diǎn)的軟件實(shí)現(xiàn)流程進(jìn)行了討論，實(shí)現(xiàn)了由傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和用戶管理平臺(tái)等組成的豬舍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
影響豬舍環(huán)境的因素主要有：溫度、濕度和氨氣、二氧化碳及硫化氫等。高溫和低溫都會(huì)降低飼料轉(zhuǎn)化率，成年豬在35 ℃高溫環(huán)境下，不僅會(huì)發(fā)生中暑，還會(huì)產(chǎn)生厭食癥狀，延長出欄時(shí)間，而其長時(shí)間在8 ℃低溫情況下，同樣會(huì)產(chǎn)生厭食、抖動(dòng)等癥狀，極大影響生長發(fā)育，且容易感染腹瀉性疾病，嚴(yán)重危害健康成長；而豬舍內(nèi)濕度過大，會(huì)使豬的成長速度減慢，引起很多疾病的產(chǎn)生；而氨氣等有害氣體是生豬呼吸道等疾病爆發(fā)的主要誘因之一［8］。因此，本研究設(shè)計(jì)的豬舍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由傳感器節(jié)點(diǎn)（負(fù)責(zé)采集溫度、濕度和氨氣濃度等數(shù)據(jù)）、匯聚節(jié)點(diǎn)和用戶管理平臺(tái)等組成。
傳感器節(jié)點(diǎn)按照豬舍環(huán)境采集信息數(shù)據(jù)需求合理布置在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)豬舍環(huán)境信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，所有節(jié)點(diǎn)均通過ZigBee協(xié)議以自組網(wǎng)方式構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)，并將采集到的信息數(shù)據(jù)以多跳形式傳送到匯聚節(jié)點(diǎn)；匯聚節(jié)點(diǎn)通過RS232串口與用戶管理平臺(tái)相連，管理平臺(tái)將收集到的信息數(shù)據(jù)保存到平臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理；用戶根據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)操作，以保證良好的豬舍環(huán)境。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2．1 傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
傳感器節(jié)點(diǎn)能否準(zhǔn)確地采集到豬舍環(huán)境信息數(shù)據(jù)，對整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)的性能有極大影響。傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊（溫濕度、二氧化碳、氨氣及硫化氫模塊）、微處理器模塊、射頻模塊及電源模塊等組成，其硬件框架如圖2所示。
匯聚節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)相比，不包括傳感器模塊，不具有參數(shù)采集功能，通過RS232串口與用戶管理平臺(tái)相連，設(shè)計(jì)中匯聚節(jié)點(diǎn)微處理器模塊和射頻模塊所用元器件與傳感器模塊中所用元器件相同。
2．2 模塊元器件選擇
傳感器節(jié)點(diǎn)是構(gòu)成豬舍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的基本組成單元，從系統(tǒng)成本及實(shí)用性角度考慮，傳感器節(jié)點(diǎn)應(yīng)具有成本低、體積小、功耗低、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要，傳感器節(jié)點(diǎn)各模塊選擇元器件如下：
1）傳感器模塊。該模塊包含有溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、氨氣傳感器和硫化氫傳感器。溫濕度傳感器選用由Sensirion推出的SHT15傳感器［9］，該數(shù)字溫濕度傳感器基于領(lǐng)先世界的CMOSens?誖技術(shù)，溫度測量范圍－40－＋123 ℃，測量分辨率0．01 ℃，濕度RH測量范圍0～100％，測量分辨率0．03％，具有低能耗、抗干擾能力強(qiáng)及溫濕一體的特點(diǎn)，性價(jià)比高，可應(yīng)用于多種場合；二氧化碳傳感器選用MH－Z14［10］，該傳感器是氣體檢測技術(shù)與精密光路設(shè)計(jì)、精良電路設(shè)計(jì)緊密結(jié)合制作出的通用型紅外氣體傳感器，測量范圍0～10 000 mmol／L（有多個(gè)量程可供選擇），精確度為±50 mmol／L ±讀數(shù)5％，具有良好的選擇性、無氧氣依賴性、壽命長，其內(nèi)置溫度傳感器可進(jìn)行溫度補(bǔ)償，同時(shí)具有數(shù)字輸出與模擬電壓輸出，方便使用；氨氣傳感器選用MQ137，該氣體傳感器對氨氣的靈敏度高，對其他有機(jī)胺（如三甲胺、乙醇胺等）的監(jiān)測也很理想，使用壽命長、成本低、驅(qū)動(dòng)電路簡單，是一款適合多種應(yīng)用的傳感器［11］；硫化氫傳感器選用ME4－H2S［12］，該氣體傳感器檢測范圍0～100 mmol/L，靈敏度0．70±0．15 μA/mmol·L，分辨率0．1 mmol/L，具有功耗低、靈敏度高、線性范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
2）微處理器模塊。以ATMEL公司的ATmega128 L為核心，該款單片機(jī)工作電壓2．7～5．5 V，內(nèi)置有高性能、低功耗的AVR?誖R8位微處理器，采用先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)，具有8路10位ADC和2個(gè)可編程的串行USART接口，128 kb的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，多達(dá)64 kb的優(yōu)化外部存儲(chǔ)器空間，除正常操作模式外，還具有6種不同等級(jí)的低能耗操作模式［6］，可滿足節(jié)點(diǎn)低能耗要求。
3）射頻模塊。選用TI公司的CC2530，該款芯片含有高性能、低功耗的8051微控制器內(nèi)核，具有極高接收靈敏度和抗干擾性能的，并適應(yīng)2．4 GHz IEEE 802．15．4的RF收發(fā)器，擁有8 kb SRAM，8路輸入8～14位ADC，具備各種供電方式下的數(shù)據(jù)保持能力，只需極少的外接元件即可形成一個(gè)簡單的應(yīng)用系統(tǒng)［13］。同時(shí)，CC2530還具有主動(dòng)模式、供電模式等不同的運(yùn)行模式，運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間很短，進(jìn)一步確保了低能源消耗［14］，使其非常適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。
4）電源模塊。采用連續(xù)供電與電池供電2種方式，避免頻繁更換，保證系統(tǒng)長期運(yùn)行，可有效降低系統(tǒng)能耗。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要指匯聚節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)。匯聚節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)建立和啟動(dòng)整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)建成后允許傳感器節(jié)點(diǎn)加入，協(xié)調(diào)和管理網(wǎng)絡(luò)通信，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，接收傳感器節(jié)點(diǎn)傳送的信息數(shù)據(jù)，并通過RS232串口發(fā)送到用戶平臺(tái)，流程如圖3所示。
為增加靈活性，傳感器節(jié)點(diǎn)采用網(wǎng)狀拓?fù)洌尤雲(yún)R聚節(jié)點(diǎn)建立的網(wǎng)絡(luò)后，節(jié)點(diǎn)將各個(gè)傳感器所采集的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)（溫濕度、有害氣體濃度數(shù)據(jù)）通過RF射頻發(fā)送出去，流程如圖4所示。
4 小結(jié)
基于ZigBee技術(shù)的豬舍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選用CC2530、SHT15等功耗低、適應(yīng)性強(qiáng)、性價(jià)比高的元器件完成了節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)，給出了匯聚節(jié)點(diǎn)及傳感器節(jié)點(diǎn)的軟件實(shí)現(xiàn)流程。結(jié)果表明，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對豬舍內(nèi)環(huán)境參數(shù)的有效采集，性能穩(wěn)定、可靠，滿足設(shè)計(jì)要求。
參考文獻(xiàn)：
［1］ 施正香．健康養(yǎng)豬的空間環(huán)境構(gòu)建與養(yǎng)殖技術(shù)模式研究［D］．北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014．
［2］ 王雷雨，孫瑞志，曹振麗．畜禽健康養(yǎng)殖中環(huán)境監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)研究［J］．農(nóng)機(jī)化研究，2012，34（10）：199－203．
［3］ 畢春光，劉欣偉，任東波．基于ZigBee和GPRS網(wǎng)絡(luò)的兔舍無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］．湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，53（18）：4434－4436．
［4］ 賈科進(jìn)，王文貞，杜太行，等．基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)［J］．節(jié)水灌溉，2014（3）：69－71，74．
［5］ 高中霞，朱鳳武，涂川川，等．基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的禽舍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)［J］．農(nóng)機(jī)化研究，2012，34（5）：139－142，146．
［6］ 李貫峰，劉 平．基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］．節(jié)水灌溉，2013（5）：54－57．
［7］ 于寶堃，胡 瑜．GIS和ZigBee技術(shù)在農(nóng)業(yè)溫室監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］．湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，53（1）：211－215．
［8］ 馮 江，賈鵬宇，于立寶，等．生豬養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)研究動(dòng)態(tài)［J］．農(nóng)機(jī)化研究，2014，36（7）：207－210．
［9］ 鄧桂揚(yáng)，王升升，馬得銀．基于ARM和ZigBee技術(shù)的禽舍環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］．農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2014（7）：61－64．
［10］ 溫 竹，李士軍，張文軍．基于JN5148的溫室CO2濃度監(jiān)測系統(tǒng)［J］．中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2014，35（2）：259－262，270．
［11］ 張?jiān)骑w．基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的智能豬舍控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］．廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，40（15）：185－187．
［12］ 劉樹香，楊 璐，鄭麗敏，等．豬舍環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)——基于WSN技術(shù)［J］．農(nóng)機(jī)化研究，2014，36（2）：102－105，109．
關(guān)鍵詞：能耗監(jiān)管平臺(tái)；三網(wǎng)合一；管理
Construction of energy consuming inspection platform system research
Qiu Zhen, Zhao Xiaofeng
Beihang university, Beijing, 100191, China
Abstract: Energy management has become one the most important topics among a series of university management policies. Researchers of Beihang university have achieved a breakthrough in the development of effective university energy management. By utilizing the Internet, supply chain and sensor network along with the new method of data analysis, Beihang university can adopting the method of analyzing historical data, Beihang university can efficiently isolate energy usage problems.
Key words: energy consuming inspection platform; integration of three networks; management
我校能耗監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)利用現(xiàn)代化通訊技術(shù)、數(shù)字通訊及存儲(chǔ)技術(shù)、傳感器及控制技術(shù)以及最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并通過科學(xué)合理的整合和開發(fā)，對校園內(nèi)的水、電、氣、熱、空調(diào)等能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分類、分項(xiàng)采集和統(tǒng)計(jì)分析，形成各個(gè)監(jiān)測單元的年度、月度、每日、每小時(shí)乃至每分鐘的能耗曲線，生成費(fèi)用報(bào)表，并提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)報(bào)表。同時(shí)提供有效的分析手段，指導(dǎo)能源的合理配置和利用，實(shí)現(xiàn)量化管理，建立起我校能源能量平衡管理和節(jié)能管理體系。總設(shè)計(jì)體現(xiàn)了“集中管理、分布監(jiān)測、靈活構(gòu)建”的思想。系統(tǒng)構(gòu)架以校園網(wǎng)為主要媒介，對校園用能建筑、用能系統(tǒng)、主要用能設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，構(gòu)建可靠性強(qiáng)、效率高、共享度高的校園能耗數(shù)據(jù)庫，建立能耗監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)、公示平臺(tái)。
能源管理已經(jīng)成為高校各項(xiàng)管理過程中最重要的話題之一，如何有效地對提供的能源進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)而對采集的能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后制定出管理部門所需的各級(jí)報(bào)表，從而在能源消耗以及管理上提出改進(jìn)計(jì)劃已成為現(xiàn)階段各高校能源管理所面臨的主要問題。部分高校能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)粗放、管理疏漏、沒有科學(xué)的用能預(yù)測與監(jiān)管，導(dǎo)致能耗數(shù)據(jù)要么不準(zhǔn)確，要么人為捏造，增加學(xué)校進(jìn)行節(jié)能監(jiān)管的難度，實(shí)際上高校能源浪費(fèi)現(xiàn)象普遍存在，節(jié)能任務(wù)嚴(yán)峻。究其原因，正是由于對高校缺乏有效地能耗數(shù)據(jù)監(jiān)管，理論上缺少能耗數(shù)據(jù)模型的研究所造成。因此，建立以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的能耗監(jiān)管系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)掌握學(xué)校的用能狀況，建立科學(xué)的能耗模型，為推進(jìn)節(jié)約型校園建設(shè)、實(shí)現(xiàn)高校節(jié)能減耗目標(biāo)已勢在必行。
1 能耗監(jiān)測平臺(tái)設(shè)計(jì)思路
能耗監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及面廣，需要將儀表技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、計(jì)算機(jī)監(jiān)測技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、軟件技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)融為一體、高度集成。能耗監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)立足于技術(shù)先進(jìn)性、穩(wěn)定性和可靠性；系統(tǒng)功能的科學(xué)性和實(shí)用性、軟硬件的成熟性，滿足“節(jié)能型”校園能源分析、管理的需要，并保證長遠(yuǎn)發(fā)展的兼容性。
2 能耗監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)總體架構(gòu)及功能
能耗監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)以學(xué)校校園網(wǎng)為主體，無線傳輸網(wǎng)為輔建立起了學(xué)校三級(jí)能耗監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)。整個(gè)節(jié)能監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)模式，由節(jié)能監(jiān)管中心、分類監(jiān)控中心、現(xiàn)場采集監(jiān)控系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)四部分組成(如圖1和圖2所示)。
圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
圖2 北航節(jié)能監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)圖
能耗監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)主要完成五大功能：能耗監(jiān)測、能耗分析、能耗報(bào)表、能耗管理、系統(tǒng)管理。系統(tǒng)大量采用圖形化分析工具，實(shí)時(shí)監(jiān)測的各種參數(shù)可通過圖形化顯示，簡單、直觀而且美觀，可視性強(qiáng)。軟件界面運(yùn)用多種形式(包括文字、圖形、圖像、多媒體等手段)使運(yùn)行管理人員清晰、直觀、實(shí)時(shí)地掌握用能單元的所有信息，使運(yùn)行管理人員非常方便、精準(zhǔn)地管理用能系統(tǒng)。同時(shí)，可以利用曲線、圖表、餅狀圖、柱狀圖以及折線圖表示用能信息(如圖3和圖4所示)。
圖3 系統(tǒng)流程圖
圖4 系統(tǒng)報(bào)表
3 節(jié)能監(jiān)管中心建設(shè)
為了實(shí)現(xiàn)能耗監(jiān)測可視化管理，以100m2左右經(jīng)過裝修、裝飾的房間作為節(jié)能監(jiān)管中心機(jī)房，配備必要的硬件設(shè)備和系統(tǒng)軟件。
北航節(jié)能監(jiān)管中心機(jī)房示意圖如圖5所示：
圖5 北航節(jié)能監(jiān)管中心機(jī)房效果圖
3.1 硬件系統(tǒng)
硬件系統(tǒng)主要包括：服務(wù)器、交換機(jī)、管理計(jì)算機(jī)、大屏幕顯示設(shè)備、打印機(jī)及UPS等設(shè)備組成。
為保證能耗監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)的高可靠性要求，系統(tǒng)對運(yùn)行中間件和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的主機(jī)采取主從模式。
主從模式是最標(biāo)準(zhǔn)、最簡單的雙機(jī)熱備，即是通常所說的Active/Standby方式。它使用兩臺(tái)服務(wù)器，一臺(tái)作為主服務(wù)器(Active)，運(yùn)行應(yīng)用系統(tǒng)來提供服務(wù)。另一臺(tái)作為備機(jī)，安裝完全一樣的應(yīng)用系統(tǒng)，但處于待機(jī)狀態(tài)(Standby)。當(dāng)Active服務(wù)器出現(xiàn)故障的時(shí)候，通過軟件診測(一般是通過心跳診斷)將Standby機(jī)器激活，保證應(yīng)用在短時(shí)間內(nèi)完全恢復(fù)正常使用。
3.2 軟件系統(tǒng)
能耗監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)主要針對校園中電量消耗、燃?xì)庀摹崃肯摹⒗淞肯募八Y源消耗數(shù)據(jù)的采集、傳輸、分析管理。系統(tǒng)的軟件主要由兩大部分組成。
第一部分是數(shù)據(jù)監(jiān)控，該部分的核心功能是通過一系列的可視化手段，保障相關(guān)管理人員能方便快捷地對北航的實(shí)時(shí)能耗情況進(jìn)行掌控，同時(shí)對異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。
第二部分是數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，該部分的核心功能是通過一系列的業(yè)務(wù)計(jì)算(如對標(biāo)體系，標(biāo)準(zhǔn)折算等)與數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析算法，進(jìn)一步從原始數(shù)據(jù)中發(fā)掘出節(jié)能的“知識(shí)”與措施(如圖6所示)。
圖6 數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
整個(gè)軟件系統(tǒng)抽象為以下核心粗粒度組件來完成大部分實(shí)際功能：數(shù)據(jù)采集引擎；數(shù)據(jù)變換與管理引擎；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)倉庫；知識(shí)管理；面向?qū)ο蟮目梢暬M件UI；數(shù)據(jù)挖掘與分析工具集(如圖7所示)。
圖7 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
4 分類監(jiān)控系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集
4.1 電力監(jiān)測系統(tǒng)
電力監(jiān)測系統(tǒng)主要是對校園內(nèi)一級(jí)和二級(jí)變、配電室計(jì)量系統(tǒng)和部分典型建筑的三級(jí)計(jì)量進(jìn)行采集監(jiān)測。包括：引入的2路市電110kV電源，1座110kV主變電站和17座10kV配電室及部分分項(xiàng)電量計(jì)量。
共采集電量監(jiān)測點(diǎn)923點(diǎn)，其中：一級(jí)參數(shù)44點(diǎn)、二級(jí)參數(shù)100點(diǎn)、三級(jí)參數(shù)779點(diǎn)。
電力檢測系統(tǒng)對主變電站和17個(gè)配電室的電參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)測。配置監(jiān)測中心計(jì)算機(jī)，將主變電站和各配電室的用電情況進(jìn)行集中監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)一級(jí)、二級(jí)和部分三級(jí)電量的在線監(jiān)測(如圖8所示)。
圖8 北航電力監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集界面圖
監(jiān)測中心主機(jī)采用高可靠性的工業(yè)計(jì)算機(jī)，電力監(jiān)測軟件采用專業(yè)的電力監(jiān)測軟件。監(jiān)測中心接收現(xiàn)場采集設(shè)備上傳的電參數(shù)數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)，并以數(shù)字、曲線、報(bào)表等形式顯示在屏幕上，并將電能耗數(shù)據(jù)上傳至節(jié)能監(jiān)管中心服務(wù)器進(jìn)行綜合分析管理。便于電力監(jiān)管人員能夠在辦公室通過計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)方瀏覽監(jiān)測能耗系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)看各種運(yùn)行報(bào)表。
4.2 供水系統(tǒng)采集監(jiān)測
供水系統(tǒng)的集中采集監(jiān)測是針對一級(jí)水量計(jì)量的采集監(jiān)測，包括：市政給水、自備井及中水利用。由于供水系統(tǒng)一級(jí)監(jiān)測點(diǎn)較少，而二級(jí)供水主要作為生產(chǎn)運(yùn)行和建筑能耗系統(tǒng)管理，因此供水系統(tǒng)不單獨(dú)設(shè)子系統(tǒng)監(jiān)測，而由節(jié)能監(jiān)管中心集中監(jiān)測管理。
4.3 供熱監(jiān)控系統(tǒng)
集中供暖系統(tǒng)的熱源為燃?xì)忮仩t房內(nèi)的3臺(tái)燃?xì)鉄崴仩t房，下設(shè)有9個(gè)間接供熱換熱站。在鍋爐房安裝溫度、壓力、電量、水量、熱量采集設(shè)備，構(gòu)建學(xué)校集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)，配置供熱監(jiān)控中心主機(jī)，集中采集鍋爐房及各換熱站的運(yùn)行參數(shù)和能耗數(shù)據(jù)，再通過校園網(wǎng)將采集的數(shù)據(jù)傳送節(jié)能監(jiān)管中心服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)能耗在線監(jiān)測。
通過以后對供熱生產(chǎn)現(xiàn)場運(yùn)行設(shè)備的改造，配合能耗檢測平臺(tái)，就可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)氣候補(bǔ)償、變頻節(jié)能和分區(qū)供熱的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及信號(hào)報(bào)警等多項(xiàng)功能，從而可使供熱生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備在“無人值守”的自動(dòng)控制下安全平穩(wěn)運(yùn)行。節(jié)能控制的運(yùn)用、各種運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與調(diào)整能夠使能源利用和系統(tǒng)運(yùn)行始終處于科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)狀態(tài)，為現(xiàn)場安全管理和高效節(jié)能提供了保障。供熱監(jiān)控系統(tǒng)不僅以本鍋爐房(換熱站)為單位自成體系，也將相對分散的各供熱現(xiàn)場的能耗數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)狀態(tài)集中傳輸?shù)焦?jié)能監(jiān)管中心，為相關(guān)部門提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。本地鍋爐房、換熱站現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備作為底層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源通過網(wǎng)絡(luò)通訊方式，與供熱監(jiān)控中心主機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)供熱網(wǎng)絡(luò)的集中監(jiān)控(如圖9和圖10所示)。
圖9 熱網(wǎng)系統(tǒng)圖
圖10 換熱站系統(tǒng)圖
監(jiān)控中心接收現(xiàn)場采集設(shè)備上傳的供熱運(yùn)行數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)，以數(shù)字、曲線、報(bào)表等形式顯示在屏幕上，并將能耗數(shù)據(jù)上傳至節(jié)能監(jiān)管中心服務(wù)器進(jìn)行綜合分析管理。
4.4 通訊網(wǎng)絡(luò)
能耗監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案利用了現(xiàn)有的校園網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速度快，維護(hù)及使用成本低。
現(xiàn)場能耗采集設(shè)備通訊主要為有線方式，采用校園網(wǎng)或485總線通訊。所有數(shù)據(jù)通過校園網(wǎng)或485通訊總線傳輸?shù)椒诸惐O(jiān)控中心或節(jié)能監(jiān)管中心主機(jī)。采用RS485現(xiàn)場總線將多臺(tái)水表、電能表、熱量表分別連接至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或現(xiàn)場采集監(jiān)控設(shè)備，再通過校園網(wǎng)將采集的能耗數(shù)據(jù)上傳至分類監(jiān)控中心和節(jié)能監(jiān)管中心。
對于特殊場合不具備有線傳輸條件的采集點(diǎn)，系統(tǒng)采用無線物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)，使用了無線網(wǎng)絡(luò)與主干網(wǎng)結(jié)合的組網(wǎng)方式，很好地利用了已有的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。
部分水表數(shù)據(jù)傳輸使用了無線網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場安裝方便，不需要破土布線，后期維護(hù)方便，成本低，電表數(shù)據(jù)傳輸中，使用了現(xiàn)有的RS485總線，在有數(shù)塊電表集中的場所可以只用一個(gè)信號(hào)采集裝置，節(jié)省成本；信號(hào)采集裝置與信號(hào)傳輸裝置以無線方式連接，現(xiàn)場施工及后期維護(hù)方便，成本低，整個(gè)系統(tǒng)無運(yùn)行費(fèi)用。
5 結(jié)束語
本系統(tǒng)采用了高校校園網(wǎng)、無線物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對高校的水、電、氣消耗的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，可以迅速、準(zhǔn)確地了解高校各建筑物以及用能點(diǎn)的能耗狀況，以便采取相應(yīng)措施改善學(xué)校的用能環(huán)境，制定節(jié)能方案，提高能效。建設(shè)高校能耗監(jiān)測平臺(tái)，對于促進(jìn)高校能源節(jié)約和合理應(yīng)用，緩解能源供應(yīng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾，加快發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，推進(jìn)節(jié)約型校園建設(shè)有著舉足輕重的作用，也是保障能源供給和節(jié)能育人的重要保障。
參考文獻(xiàn)
針對傳統(tǒng)醫(yī)院環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場布線難、設(shè)備移動(dòng)性差、測量精度不高的問題，提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)技術(shù)的醫(yī)院環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、通信機(jī)制及軟件實(shí)現(xiàn)流程。系統(tǒng)由無線傳感器節(jié)點(diǎn)依據(jù)無線通信機(jī)制形成WSNs。在分析影響WSNs能耗的主要因素和現(xiàn)有節(jié)能技術(shù)基礎(chǔ)上，提出了一種基于能量均衡的數(shù)據(jù)可靠傳輸算法，即動(dòng)態(tài)能量管理分簇算法(DPMCA)，該算法把DPM技術(shù)和CA有效結(jié)合，有效解決了傳統(tǒng)醫(yī)院環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中存在的問題。
關(guān)鍵詞:
無線傳感器網(wǎng)絡(luò);環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng);能量均衡;數(shù)據(jù)可靠性傳輸
繼互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之后，物聯(lián)網(wǎng)成為信息科技的第三波浪潮，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wirelesssensornetworks，WSNs)技術(shù)將在物聯(lián)網(wǎng)中起到舉足輕重的作用［1］，并引起了人們越來越多的關(guān)注。近幾年，短距離無線通信技術(shù)得到快速發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于無線環(huán)境監(jiān)測中，然而如何實(shí)現(xiàn)一種低成本，易于維護(hù)與擴(kuò)展，測量精度高，可靠實(shí)用并適合我國國情的醫(yī)院環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，仍是亟待解決的實(shí)際問題。本文提出了一種基于WSNs的醫(yī)院環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，通過軟硬件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院環(huán)境的溫度、濕度以及光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。在分析影響WSNs能耗的主要因素和現(xiàn)有節(jié)能技術(shù)基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于能量均衡的數(shù)據(jù)可靠傳輸算法［2］，即動(dòng)態(tài)能量管理分簇算法(dynamicpowermanagementclusteringalgorithm，DPMCA)，該算法把DPM技術(shù)［3］和CA有效結(jié)合。實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果顯示:該算法有效實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)能量均衡、延遲了WSNs的生命周期，提高了醫(yī)院環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸可靠性。
1醫(yī)院環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
系統(tǒng)在醫(yī)院樓道、科室單元設(shè)置匯聚節(jié)點(diǎn)，以環(huán)境監(jiān)測裝置為單個(gè)節(jié)點(diǎn)，在樓層內(nèi)采用無線網(wǎng)絡(luò)把節(jié)點(diǎn)的讀數(shù)集中到位于樓層底部或中部的匯聚節(jié)點(diǎn)，然后由匯聚節(jié)點(diǎn)經(jīng)過處理后通過醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)或短信方式發(fā)送到監(jiān)控中心。系統(tǒng)主要由三部分組成:1)安裝在樓道、科室單元中有無線數(shù)據(jù)傳輸功能的環(huán)境監(jiān)測裝置(無線傳感器節(jié)點(diǎn));2)安裝在樓層內(nèi)的匯聚節(jié)點(diǎn);3)上位機(jī)顯示部分。整個(gè)醫(yī)院環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。環(huán)境監(jiān)測裝置作為傳感器節(jié)點(diǎn)，它是采用自組織方式［4］進(jìn)行組網(wǎng)并利用無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)點(diǎn)都具有數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)雙重功能。節(jié)點(diǎn)對本身采集到的信息和其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給它的信息進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)處理之后以相鄰節(jié)點(diǎn)接力傳送的方式傳送到匯聚節(jié)點(diǎn)，然后通過匯聚節(jié)點(diǎn)以醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)、短信等方式傳送給監(jiān)控中心，通過上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示醫(yī)院環(huán)境的溫度、濕度以及光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。
2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
醫(yī)院環(huán)境實(shí)時(shí)無線監(jiān)測節(jié)點(diǎn)(圖2)由微處理器、傳感器、存儲(chǔ)器、無線通信模塊、電源模塊等主要模塊組成。在系統(tǒng)中，處理器采用STC10L系列單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)。無線通信模塊采用的是CC1101模塊［5］，該模塊一種低成本真正單片的UHF收發(fā)器，基于0．18mmCMOS晶體的Chipcond的SmartRF04技術(shù)，性能穩(wěn)定、高靈敏度且功耗低，可確保短距離通信的有效性和可靠性。電源模塊主要為節(jié)點(diǎn)和其它模塊提供正常工作所必須的能源;傳感器模塊主要用于感知、獲取監(jiān)測區(qū)域信息，然后由A/D轉(zhuǎn)換器把模擬量轉(zhuǎn)換成微處理器能夠接收的數(shù)字量，并傳送到微處理器;微處理器主要作用就是對接收信息進(jìn)行處理和對各節(jié)點(diǎn)工作進(jìn)行協(xié)調(diào);無線收發(fā)模塊負(fù)責(zé)與其他節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)。傳感器節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)在硬件設(shè)計(jì)上主要在電源模塊部分和無線通信模塊部分［6］。傳感器節(jié)點(diǎn)基本靠電池供電，主要負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)和一定的轉(zhuǎn)發(fā)相鄰節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的任務(wù)，所以，通過使它大部分時(shí)間處于休眠狀態(tài)來延長節(jié)點(diǎn)的壽命;匯聚節(jié)點(diǎn)不僅需要采集數(shù)據(jù)，而且負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)建立與發(fā)出各種命令、匯聚終端節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)并上傳至監(jiān)控中心，所以，硬件設(shè)計(jì)上需要增加存儲(chǔ)器并采用電源供電，這樣可以有效地維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
由于傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限，如何有效地做到網(wǎng)絡(luò)能量均衡，延長WSNs的生命周期，提高數(shù)據(jù)可靠傳輸是設(shè)計(jì)WSNs的一個(gè)重要問題。在分析影響WSNs能耗的主要因素和現(xiàn)有節(jié)能技術(shù)基礎(chǔ)上，本文提出了DPMCA，該算法把DPM技術(shù)和CA有效結(jié)合。
3．1DPM節(jié)能技術(shù)DPM是一種能夠有效降低系統(tǒng)能耗而又不影響系統(tǒng)性能的方法［7］。在低功耗硬件設(shè)備基礎(chǔ)上，DPM技術(shù)可以進(jìn)一步減少能量消耗，延長電池工作時(shí)間。節(jié)點(diǎn)周圍如果沒有要處理的事件發(fā)生，一部分模塊就會(huì)處于空閑狀態(tài)，這時(shí)也可以讓這些模塊停止工作或讓其處于休眠狀態(tài)。為了能夠使功耗最小，通過軟件設(shè)計(jì)DPM狀態(tài)，根據(jù)外部任務(wù)和內(nèi)部狀態(tài)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地改變系統(tǒng)的工作功率狀態(tài)。無線通信鏈路質(zhì)量與節(jié)點(diǎn)間無線通信能力密切相關(guān)。鏈路質(zhì)量可以通過包接收率(packetreceptionratio，PRR)直接度量，也可以用接收信號(hào)強(qiáng)度指示(receivedsignalstrengthindication，RSSI)和鏈路質(zhì)量指示(linkqualityindication，LQI)兩個(gè)參數(shù)來評(píng)估，而且兩者之間的關(guān)系式可以用式(1)表示。隨著環(huán)境的不同，門限值也會(huì)發(fā)生變化，一旦達(dá)到某個(gè)門限值，鏈路都可以達(dá)到一個(gè)理想的PRR，因此，使用RSSI值來評(píng)估鏈路質(zhì)量，獲得維持最小連通度的RSSI值。
3．2DPMCA為了便于研究，本文進(jìn)行如下假設(shè):1)假設(shè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的地位都是平等的，在初始狀態(tài)下，所有節(jié)點(diǎn)都具有相同能量，其能量管理策略釆用動(dòng)態(tài)能量管理，而且還具有自適應(yīng)調(diào)整發(fā)射功率的能力。如果獲得對方發(fā)射功率，節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)RSSI計(jì)算出通信距離［9］。2)假設(shè)所有節(jié)點(diǎn)不僅ID標(biāo)識(shí)是唯一的，而且還具有獲取其他節(jié)點(diǎn)ID標(biāo)識(shí)的能力。借鑒LEACH的一些基本思想，并以循環(huán)方式隨機(jī)選擇簇頭，提出了一種應(yīng)用于中小規(guī)模WSNs的DPMCA，而匯聚節(jié)點(diǎn)與普通傳感器節(jié)點(diǎn)的軟件實(shí)現(xiàn)存在一定的區(qū)別，匯聚節(jié)點(diǎn)的軟件實(shí)現(xiàn)流程圖如圖3所示，普通傳感器節(jié)點(diǎn)軟件實(shí)現(xiàn)流程圖如圖4所示。1)在初始階段:簇頭比例和第一次簇頭節(jié)點(diǎn)的選舉由匯聚節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一確定，剩下各輪簇頭節(jié)點(diǎn)通過新一輪選舉產(chǎn)生。為了能夠使簇頭達(dá)到最優(yōu)，在監(jiān)測面積和傳感器節(jié)點(diǎn)總數(shù)目已經(jīng)確定的情況下采用遺傳算法［10］合后發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn)。7)上位機(jī)顯示:由匯聚節(jié)點(diǎn)匯聚終端節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)并上傳至監(jiān)控中心，并在上位機(jī)上實(shí)時(shí)顯示醫(yī)院環(huán)境的溫度、濕度以及光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。
4系統(tǒng)測試與性能分析
首先搭建了硬件系統(tǒng)，并通過無線自組網(wǎng)的方式進(jìn)行無線組網(wǎng)，最后在電腦上位機(jī)顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)。原型系統(tǒng)如圖5所示，上位機(jī)顯示如圖6所示。通過對每個(gè)模塊進(jìn)行單元功能測試，實(shí)驗(yàn)表明:各個(gè)單元模塊可以實(shí)時(shí)采集當(dāng)?shù)乇O(jiān)測區(qū)域的環(huán)境參數(shù)，上位機(jī)正常顯示，系統(tǒng)各項(xiàng)功能運(yùn)行良好，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期效果。對簇頭進(jìn)行優(yōu)化。2)簇頭的形成:監(jiān)測區(qū)域被統(tǒng)一劃分成若干個(gè)簇，匯聚節(jié)點(diǎn)根據(jù)最優(yōu)簇頭比例對區(qū)域進(jìn)行劃分，假設(shè)簇頭比例為所需簇頭個(gè)數(shù)與節(jié)點(diǎn)總數(shù)的比值，則對第r輪的簇頭選擇閾值如式(2)所示。3)組簇:簇頭向區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)廣播自己的ID并成為簇頭的公告(advertisementofclusterhead，AOCH)。同時(shí)，簇頭之外的傳感器節(jié)點(diǎn)(sensornodes，SN)判斷不同簇頭廣播的AOCH信號(hào)強(qiáng)度，并發(fā)送注冊(registration，REG)信息給信號(hào)強(qiáng)度最大的簇頭，加入其所在域，并形成簇內(nèi)ID信息列表ID_List。4)簇內(nèi)傳送:各個(gè)終端以單跳或多跳的形式向簇頭節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。5)判斷是否更換簇頭:簇頭根據(jù)自己的剩余能量判斷是否更換簇頭，若需要更換簇頭，則重新第2步，本文采用靜態(tài)組簇的方式，即第1分簇后各簇內(nèi)成員不發(fā)生變化。6)匯聚:簇頭負(fù)責(zé)將簇內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)融合對DPMCA的性能進(jìn)行了評(píng)估，并做了相關(guān)實(shí)驗(yàn):在DPMCA和LEACH算法下，網(wǎng)絡(luò)存活率隨工作時(shí)間的變化情況的比較，如圖7。從圖7中可以看出:DPMCA有效地延長了醫(yī)院環(huán)境無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的生命周期，相比傳統(tǒng)LEACH算法延長了2～3倍左右，防止傳感器節(jié)點(diǎn)過早死亡引起數(shù)據(jù)丟包，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
5結(jié)束語
該系統(tǒng)應(yīng)用當(dāng)前熱門的WSNs技術(shù)實(shí)現(xiàn)了醫(yī)院環(huán)境無線實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，具有使用方便、易于尾部、靈活可靠等特點(diǎn)，且具有很強(qiáng)的實(shí)用性。針對WSNs技術(shù)中數(shù)據(jù)可靠性傳輸問題，提出了一種DPMCA，該算法把DPM技術(shù)和CA有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)能量均衡、延長了WSNs的生命周期，防止傳感器節(jié)點(diǎn)過早死亡引起數(shù)據(jù)丟包，提高了醫(yī)院環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸可靠性。設(shè)計(jì)對醫(yī)院環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用和研究具有一定的參考和指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn):
［1］王建平，史一哲，曹洋．“十二•五”中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展形勢，思路與重點(diǎn)［J］．中國信息化，2011(3):90－91．
［2］楊永剛，崔寶同．無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一種節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡的分簇算法［J］．傳感器與微系統(tǒng)，2014，33(3):139－142．
［3］田豐民，陳向東，張傳武，等．無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)功率管理方法［J］．傳感器技術(shù)，2005，24(11):33－35．
［4］張旭．無線自組織網(wǎng)絡(luò)路由算法及相關(guān)技術(shù)研究［D］．長春:吉林大學(xué)，2013．
［5］劉杰，章韻，陳建新．利用433MHz射頻通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)［J］．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2014，23(8):53－58．
［6］沈卓．基于虛擬MMO的無線溫室測控系統(tǒng)傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究［D］．鎮(zhèn)江:江蘇大學(xué)，2010．
［7］LinC，HeY，XiongN，etal．Anenergy-efficientdynamicpowermanagementinwirelesssensornetworks［C］∥ProceedingsoftheFifthInternationalSymposiumonParallelandDistributedCom-puting，Timisoara，Romania，2006:148－154．
［8］謝欽，林靖宇，盧子廣，等．無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中RSSI衰減特性的實(shí)驗(yàn)分析［J］．化工自動(dòng)化及儀表，2010，37(1):60－62．
［9］張永強(qiáng)，張巧榮．無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分布與定位性能之間的關(guān)系分析［J］．傳感器與微系統(tǒng)，2015，34(4):52－55．
關(guān)鍵詞：空中交通；監(jiān)測系統(tǒng)；高速；數(shù)據(jù)傳送；方法；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用；分析
在實(shí)際應(yīng)用中，空中交通監(jiān)測系統(tǒng)是一種利用遙感監(jiān)測技術(shù)實(shí)現(xiàn)的、用于進(jìn)行大規(guī)模的社會(huì)事件情況下，路面交通運(yùn)行管理實(shí)現(xiàn)的一種技術(shù)手段，它在自然災(zāi)害以及社會(huì)集會(huì)等情況下的應(yīng)用相對較多。通常情況下，空中交通監(jiān)測系統(tǒng)利用空中遙感監(jiān)測技術(shù)實(shí)現(xiàn)對于路面交通情況的監(jiān)控管理中，通過進(jìn)行具有高分辨率的攝像機(jī)以及照相機(jī)設(shè)備的配備應(yīng)用，并在交通管制區(qū)域的上空進(jìn)行盤旋運(yùn)行，以通過攝像機(jī)與照相機(jī)對于地面道路的交通運(yùn)行數(shù)據(jù)情況進(jìn)行采集，并將采集視頻與圖像等數(shù)據(jù)信息，以無線通信方式傳送到地面指揮與控制中心，以此實(shí)現(xiàn)對于整個(gè)路面交通情況的監(jiān)測管理。數(shù)據(jù)通信傳輸是空中交通監(jiān)測系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)部分與功能組成，尤其是高速的數(shù)據(jù)傳送軟件系統(tǒng)，對于實(shí)現(xiàn)空中交通監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、快速以及高校傳送具有關(guān)鍵作用和積極意義。
1 空中交通監(jiān)測系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)分析
數(shù)據(jù)通信與傳送是空中交通監(jiān)測系統(tǒng)中重要的功能與結(jié)構(gòu)部分，高速的數(shù)據(jù)通信與傳送軟件，對于保證整個(gè)空中交通監(jiān)測系統(tǒng)的快速、實(shí)時(shí)與準(zhǔn)確數(shù)據(jù)通信傳輸具有積極作用和意義。
本文所要論述的空中交通監(jiān)測系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)，也被稱為是空中交通監(jiān)測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它主要是由空中數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)和地面數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)兩個(gè)結(jié)構(gòu)部分組成。空中交通監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)情況，在數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)中，空中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部分主要是由圖像采集設(shè)備以及定位與慣性平臺(tái)、無線通信、計(jì)算機(jī)等結(jié)構(gòu)單元組成，其中，數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)空中，系統(tǒng)中的圖像采集設(shè)備主要有高分辨率的數(shù)碼照相機(jī)，以及彩色攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)等，分別安裝于空中交通監(jiān)測系統(tǒng)的頭尾兩個(gè)結(jié)構(gòu)部分；定位與慣性平臺(tái)結(jié)構(gòu)單元主要是用于進(jìn)行準(zhǔn)確定位和姿態(tài)校正；機(jī)載移動(dòng)計(jì)算機(jī)設(shè)備則是一個(gè)小型的嵌入式計(jì)算機(jī)控制單元設(shè)備具有較好的穩(wěn)定性與兼容性，并且使用過程中能耗比較低。而空中交通監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的地面系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部分，通常根據(jù)運(yùn)行監(jiān)測與管理的實(shí)際需求，多設(shè)置在地面交通指揮中心，主要是由服務(wù)器以及通信系統(tǒng)設(shè)備等組成。
2 系統(tǒng)中高速數(shù)據(jù)采集與傳輸方式
空中交通監(jiān)測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速采集與傳輸、存儲(chǔ)，主要是通過上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與采集系統(tǒng)中的高速串口ESCC-104-ET和視頻采集卡MPEG4000兩個(gè)單元部分實(shí)現(xiàn)的。其中，在空中交通監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊與傳輸過程中，串口通訊是一種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行交換實(shí)現(xiàn)的常用方法，一般情況下，在進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換應(yīng)用中，普通的串口通訊中數(shù)據(jù)進(jìn)行交換與傳輸?shù)淖畲笏俾蕿槊棵?8.4kb，為了實(shí)現(xiàn)空中交通監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的高速通訊傳輸，上述數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)中對于圖像采集實(shí)現(xiàn)專門使用特定的數(shù)碼相機(jī)，圖像數(shù)據(jù)信息采集中不僅具有較大的視場角度，并且像素單元也比較大，供系統(tǒng)選擇應(yīng)用范圍廣，在進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)中，以CR2格式為例，平均一副圖像文件的大小約為16Mb，下穿圖片以JPEG格式為主，其壓縮比為1：8，對于瀏覽效果不存在較大影響。通常情況下，普通串口進(jìn)行一幅靜態(tài)JPEG圖片下載實(shí)現(xiàn)平均需要時(shí)間超過空中監(jiān)測系統(tǒng)在空中循環(huán)運(yùn)行中停留的時(shí)間，因此，為了滿足對于圖像信息的傳輸，就需要此阿勇高速串口通訊方式進(jìn)行圖像傳輸實(shí)現(xiàn)。高速串口通訊卡主要采用PCI總線控制方式，以Siemes 82532芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，具有一邊進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和一邊進(jìn)行存儲(chǔ)、下傳的功能。
此外，為了實(shí)現(xiàn)空中交通監(jiān)測系統(tǒng)對于路面交通情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測與高速數(shù)據(jù)通信，系統(tǒng)中還應(yīng)用了MPEG4000采集卡，以對于系統(tǒng)中攝像機(jī)采集的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、壓縮與通信傳輸實(shí)現(xiàn)，同時(shí)該采集卡也是一個(gè)視頻采集模數(shù)的轉(zhuǎn)換以及壓縮硬件接口卡，以實(shí)現(xiàn)對于空中交通監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的高速通信傳輸實(shí)現(xiàn)。目前，該數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)方式在實(shí)際空中交通監(jiān)測中已經(jīng)有較多的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。
3 應(yīng)用前景
國外俄、德、日、美等國，已經(jīng)相繼實(shí)現(xiàn)了空中監(jiān)視地面交通，同時(shí)應(yīng)用在了多屆的奧運(yùn)會(huì)中。當(dāng)下，我國的上海、廣州等地交警，都在配備空中的交通檢測平臺(tái)，若可以運(yùn)用該項(xiàng)數(shù)字技術(shù)，一定會(huì)提升其自動(dòng)化程度。
4 結(jié)束語
高速數(shù)據(jù)傳送是一種能夠滿足空中交通監(jiān)測系統(tǒng)快速、同步、實(shí)時(shí)并且準(zhǔn)確的進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)囊环N方式，進(jìn)行該方式的分析研究，有利于在空中交通監(jiān)測中的推廣應(yīng)用，具有積極作用和意義。
[參考文獻(xiàn)]
[1]汪磊，孫瑞山.空中交通管制員疲勞狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測方法的實(shí)現(xiàn)[J].安全與環(huán)境工程.2013（4）.
關(guān)鍵詞：火電機(jī)組 節(jié)能減排 在線監(jiān)測系統(tǒng) 設(shè)計(jì)應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）11（b）-0016-02
當(dāng)前節(jié)能減排工作已經(jīng)成為電力企業(yè)工作中的重點(diǎn)，而節(jié)能減排在線監(jiān)測系統(tǒng)則在整個(gè)工作中成為了不可缺少的一部分。為了更好地完成節(jié)能減排的目標(biāo)，電力公司必須要進(jìn)行合理的統(tǒng)籌，開發(fā)和應(yīng)用火電機(jī)組節(jié)能減排在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段來降低火電機(jī)組的能耗，使資源的綜合利用效率得到進(jìn)一步提高。
1 火電機(jī)組節(jié)能減排在線監(jiān)測系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)
火電機(jī)組節(jié)能減排在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由3個(gè)層次組成，分別是數(shù)據(jù)采集、通訊網(wǎng)絡(luò)以及監(jiān)控中心。
1.1 數(shù)據(jù)采集
在采集數(shù)據(jù)的過程中必須要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，如此可將采集數(shù)據(jù)的方式分為3種：直接從大區(qū)獲取相關(guān)信息，或者是在電廠的生產(chǎn)控制區(qū)獲取。使用硬接線的方式從DCS系統(tǒng)上獲取。如果是從電廠管理信息大區(qū)獲取數(shù)據(jù)一般是需要在網(wǎng)絡(luò)設(shè)施比較健全的電廠，這種方式需要嚴(yán)格按照國家的法律文件來執(zhí)行。
1.2 通訊網(wǎng)絡(luò)
通訊網(wǎng)絡(luò)層次主要負(fù)責(zé)的是對數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，這些已經(jīng)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，或者是其他的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)一步的傳遞到監(jiān)控的中心層。ATM技術(shù)是火電機(jī)組節(jié)能減排在線監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行的基礎(chǔ)，它和GPRS技術(shù)相比較而言，數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩员容^高，而且網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性也比較好[1]。
1.3 應(yīng)用中心
應(yīng)用中心層包含的內(nèi)容比較多，具體有：數(shù)據(jù)中心，主要是由實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)庫構(gòu)成的；數(shù)據(jù)的采集和調(diào)度，把已經(jīng)采集的數(shù)據(jù)按照通訊規(guī)約來進(jìn)行具體的封裝工作，數(shù)據(jù)文件正是通過這樣的方式形成的。實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)需要被寫到數(shù)據(jù)庫中；業(yè)務(wù)計(jì)算，最主要的目的是實(shí)時(shí)的計(jì)算已經(jīng)完成的指標(biāo)。如果在計(jì)算的過程中出現(xiàn)了停運(yùn)或者異常的情況可以通過事件形式進(jìn)行輸出，而且還可以對現(xiàn)場采集到的各類數(shù)據(jù)的相關(guān)性進(jìn)行一系列的分析和告警；業(yè)務(wù)的應(yīng)用和服務(wù)，技術(shù)支撐為J2EE架構(gòu)，設(shè)計(jì)思路為MVC。在分層設(shè)計(jì)的過程中要充分利用MVC設(shè)計(jì)理念，再把數(shù)據(jù)的操作、系統(tǒng)的邏輯處理以及頁面的具體表現(xiàn)情況進(jìn)行分層處理，實(shí)現(xiàn)各個(gè)層面之間的相對獨(dú)立性。
2 火電機(jī)組節(jié)能減排在線監(jiān)測系統(tǒng)的功能表現(xiàn)
2.1 檔案管理的工作
火電機(jī)組節(jié)能減排在線監(jiān)測系統(tǒng)主要包含了企業(yè)、供熱系統(tǒng)、脫硝設(shè)施、燃料系統(tǒng)以及各種燃?xì)鈾C(jī)組、鍋爐系統(tǒng)信息、汽機(jī)系統(tǒng)信息、脫硝設(shè)施的信息、企業(yè)的基本信息等。
2.2 進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控
系統(tǒng)可以把已經(jīng)采集到的數(shù)據(jù)按照機(jī)組為單位，再把實(shí)際的工藝流程如圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)的展示。比如在脫硫監(jiān)管的環(huán)節(jié)，所展示出來的圖就主要是脫硫前的二氧化硫濃度、氧量、煙囪入口的濃度等，然后再進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算。
2.3 查詢和分析
對于數(shù)據(jù)的查詢和分析功能，系統(tǒng)會(huì)專門的提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)查詢和分析組件，然后輸入相關(guān)信息之后就可以自行的查詢和分析需要的數(shù)據(jù)。而且也可以支持對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，另外也可以將一些數(shù)據(jù)的限值以及有關(guān)系的事件顯示出來。
2.4 分析故障
系統(tǒng)對故障的分析功能主要表現(xiàn)在對數(shù)據(jù)的超限分析功能和數(shù)據(jù)的異常分析功能。具體表現(xiàn)在：第一，通訊故障報(bào)警；第二，數(shù)據(jù)質(zhì)量分析報(bào)警。
2.5 統(tǒng)計(jì)工作
系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過程中需要緊密的結(jié)合政府近些年來出臺(tái)的相關(guān)法律文件，比如一些具體的運(yùn)作流程，如脫硫脫硝、資源綜合利用等。利用不同的數(shù)據(jù)分析模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后再按照考核維度來制定不同的報(bào)表[2]。
2.6 管理^程
系統(tǒng)的管理過程分為對用戶的管理，按照用戶的不同等級(jí)將其設(shè)定不同的訪問權(quán)限，比如對于電廠級(jí)別的只可以訪問該電廠的所有數(shù)據(jù)，而地市級(jí)的訪問權(quán)限則更大一些。正是由于設(shè)置了相應(yīng)的訪問權(quán)限，所以系統(tǒng)的安全性能才會(huì)大大提高。查詢?nèi)罩荆ㄟ^日志的形式來對系統(tǒng)中的登錄操作過程和數(shù)據(jù)操作過程進(jìn)行記錄。系統(tǒng)的管理員可以對日志刪除的時(shí)間間隔進(jìn)行設(shè)定，然后再提供相關(guān)的查詢頁面。公告管理的功能，系統(tǒng)可以讓一部分的用戶在系統(tǒng)中相關(guān)的文件，同時(shí)也把這些文件進(jìn)行進(jìn)一步的分類。
3 火電機(jī)組節(jié)能減排在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用
3.1 計(jì)算污染物的指標(biāo)
對單臺(tái)火電機(jī)組的汽機(jī)熱耗、實(shí)時(shí)供電煤耗等相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，然后在計(jì)算的基礎(chǔ)上把功率作為權(quán)重的指標(biāo)，計(jì)算火電機(jī)組實(shí)時(shí)發(fā)電煤耗以及供電煤耗。脫硫指標(biāo)則是需要結(jié)合電廠的實(shí)際生產(chǎn)情況，修正、折算相關(guān)的指標(biāo)，使最終的結(jié)果更準(zhǔn)確。SO2濃度和煙氣流量的指標(biāo)則是需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，再把SO2的濃度和煙氣流量折算。污染物統(tǒng)計(jì)指標(biāo)如表1所示。
火電機(jī)組節(jié)能減排在線監(jiān)測系統(tǒng)可以通過對實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析。
3.2 對數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表的具體應(yīng)用
在線檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中專門設(shè)計(jì)了報(bào)表，在火電機(jī)組節(jié)能減排的過程中也得到了應(yīng)用。比如為了更好的對脫硫在線數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，就可以使用統(tǒng)計(jì)報(bào)表的平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)最可以以最基本的指標(biāo)項(xiàng)為基礎(chǔ)，進(jìn)而對數(shù)據(jù)和指標(biāo)進(jìn)行一系列的處理。用戶可以根據(jù)自己的需要來選擇合適的模板，后臺(tái)的報(bào)表服務(wù)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)模板的不同來自己完成抽取數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)以及最后生成報(bào)表的過程。在線報(bào)表系統(tǒng)會(huì)提供不同的統(tǒng)計(jì)方式，如日、月、季度或者是年等，這樣可以在獲取數(shù)據(jù)的過程中對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的對比，從而對數(shù)據(jù)了解的更加透徹。
3.3 對數(shù)據(jù)監(jiān)測功能的應(yīng)用
數(shù)據(jù)監(jiān)測最需要滿足的條件就是實(shí)時(shí)監(jiān)測，而實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)包含了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、接口軟件的運(yùn)行狀態(tài)以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新的狀態(tài)等。利用數(shù)據(jù)監(jiān)測報(bào)警平臺(tái)可以對不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)異常或者是數(shù)據(jù)超限等情況就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。在線監(jiān)測系統(tǒng)還可以結(jié)合電廠的實(shí)際需要來對系統(tǒng)的一些配置項(xiàng)進(jìn)行修改，而報(bào)警信息也可以通過客戶端等方式來進(jìn)行查詢。另外也可以利用電子平臺(tái)或者短信等及時(shí)的推送異常信息。
4 結(jié)語
火電機(jī)組節(jié)能減排在線監(jiān)測系統(tǒng)中包含了燃料、環(huán)保和供熱等相關(guān)的數(shù)據(jù)，這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用將會(huì)對數(shù)據(jù)化管理的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)，對火電機(jī)組的運(yùn)行狀況進(jìn)行更加全面的管理和監(jiān)測，促使節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
本文針對當(dāng)前供暖系統(tǒng)的現(xiàn)狀，研制了一種計(jì)算機(jī)供暖監(jiān)測系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際工程，對測試結(jié)果進(jìn)行了溫度、供熱面積熱指標(biāo)和節(jié)能分析。
關(guān)鍵詞
監(jiān)測系統(tǒng) 面積熱指標(biāo) 熱負(fù)荷
隨著城市建設(shè)的日益發(fā)展和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)以及節(jié)能的要求，城市集中營供熱系統(tǒng)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，供熱面積不斷增加，供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與管理了變得更加復(fù)雜。因此采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)對供熱系統(tǒng)實(shí)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測、指導(dǎo)系統(tǒng)運(yùn)行具有十分重要的意義。它不但可以及時(shí)檢測系統(tǒng)參數(shù)、調(diào)節(jié)熱網(wǎng)[1]，而且能夠健全運(yùn)行檔案、實(shí)行量化管理，從而提高系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行效率，減少能耗，改善供暖質(zhì)量。
一、計(jì)算機(jī)供暖監(jiān)測系統(tǒng)
1．系統(tǒng)組成
監(jiān)測系統(tǒng)主要由工控機(jī)（微機(jī)監(jiān)測儀）、流量傳感器、測溫元件和信號(hào)線等組成。如圖1所示，工控機(jī)接受A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)和計(jì)數(shù)器頻率信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算、轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)各種參數(shù)的顯示和計(jì)算；測溫?zé)o件測量并輸出溫度信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算、轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)各種參數(shù)的顯示和計(jì)算；測溫元件測量并輸出溫度信號(hào)；流量計(jì)輸出流量信號(hào)。
圖1 計(jì)算機(jī)供暖監(jiān)測系統(tǒng)示意圖
2．工作原理
當(dāng)流體流經(jīng)安裝在管道里的渦輪時(shí)，即流經(jīng)渦輪葉片與管道之間的間隙時(shí)，由于流體的沖擊作用，將使渦輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)。在測量范圍內(nèi)，渦輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)與流體的容積流量呈近似線性關(guān)系，也就是渦輪的轉(zhuǎn)速與流量成正比。渦輪的旋轉(zhuǎn)通過磁電轉(zhuǎn)換器變換成電脈沖，而這信號(hào)的脈沖數(shù)與渦輪的轉(zhuǎn)速也成正比[2]。此脈沖信號(hào)經(jīng)前置放大器放大后，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路，以CTC（Counter Timer Circuit）作為流量的頻率計(jì)數(shù)器，再經(jīng)過密度修正后，通過STD（Standard）總線送入工控機(jī)進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)，由鉑電阻溫度計(jì)經(jīng)過TB系列溫度變送器轉(zhuǎn)換，送出溫度模擬信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路，進(jìn)入帶有光電隔離的"A/D"轉(zhuǎn)換器，在此完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號(hào)送入工控機(jī)。工控機(jī)中裝有在UCDOS平臺(tái)上開發(fā)的供熱系統(tǒng)監(jiān)測軟件（C語言編程），在工控機(jī)中進(jìn)行瞬時(shí)熱量、累計(jì)熱量等參數(shù)的計(jì)算，然后通過打印機(jī)打印輸出。
3．功能
系統(tǒng)主要包括總貌圖、溫度計(jì)、參數(shù)表、趨勢圖、控制臺(tái)、備份、變量表、文件、報(bào)表、查詢等功能塊。它能實(shí)現(xiàn)供回水溫度、室內(nèi)外溫度、循環(huán)水量、瞬時(shí)熱量和累計(jì)熱量等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，根據(jù)需要打印溫度、流量、熱量變化趨勢圖，還可存貯，調(diào)用歷史數(shù)據(jù)，以便查詢、研究。
二、應(yīng)用
該監(jiān)測系統(tǒng)在北京建筑工程學(xué)院（熱力站供暖系統(tǒng)）和北京育新小區(qū)（鍋爐心供暖系統(tǒng)）進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用與測試，下面對測試結(jié)果進(jìn)行分析。
1．室內(nèi)外氣溫和熱負(fù)荷分析[3]
由圖2、3可以看出，對于熱力站供暖系統(tǒng)，二次網(wǎng)的供回水溫度波動(dòng)較小，但室內(nèi)溫度波動(dòng)較大且與室外溫度的變化趨勢基本保持一致。這是因?yàn)橐淮尉W(wǎng)的供水溫度由熱力公司控制，在一段時(shí)間內(nèi)或某一天其值基本保持恒定，而一、二次網(wǎng)的流量波動(dòng)很小，所以，二次網(wǎng)的供回水溫度波動(dòng)較小，系統(tǒng)的供熱量也基本不變（瞬時(shí)熱量變化較小）。而對用戶來說，當(dāng)室外溫度降低，熱負(fù)荷增加，如供熱量不變，室內(nèi)溫度降低；反之亦然。
鍋爐房供暖系統(tǒng)的供回水溫度波動(dòng)較大，因?yàn)楣ぷ魅藛T會(huì)根據(jù)室外氣象條件的變化來調(diào)節(jié)鍋爐的出水溫度，決定什么時(shí)候啟爐，什么時(shí)候停爐以及開幾臺(tái)爐，所以供水溫度基本上是隨著室外溫度的變化而變化的（存在時(shí)間滯后），瞬時(shí)熱量變化也較大寫室外溫度降低，用戶熱負(fù)荷增加，工作人員調(diào)節(jié)鍋爐燃燒狀態(tài)。提高供水溫度，增加供熱量。即工作人員根據(jù)室外氣溫的變化，調(diào)節(jié)供熱量以滿足用戶熱負(fù)荷的變化。所以鍋爐房供暖系統(tǒng)的用戶室溫比熱力站供暖系統(tǒng)波動(dòng)小。
圖2 北建工1#熱力站參數(shù)變化趨勢圖（2000.3.8）
圖3 育新小區(qū)參數(shù)變化趨勢圖（2000.1.22）
2.供暖面積熱指標(biāo)分析
由表1可以看出，在整個(gè)采暖期中，北建工1#熱力站供暖系統(tǒng)有育新小區(qū)供暖系統(tǒng)平均供熱指標(biāo)（對應(yīng)-9℃下）為72.5w/m2和44.1 w/m2，而實(shí)際需要的供熱指標(biāo)（-9℃下）為55.3 w/m2和41.1 w/m2，為節(jié)約能源和減少污染，供暖面積熱指標(biāo)可控制在45w/m2左右。
轉(zhuǎn)貼于
3．節(jié)能分析
【關(guān)鍵詞】ZigBee技術(shù) 在線監(jiān)測系統(tǒng) 變電站
無線器網(wǎng)絡(luò)知識(shí)通過大量傳感器節(jié)點(diǎn)相互協(xié)調(diào)，節(jié)點(diǎn)采用隨機(jī)或特定的方法設(shè)計(jì)在目標(biāo)環(huán)境內(nèi)，獲得周圍環(huán)境下的信息并完成相應(yīng)的任務(wù)。
1 簡述ZigBee技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)
ZigBee是目前新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用來實(shí)現(xiàn)近距離無線連接。該技術(shù)采用無線電標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個(gè)傳感器合理協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。上述傳感器只需少量的能力，由無線電波把信息由傳感器傳送到另一個(gè)傳感器，產(chǎn)生較高的通信效率。ZigBee技術(shù)具有成本低、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠性高、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事偵察、家庭自動(dòng)化等領(lǐng)域。ZigBee技術(shù)傳輸速率低，協(xié)議相對簡單，能在一定程度上降低運(yùn)行成本。其網(wǎng)絡(luò)容量較大，每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多能支持255個(gè)設(shè)備，換言之每個(gè)ZigBee設(shè)備能與254臺(tái)設(shè)備相互連接。ZigBee技術(shù)主要用于短距離且數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各類電子設(shè)備中。
2 基于ZigBee技術(shù)設(shè)計(jì)變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)
2.1 系統(tǒng)總體框架
ZigBee技術(shù)非常適用于投資少、網(wǎng)絡(luò)安全要求高、數(shù)據(jù)吞吐量小的場合，能廣泛應(yīng)用于工業(yè)和家庭智能化、醫(yī)用設(shè)備等領(lǐng)域。變電站無線通信網(wǎng)絡(luò)建成后，在信號(hào)覆蓋區(qū)域任意角落均可連接無線網(wǎng)絡(luò)，說明ZigBee技術(shù)具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性和靈活性。在變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)性是其另一項(xiàng)重要字表。ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)增設(shè)的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)參與時(shí)間為30ms，節(jié)點(diǎn)由休眠至進(jìn)入狀態(tài)典型時(shí)延為15ms，滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求。變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)主要包括硬件和軟件兩個(gè)部分，硬件由處理器、ZigBee傳輸模塊、圖像及溫濕度采集等模塊組成。其中，ZigBee模塊主要用來將溫濕度信息。變電站場景等信息上傳至控制中心。
2.2 合理設(shè)計(jì)硬件各模塊
2.2.1 挑選恰當(dāng)?shù)奶幚砥?/p>
該設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求CPU必須具備高速的數(shù)字信號(hào)處理能力，必須對接收的溫濕度信息、圖像信息等進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成變電站在線監(jiān)測的效果。本次設(shè)計(jì)采用TMS320VC5509數(shù)字信號(hào)處理芯片為中心處理器，該芯片是一種性價(jià)比高的DSP芯片，其采用1.6V核心電壓及3.3V接口電壓，最低能支持0.9V核心電壓運(yùn)行。
2.2.2 設(shè)計(jì)圖像采集模塊
圖像采集模塊主要負(fù)責(zé)實(shí)施收集變電站場景信息，該系統(tǒng)使用OV7670型號(hào)的圖像傳感器，其是一種體積小、成本低、功耗低的嵌入式單片圖像傳感器，工作電控控制在2.45～3.0V。
2.2.3 設(shè)計(jì)溫濕度采集模塊
因本次研究的重點(diǎn)不是傳感器，因此，本系統(tǒng)只采用一個(gè)溫濕度傳感器采集該變電站溫濕度數(shù)據(jù)，隨之借助無線收發(fā)模塊傳送至主節(jié)點(diǎn)上。傳統(tǒng)的溫濕度傳感器通常需要涉及信號(hào)調(diào)理電路并由復(fù)雜的校準(zhǔn)和標(biāo)定過程中，因此，無法保障測量的準(zhǔn)確度。文中采用某公司推出的新型溫濕度傳感器，該傳感器把CMOS芯片技術(shù)和傳感器技術(shù)合理結(jié)合，有效發(fā)揮兩者的互補(bǔ)優(yōu)勢。該溫濕度采集模塊主要負(fù)責(zé)及時(shí)采集溫濕度信息，本系統(tǒng)挑選瑞士公司生產(chǎn)的SHT11型號(hào)溫濕度傳感器，該傳感器工作電壓控制在2.4～5.5V，其測量精度高、穩(wěn)定性更強(qiáng)。
2.2.4 設(shè)計(jì)ZigBee模塊
該模塊主要功能是將溫度信息、變電站場景等信息傳遞至上位機(jī)管理系統(tǒng)內(nèi)。本系統(tǒng)使用CC2530芯片作為ZigBee模塊的核心，該模塊設(shè)計(jì)可編程內(nèi)存、高性能RF收發(fā)器、低功耗的8051內(nèi)核。
2.2.5 設(shè)計(jì)RS232串口電路
設(shè)計(jì)合理的RS232串口能實(shí)現(xiàn)芯片與ZigBee模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。本系統(tǒng)使用某公司生產(chǎn)的MAX3232轉(zhuǎn)換芯片，該芯片是一種標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)系統(tǒng)，工作電壓控制為3.0～5.5V。
2.3 設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件
變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件主要由微處理器程序、射頻收發(fā)模塊、初始化程序等部分組成，初始化程序主要用來對轉(zhuǎn)換器、射頻芯片等設(shè)備實(shí)施初始化操作。發(fā)射程序把創(chuàng)建的數(shù)據(jù)包借助單片機(jī)接口傳送至收發(fā)模塊并及時(shí)輸出。接收程序準(zhǔn)確接收數(shù)據(jù)后，并給予針對性處理。如果系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，創(chuàng)建并成功實(shí)施網(wǎng)絡(luò)連接后，ZigBee網(wǎng)絡(luò)開始傳送溫濕度等模塊收集的數(shù)據(jù)信息。信息傳送完成后，上位機(jī)管理系統(tǒng)實(shí)施對數(shù)據(jù)展開分析和處理，從而達(dá)到實(shí)時(shí)檢測變電站信息的目的。在線監(jiān)測系統(tǒng)工作流程如圖1。
3 結(jié)束語
總之，文中根據(jù)變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)的具體需求，分析傳統(tǒng)有線連接網(wǎng)絡(luò)的不足之處，闡述ZigBee技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)，針提出采用無線網(wǎng)絡(luò)代替?zhèn)鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并將該設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。
參考文獻(xiàn)
[1]李惠湞，張鍇.ZigBee技術(shù)在接觸網(wǎng)在線監(jiān)測中的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2014，27（2）：21-22.
[2]鐘運(yùn)平，程小華，戴棟等.基于ZigBee技術(shù)輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J].電測與儀表，2013，11（5）：105-109.
[3]孔鵬，王琳，李榛等.ZigBee技術(shù)在電纜局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電氣自動(dòng)化，2015，37（4）：112-114.
[4]謝巖，張國歌，高玉梅等.基于RuBee/ZigBee技術(shù)的變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2014，27（20）：52-54.
關(guān)鍵詞：多元交互平臺(tái)；智能流程；連續(xù)裝卸控制管理系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）16-0027-02
港口作為吞、吐、集、散樞紐的基地，是現(xiàn)代化綜合運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著運(yùn)輸船舶大型化、專業(yè)化的發(fā)展，港口吞吐量急劇上升，通過提高連續(xù)裝卸碼頭的自動(dòng)化水平，降低生產(chǎn)成本、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的作用日益顯著，近年來，隨著科技的不斷進(jìn)步，控制技術(shù)和產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，為設(shè)計(jì)出既有利于提高自動(dòng)化裝卸水平，又具有良好可擴(kuò)展性的系統(tǒng)，提供了技術(shù)支撐。
本研究課題依托于廣州港南沙糧食通用碼頭控制管理系統(tǒng)項(xiàng)目，以先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，分析糧食連續(xù)裝卸作業(yè)與管理的特點(diǎn)，研究開發(fā)先進(jìn)的控制技術(shù)，為用戶提供更科學(xué)、合理、可靠、實(shí)用、高效的糧食連續(xù)裝卸控制管理系統(tǒng)。
1 控制管理系統(tǒng)功能分析
港口連續(xù)裝卸控制管理系統(tǒng)包括流程作業(yè)、測溫、計(jì)量、電量檢測、生產(chǎn)管理、視頻監(jiān)控、語音廣播等子系統(tǒng)，按主要功能可以劃分為管理功能、流程控制功能、電力監(jiān)測功能以及視頻監(jiān)控功能四個(gè)功能模塊。
1.1 管理功能
管理功能主要包括日常的工藝管理、設(shè)備管理、生產(chǎn)管理等任務(wù)，用來生成各種生產(chǎn)報(bào)表及管理報(bào)表。管理數(shù)據(jù)獲取途徑有手工錄入、控制CPU采集及電力監(jiān)測等系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享等。
1.2 流程控制功能
通過TCP/IP協(xié)議與掛在同一Ethernet網(wǎng)的PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，對現(xiàn)場設(shè)備按照工藝規(guī)則進(jìn)行控制，可以遠(yuǎn)程或就地完成作業(yè)流程的預(yù)選、起動(dòng)、停止，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)
控制。
1.3 電力監(jiān)測功能
作為控制管理系統(tǒng)的輔助監(jiān)測手段，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表功能，同時(shí)可以對用電情況進(jìn)行在線能耗分析，電力監(jiān)測的數(shù)據(jù)來自于放置在低壓控制室中的遠(yuǎn)程終端，這些終端按一定數(shù)據(jù)格式通過RS485協(xié)議向上傳送信息。
1.4 視頻監(jiān)控功能
視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用數(shù)字化存儲(chǔ)技術(shù)通過TCP/IP協(xié)議與掛在同一Ethernet網(wǎng)的交互平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。視頻監(jiān)控完成港口碼頭生產(chǎn)、安保的視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控、存儲(chǔ)、回放的
功能。
2 智能多元交互平臺(tái)技術(shù)
港口連續(xù)裝卸系統(tǒng)工藝復(fù)雜時(shí)，傳統(tǒng)的通過固定流程編號(hào)或靜態(tài)表法來確定流程的控制的方式已經(jīng)很難適應(yīng)操作的靈活性，為了使大型散糧筒倉系統(tǒng)的流程控制更加便捷和高效，我們開發(fā)出智能化流程選擇技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)接收、處理操作員通過上位監(jiān)控系統(tǒng)點(diǎn)擊動(dòng)作，操作員無需察看設(shè)備狀態(tài)（如遠(yuǎn)程、故障、運(yùn)行等），也無需關(guān)心工藝路徑（如是否有交叉等），只需根據(jù)工藝目的，順序點(diǎn)選首設(shè)備、中間設(shè)備、尾設(shè)備，即可自動(dòng)獲得可供選擇的有效路徑。
對于復(fù)雜的裝卸工藝，通過智能化流程選擇技術(shù)形成的有效路徑可能是兩條或兩條以上，在流程控制功能模塊中，只能依靠操作人員進(jìn)行人工選擇，為此，我們針對每條路徑應(yīng)用電力監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行能耗預(yù)測，從而能夠基于耗能指標(biāo)選出最節(jié)能的有效路徑。
由于流程控制系統(tǒng)和電力監(jiān)測系統(tǒng)是獨(dú)立的，因此，我們提出并實(shí)現(xiàn)開放的多元交互平臺(tái)，讓管理、流程控制、電力監(jiān)測、視頻監(jiān)控等獨(dú)立系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。各系統(tǒng)功能相互獨(dú)立，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)共享一個(gè)交互平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)雙向、分層、開放互聯(lián)實(shí)時(shí)可靠的控制管理信息系統(tǒng)，優(yōu)化生產(chǎn)管理過程。各功能模塊之間通過統(tǒng)一的接口協(xié)議規(guī)劃，能夠在統(tǒng)一的信息交互平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步編輯、存儲(chǔ)、更新。其中包括工藝流程作業(yè)系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)、管理系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)、計(jì)量系統(tǒng)、生產(chǎn)輔助系統(tǒng)以及視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面的多元化，各功能模塊可以通過交互平臺(tái)對其他功能模塊實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。
3 應(yīng)用實(shí)例
本研究依托廣州港南沙糧食通用碼頭自動(dòng)控制系統(tǒng)項(xiàng)目，該項(xiàng)目建設(shè)1個(gè)7萬噸級(jí)和1個(gè)10萬噸級(jí)的糧食專用泊位，一期總建設(shè)倉容45萬噸，是廣州市的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，規(guī)模較大，工藝復(fù)雜，裝卸工藝流程逾3000條。在管理平臺(tái)上充分兼容流程控制和電力監(jiān)測全部信息，軟件開發(fā)工具為microsoft visual studio 2010，開發(fā)平臺(tái)為SQL server 2008，windows server 2003；上位開發(fā)軟件IFIX，PLC編程軟件RS Logix 5000。
在該交互平臺(tái)中開發(fā)應(yīng)用智能化流程選擇技術(shù)。該技術(shù)具體開發(fā)包括對象類設(shè)計(jì)與封裝（如設(shè)備類、倉類等）、對象屬性設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)鏈表實(shí)現(xiàn)、智能化選擇算法實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)通訊實(shí)現(xiàn)等，使用的對象（如控制設(shè)備）或?qū)傩裕ㄈ缭O(shè)備狀態(tài)）等，在上位監(jiān)控系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)及管理信息系統(tǒng)中具有統(tǒng)一的定義或規(guī)范，相關(guān)系統(tǒng)之間可以進(jìn)行無縫的數(shù)據(jù)及信息交換。按照預(yù)定義的選擇條件，通過遍歷鏈表結(jié)點(diǎn)、遞歸等算法，動(dòng)態(tài)選擇出有效工藝路徑。
圖1 基于多元交互平臺(tái)的流程智能選擇
根據(jù)南沙糧食碼頭生產(chǎn)實(shí)際情況，有效工藝路徑的能耗預(yù)測的計(jì)算樣本周期選定為10天，在該交互平臺(tái)中通過數(shù)學(xué)建模得出相應(yīng)路徑的生產(chǎn)作業(yè)能耗預(yù)測值。
該生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)在多元交互平臺(tái)上提供起始和末端設(shè)備后，智能生產(chǎn)兩條有效路徑，并且分別智能預(yù)測能耗值，在該次任務(wù)中顯然流程編號(hào)為11532的有效路徑為首選，從而降低了操作人員的工作強(qiáng)度，減少了生產(chǎn)的
能耗。
4 結(jié)語
基于多元交互平臺(tái)的流程智能選擇技術(shù)，通過管理、流程控制、電力監(jiān)測、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)緊密配合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的充分共享，利用智能化算法完成動(dòng)態(tài)、優(yōu)化的流程選擇，能夠準(zhǔn)確、高效、靈活、最優(yōu)地選擇出符合生產(chǎn)現(xiàn)場需要的最優(yōu)工藝流程，極大地簡化了操作過程，有效提高了港口生產(chǎn)作業(yè)的效率和能耗水平。
參考文獻(xiàn)
[1] 尚宗敏，王海洋.智能流程應(yīng)用模式下基于流程語義庫的需求獲取[J].通信學(xué)報(bào)，2006，（11）.
[2] 欒衡.智能流程應(yīng)用模式中的流程自動(dòng)生成方法的研究[D].山東大學(xué)，2006.
