專利名稱：大型公共建筑空調(diào)節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種無線測試技術(shù)，特別涉及一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的大型公共建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來我國建設(shè)的大型公共建筑廣泛地采用了中央空調(diào)系統(tǒng)，此投資約占建筑總投資的10%以上，建筑能耗是普通住宅的5 15倍，而其中央空調(diào)系統(tǒng)能耗在大型公共建筑能耗中所占的比例較大。因此，大型公共建筑節(jié)能成為全社會節(jié)能的重要組成部分，是節(jié)能監(jiān)管的重點。空調(diào)系統(tǒng)能否節(jié)能成為降低建筑能耗的關(guān)鍵因素。在大型公共建筑(如大型購物商場、學(xué)校圖書館等)中，現(xiàn)有的空調(diào)調(diào)控模式一般采用人工統(tǒng)一調(diào)控模式。根據(jù)欲設(shè)定的溫度，人為將公共建筑中所有的空調(diào)口溫度設(shè)置成統(tǒng)一溫度值，并且調(diào)控的時間間隔跨度大。這樣不僅浪費資源，而且溫度和濕度的反饋不及時，使得控制效果不理想，無法解決整個公共建筑內(nèi)溫度場分布不均勻，舒適性差等問題。 特別是在大型的多層連通的公共建筑中，室內(nèi)的實際溫度存在一個明顯的下降梯度，造成各個樓層溫差大，而工作環(huán)境受溫度差的影響使舒適性變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種大型公共建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)公共建筑內(nèi)環(huán)境參數(shù)及能耗參數(shù)的數(shù)據(jù)采集分析，網(wǎng)絡(luò)實時發(fā)布，并為溫度、濕度的控制提供合理方案，達到以最小能耗實現(xiàn)最佳溫度、濕度控制的效果，最大程度減小空調(diào)能耗的目的。本發(fā)明所采用的硬件平臺可快速有效地實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集與發(fā)布，大大降低項目的施工難度，縮短開發(fā)周期，提高開發(fā)效率，可大規(guī)模應(yīng)用。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
本發(fā)明涉及的大型公共建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，包括若干個無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及控制主機；所述若干個無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采集建筑內(nèi)不同位置的環(huán)境參數(shù)及能耗參數(shù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器；所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器對接收到的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)進行整理和分析，并通過所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器中的控制器將此實時數(shù)據(jù)通過因特網(wǎng)寫入所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；所述控制主機通過因特網(wǎng)與所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相連接，從而獲取到實時的環(huán)境數(shù)據(jù)并進行分析，根據(jù)預(yù)設(shè)定的目標(biāo)溫度值，計算得到建筑內(nèi)各空調(diào)口的開設(shè)溫度值，通過空調(diào)控制器對空調(diào)進行控制。優(yōu)選的，所述的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點包括傳感器、無線傳輸模塊、射頻天線和電池；所述無線傳輸模塊與傳感器、射頻天線和電池分別連接，所述電池對所述無線傳輸模塊供電，所述無線傳輸模塊通過所述傳感器采集環(huán)境參數(shù)及能耗參數(shù)并通過所述射頻天線把數(shù)據(jù)傳輸至所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器。優(yōu)選的，所述的傳感器包括熱電偶傳感器、濕度傳感器、CO2傳感器和電流互感器。 所述熱電偶傳感器、濕度傳感器、CO2傳感器分別將該位置的溫度、濕度百分比、CO2濃度通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器；所述電流互感器將建筑中各樓層的三相電流信號通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器。優(yōu)選的，所述的無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器還包括無線采集模塊、存儲器和供電設(shè)備；所述供電設(shè)備對所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器供電，所述無線采集模塊接收所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)后分別輸送至所述存儲器和所述控制器。

優(yōu)選的，所述的控制主機包括網(wǎng)絡(luò)接口模塊以及PC終端。實現(xiàn)對公共建筑的環(huán)境參數(shù)及能耗參數(shù)監(jiān)測，二維、三維溫度場展示、環(huán)境參數(shù)異常的警報提醒及將控制策略輸入給空調(diào)控制器等功能。優(yōu)選的，所述的網(wǎng)絡(luò)接口模塊為有線網(wǎng)絡(luò)接口模塊或無線網(wǎng)絡(luò)接口模塊。實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下
1、系統(tǒng)獨立于設(shè)備之外，用戶只需接入因特網(wǎng)，就可在任何地點監(jiān)測公共建筑的實時溫度、濕度、CO2等環(huán)境數(shù)據(jù)，并可將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)布于因特網(wǎng)。2、系統(tǒng)與空調(diào)設(shè)定硬件相連接，實現(xiàn)實時反饋控制，減少了人力消耗，且保證快速到達控制目的。3、通過無線網(wǎng)絡(luò)平臺，實現(xiàn)溫度、濕度、CO2等環(huán)境參數(shù)及能耗數(shù)據(jù)的采集傳輸。4、無線網(wǎng)絡(luò)平臺克服了項目布線問題，且易于維護，與傳統(tǒng)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測相比，不會對現(xiàn)有公共建筑產(chǎn)生破壞，且不會改變公共建筑的外觀，大大縮短項目開發(fā)周期，提高開發(fā)效率，可大規(guī)模應(yīng)用。


圖1是基于因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集框架圖； 圖2是系統(tǒng)終端網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例本發(fā)明已成功應(yīng)用于某大學(xué)圖書館，取得了良好的監(jiān)測效果。系統(tǒng)布置于三層連通的圖書館中，以無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器為中心，此無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器置于現(xiàn)場的三樓中心附近。每層樓布置16個熱電偶傳感器、1個CO2傳感器、2個溫度傳感器及1個電流互感器。熱電偶傳感器布置時，充分考慮布置的均勻性以及閱覽室內(nèi)的座位分布；電流互感器布置于弱電房。無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點包括上述各傳感器、無線傳輸模塊、射頻天線和電池；無線傳輸模塊與傳感器、射頻天線和電池分別連接，電池對無線傳輸模塊供電，無線傳輸模塊通過上述各傳感器采集環(huán)境參數(shù)及能耗參數(shù)并通過射頻天線把數(shù)據(jù)傳輸至所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器。本發(fā)明充分利用無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的無線路由功能，分別對二樓和四樓的接近無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器位置的一個濕度傳感器無線節(jié)點進行設(shè)置，使其工作于中轉(zhuǎn)路由狀態(tài)，從而解決二樓和四樓由于距離和障礙物等限制導(dǎo)致部分無線節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)的盲點問題，實現(xiàn)圖書館整體的無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。三樓中心附近的無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器可對接入的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的信息進行匯總，并通過無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器中的控制器將實時數(shù)據(jù)寫入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。本實施例的數(shù)據(jù)采集框架圖如圖1所示。控制主機通過因特網(wǎng)與該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相連接，從而獲取到實時的環(huán)境數(shù)據(jù)并進行分析，根據(jù)預(yù)設(shè)定的目標(biāo)溫度值，計算得到建筑內(nèi)各空調(diào)口的開設(shè)溫度值，通過空調(diào)控制器對空調(diào)進行控制。該控制主機包括網(wǎng)絡(luò)接口模塊以及PC終端。所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊可以為有線網(wǎng)絡(luò)接口模塊或無線網(wǎng)絡(luò)接口模塊。
所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器還包括無線采集模塊、存儲器和供電設(shè)備；所述供電設(shè)備對所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器供電，所述無線采集模塊接收所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)后分別輸送至所述存儲器和所述控制器。如圖2所示，現(xiàn)場無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器將節(jié)點數(shù)據(jù)寫入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器后，任何接入因特網(wǎng)的PC終端都可以通過授權(quán)而獲取圖書館的實時環(huán)境參數(shù)及能耗數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)基于因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)訪問。本系統(tǒng)的在線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問功能主要分為三個模塊，模塊一應(yīng)用于主界面的實時數(shù)據(jù)顯示(包括溫度場、環(huán)境參數(shù)實時監(jiān)測等)、環(huán)境參數(shù)異常報警，模塊二應(yīng)用于歷史數(shù)據(jù)的調(diào)用查詢(可查看所需要時間段的溫度、濕度、 CO2、能耗等數(shù)據(jù))，模塊三應(yīng)用于將控制策略反饋給空調(diào)控制器，實現(xiàn)空調(diào)的自動控制。上述實施例的系統(tǒng)獨立于設(shè)備之外，用戶只需接入因特網(wǎng)，就可在任何地點監(jiān)測公共建筑的實時溫度、濕度、CO2等環(huán)境數(shù)據(jù)，并可將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)布于因特網(wǎng)；同時系統(tǒng)與空調(diào)設(shè)定硬件相連接，實現(xiàn)實時反饋控制，減少了人力消耗，且保證快速到達控制目的。上述實施例的系統(tǒng)基于無線網(wǎng)絡(luò)平臺，實現(xiàn)了溫度、濕度、CO2等環(huán)境參數(shù)及能耗數(shù)據(jù)的采集傳輸?？朔隧椖坎季€問題，且易于維護，與傳統(tǒng)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測相比，不會對現(xiàn)有公共建筑產(chǎn)生破壞，且不會改變公共建筑的外觀，大大縮短項目開發(fā)周期，提高開發(fā)效率，可大規(guī)模應(yīng)用。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均視為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大型公共建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括若干個無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及控制主機；所述若干個無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采集建筑內(nèi)不同位置的環(huán)境參數(shù)及能耗參數(shù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器；所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器對接收到的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)進行整理和分析，并通過所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器中的控制器將此實時數(shù)據(jù)通過因特網(wǎng)寫入所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；所述控制主機通過因特網(wǎng)與所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相連接，從而獲取到實時的環(huán)境數(shù)據(jù)并進行分析，根據(jù)預(yù)設(shè)定的目標(biāo)溫度值，計算得到建筑內(nèi)各空調(diào)口的開設(shè)溫度值，通過空調(diào)控制器對空調(diào)進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型公共建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點包括傳感器、無線傳輸模塊、射頻天線和電池；所述無線傳輸模塊與傳感器、射頻天線和電池分別連接，所述電池對所述無線傳輸模塊供電，所述無線傳輸模塊通過所述傳感器采集環(huán)境參數(shù)及能耗參數(shù)并通過所述射頻天線把數(shù)據(jù)傳輸至所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型公共建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的傳感器包括熱電偶傳感器、濕度傳感器、CO2傳感器和電流互感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型公共建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器還包括無線采集模塊、存儲器和供電設(shè)備；所述供電設(shè)備對所述無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器供電，所述無線采集模塊接收所述無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)后分別輸送至所述存儲器和所述控制ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型公共建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的控制主機包括網(wǎng)絡(luò)接口模塊以及PC終端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大型公共建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的網(wǎng)絡(luò)接口模塊為有線網(wǎng)絡(luò)接口模塊或無線網(wǎng)絡(luò)接口模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種大型公共建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，包括若干個無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及控制主機；無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采集環(huán)境及能耗參數(shù)，通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器；無線網(wǎng)關(guān)服務(wù)器對接收到的數(shù)據(jù)進行處理后將此數(shù)據(jù)寫入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；控制主機通過因特網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相連接，獲得數(shù)據(jù)并進行分析處理，最后通過空調(diào)控制器對空調(diào)進行控制。本發(fā)明實現(xiàn)公共建筑內(nèi)環(huán)境及能耗參數(shù)的數(shù)據(jù)采集分析，網(wǎng)絡(luò)實時發(fā)布，并為溫度、濕度的控制提供合理方案，達到以最小能耗實現(xiàn)最佳溫度、濕度控制的效果，最大程度減小空調(diào)能耗。
文檔編號F24F11/00GK102359735SQ20111026192
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者從飛云, 劉韜, 周徐寧, 朱文, 王冉, 肖文斌, 陳進 申請人:上海交通大學(xué)