基于無線傳感網(wǎng)技術(shù)的建筑大樓能耗監(jiān)測系統(tǒng)

建筑節(jié)能運行和改造需建立在獲取照明、消防、空調(diào)等建筑用能信息的基礎(chǔ)之上，在接收到數(shù)據(jù)進行分析之前，各類用能數(shù)據(jù)的傳輸是一個關(guān)鍵問題。傳輸主要采用綜合布線，在建筑內(nèi)布設(shè)大量線纜實現(xiàn)傳輸，此方式存在施工復(fù)雜、代價高、影響建筑內(nèi)部美觀等缺點，這是有線傳輸方式固有缺陷所決定的，而采用無線傳輸方式則能有效克服。相較于CDMA、GPRS、WLAN等傳統(tǒng)的無線傳輸方式，作為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)組成的WSN（wireless sensor network，傳感網(wǎng)>無線傳感網(wǎng)）技術(shù)更適合于建筑用能信息傳輸?shù)膽?yīng)用場合。

WSN是wireless sensor network的簡稱，即無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network, WSN）就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個要素。

WSN在建筑能耗監(jiān)測中的適用性

建筑能耗監(jiān)測平臺的組網(wǎng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集端采用WSN技術(shù)進行組網(wǎng)。整個WSN網(wǎng)絡(luò)由若干個終端采集器以及一個匯聚采集器構(gòu)成。通常將WSN的終端采集器稱為采集節(jié)點，將匯聚采集器成為匯聚節(jié)點。采集節(jié)點負責(zé)數(shù)據(jù)的采集和傳送，以及根據(jù)匯聚節(jié)點的控制命令設(shè)置相應(yīng)的工作模式等；匯聚節(jié)點是網(wǎng)絡(luò)的中心，起到協(xié)調(diào)器和網(wǎng)關(guān)節(jié)點的作用，匯聚節(jié)點負責(zé)整個區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的維護與數(shù)據(jù)的匯集，再將數(shù)據(jù)通過Internet/GSM/CDMA上傳到上級數(shù)據(jù)中心或中轉(zhuǎn)站。系統(tǒng)最大特點就是基于WSN技術(shù)進行信息采集，利用WSN節(jié)點與電表等與用能設(shè)備連接，通過無線自組網(wǎng)方式自動采集分散在各處的電、水、氣、冷熱量等實時數(shù)據(jù)，使用戶隨時監(jiān)測現(xiàn)場耗能設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，為今后實施節(jié)能反饋控制系統(tǒng)的研發(fā)提供基礎(chǔ)，以達到優(yōu)化能源供應(yīng)、提高能源管理水平、提高能源利用效益、減少能源損耗、節(jié)約能源成本的目的。

基于WSN技術(shù)的建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)屬于WSN與節(jié)能的交叉領(lǐng)域，以WSN和計算機信息處理為技術(shù)核心，建設(shè)先進、功能強大的信息采集處理平臺。該系統(tǒng)適用于各種既有和新建建筑，系統(tǒng)組網(wǎng)方便，不占空間，無需綜合布線施工，項目實施快速方便。

在各種無線傳感網(wǎng)技術(shù)中，ZigBee的自組網(wǎng)能力以及高容量特性使其非常適合建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，在節(jié)點分散、數(shù)量眾多、低速率傳輸?shù)哪芎谋O(jiān)測采集端建設(shè)中，有明顯的優(yōu)勢，是當前最適合建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。

除了組網(wǎng)方便、安全、可靠，ZigBee還有低傳輸速率、低功耗、高容量、低成本等特點。ZigBee非常適合有大量終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，如能耗監(jiān)測、樓宇自動化等場合。

WSN建筑能耗動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)簡介

為落實全國建筑能耗動態(tài)監(jiān)測平臺的建設(shè)，配合浙江省省級能耗監(jiān)測平臺的搭建，杭州家和智能控制有限公司研發(fā)了一整套基于無線傳感網(wǎng)技術(shù)的建筑能耗動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)建筑能耗數(shù)據(jù)的實時采集、傳輸、初步分析、定時定點上傳等基本功能，并具有較強的擴展性。本系統(tǒng)還可以實現(xiàn)室內(nèi)溫濕度的遠程監(jiān)測，分析房間內(nèi)的實時溫濕度變化，配合節(jié)能運行管理。系統(tǒng)具有如下幾大功能：

1. 能耗數(shù)據(jù)采集功能——對各種耗能設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)進行實時自動采集；

2. 無線內(nèi)網(wǎng)傳輸——采用無線內(nèi)網(wǎng)傳輸連接數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控中心和用戶終端的媒介；

3. 數(shù)據(jù)顯示、統(tǒng)計、分析和預(yù)警功能——耗能設(shè)備運行數(shù)據(jù)以圖表等形式加以直觀顯示，自動生成實時曲線、實時數(shù)據(jù)報表、歷史曲線、日月年報表等資料；

4. 報表功能——根據(jù)《民用建筑能耗統(tǒng)計報表制度（試行）》輸出各種相關(guān)報表并打??；

5. 綜合評價功能——針對各耗能設(shè)備的分項能源資源消耗計量，并計算各分項計量系統(tǒng)的能效，得出耗能系統(tǒng)的綜合評價，通過分析對比實施能源優(yōu)化配置。