基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统的制作方法
【专利摘要】基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统主要包括：一级节能管控系统、二级节能管控系统和三级节能管控系统，其特征在于所述的一级节能管控系统为最高级节能管控系统即管理中心系统，二级节能管控系统是不同地理区域的分中心，三级节能管控系统是现场节能管控中心。一级节能管控系统，包括：控制主机，存储设备、网络通信控制器及系统软件，二级节能管控系统的数据信息通过网络通信控制器传输至一级控制主机并存储在存储设备里，由系统软件对相关信息进行分析，挖掘，比对和优化，并作出相应的预警信息和优化方案，把优化方案数据通过网络通信控制器传输至二级节能管控系统，二级节能管控系统根据一级节能管控系统的优化方案对本级管控的各三级节能管控系统进行数据调整和节能优化。
【专利说明】基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑节能智能管理系统，尤其是适用于合同能源管理节能模式下的公共建筑的综合节能管控系统，具体地，涉及基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统。
【背景技术】
[0002]公共建筑是供人们进行各种公共活动的建筑，主要包括办公建筑(包括写字楼、政府部门办公室等)，商业建筑(如商场、金融建筑等)，旅游建筑(如旅馆饭店、娱乐场所等)，科教文卫建筑(包括文化、教育、科研、医疗、卫生、体育建筑等)，通信建筑(如邮电、通讯、广播用房)以及交通运输用房(如机场、车站建筑等)。
[0003]当前，我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾十分突出，建筑能耗已占全国能源消耗近30%。最主要的是采暖和空调，占到20%。而这“30%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例，如果再加上建材生产过程中耗掉的能源(占全社会总能耗的16.7%)，和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%。“大型公共建筑建筑面积占不到城镇建筑总量的4%，但是却消耗了建筑能耗总量的22%。公共建筑节能推行的力度和深度，在很大程度上决定着建筑节能整体目标的实现。大型公共建筑的用电设备数量与种类众多，主要包括:中央空调、照明、电梯、给排水、电加热负载，变压器和其他混合负载等。而各种机电设备的能耗具有较大的节能空间。
[0004]中国智能节能建筑经过十几年的发展，成了世界最大的市场，在硬件设备方面，已能与国际发达国家相比。但是，在软的方面，在治理和优化方面差距甚大，很多节能设备的能力远远没有发挥、系统完全没有优化、检测参数有相当部分的准确性有问题。最终得到的数据也不完整。要真正发挥大型公共建筑中节能智能化系统，不仅能提高建筑的能源利用率，还可以降低建筑的运营成本，为业主带来实实在在的收益。但是在建筑节能智能化系统在运行过程中，需要专业人士对其进行管理。目前很多开发商在系统建成后，便将系统交给物业管理公司。可是物业公司很难正常运行智能化管控系统，一方面是物业公司资金有限，由于系统运行要耗用一定的资金，使一些智能化系统成为摆设。另一方面物业公司专业技术人员缺乏，有些物业管理公司虽然指定了专门的工程师负责智能化系统日常维护、管理工作，但是，这些经过培训的人士只能进行基本的操作，不懂得系统的运行原理，无法对智能系统进行维护。现在一座大型智能大楼中的智能化系统，涉及到计算机应用、网络、自动化等多学科的知识，需要懂技术、跨学科的复合型人才。当今，即便是经过岗前培训的物业管理人士，也只是了解“皮毛”，掌握一般的基础维护知识，遇到较复杂的问题，也会束手无策，智能化系统的维护、管理过程出现了“真空”地带。
[0005]由于我国建筑节能智能化系统还处于初始阶段，有一些软件公司开发了一些节能管控分析系统，但软件公司只能根据客户方要求对一些公共建筑节能进行设计，只停留在软件系统层面上，而真正的节能智能化系统，要有软件的智能分析，通过软件系统的分析可以知晓整个系统的能源消耗情况和节能存在的问题，硬件的调节控制，通过硬件调节和控制用能设备，使设备合理运行节约能源，还要有专业人员的管理。把节能分析软件系统和节能设备嵌入式硬件内核相结合是建筑节能智能化管控系统最切合实际的技术方案，目前还没有可应用的技术方案，虽然也有一些技术方案，如申请公布号CN 102393713A，公开了一种建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统，该技术特征主要是对独立建筑内的用能设备进行优化和管控，没有对不同地区，不同公共建筑进行节能管控，同时没有采用嵌入式系统与用能设备相结合，不具有对现场设备运行进行分析能力，往往根据PLC控制机发回的指令就直接采用远程调控指令，这样可能造成远程盲目指挥，对现场设备进行随意控制可能造成不节能，甚至造成设备运行事故，给建筑内的设备和人们正常工作造成一定的影响，该技术方案有待于改进。以上问题是目前建筑节能智能化管控系统存在的主要问题。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术中的缺陷和不足，更好的实现公共建筑的节能，本发明提供一种新的更可靠的技术方案:基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统。本发明的技术方案主要包括:一级节能管控系统、二级节能管控系统和三级节能管控系统，其特征在于所述的一级节能管控系统为最高级节能管控系统即管理中心系统，二级节能管控系统是不同地理区域的分中心，三级节能管控系统是现场节能管控中心。一级节能管控系统，包括:控制主机，存储设备、网络通信控制器及系统软件，系统软件采用B/S构架，服务根据不同的用户登录权限来限制检测界面的显示内容，二级节能管控系统的数据信息通过网络通信控制器传输至一级控制主机并存储在存储设备里，由系统软件对相关信息进行分析，挖掘，比对和优化，并作出相应的预警信息和优化方案，控制主机把预警信息和二级节能管控系统的实时数据通过显示屏显示出来，通过控制主机进行查询和监控，并把优化方案数据通过网络通信控制器传输至二级节能管控系统，同时一级节能管控系统根据分布于不同地区的相似气候和建筑条件下的能耗数据进行横向比对，从而得到横向相似建筑环境下最佳节能方案，并把相关数据信息传输至二级节能管控系统，二级节能管控系统根据一级节能管控系统的优化方案对本级管控的各三级节能管控系统进行数据调整和节能优化。
[0007]所述的二级节能管控系统，其特征在于二级节能管控系统包括控制主机，存储设备、网络通信控制器及系统软件，系统软件采用B/S构架，管控本级权限下的建筑节能系统，三级节能管控系统的数据信息通过网络通信控制器传输至二级控制主机并存储在存储设备里，由系统软件对相关信息进行分析，挖掘，比对和优化，并作出相应的预警信息和优化方案，控制主机把预警信息和三级节能管控系统的实时数据通过显示屏显示出来，通过控制主机进行查询和监控，并把优化方案数据通过网络通信控制器传输至三级节能管控系统，同时二级节能管控系统根据本级分布于同一地区的相似气候和建筑条件下的能耗数据进行纵向比对，从而得到纵向相似建筑环境下最佳节能方案，并把相关数据信息下传至三级节能管控系统，对三级现场管控系统进行系统优化，同时把本级节能管控的实时信息通过网络信息控制器上传至一级节能管控系统。
[0008]所述的三级节能管控系统即现场节能管控系统，其特征在于三级节能管控系统包括工业控制机，嵌入式控制模块，存储设备、用能设备，数据信息传感器，网络通信控制器及系统软件。用能设备安装有数据信息传感器，数据信息传感器把用能设备的运转信息和能耗情况传输至嵌入式控制模块，嵌入式控制模块根据用能设备的现场环境情况和运转情况对设备运行进行调整，已达到节能最优化效果，嵌入式控制模块通过网络通信控制器与工业控制机相连，并把用能设备的实时运转情况及设备现场的环境情况传输至工业控制机，工业控制机把获取的用能设备的运行信息存储到存储设备，由软件系统对存储设备的相关数据信息进行分析、挖掘、比对和优化，工业控制机把最优化的运行信息发送至嵌入式控制模块，嵌入式控制模块根据工业控制机的最优指令和用能设备的现场环境实时控制用能设备的最优节能模式下运行，工业控制主机把本单元管控下的用能设备的最优运行信息通过网络通信控制器传输至二级节能管控系统，并接受二级节能管控系统的优化指令，同时，工业控制主机把本单元用能设备的实时运转和能耗情况通过显示屏显示出来。
[0009]所述的用能设备包括机电设备，照明设备，供冷(暖)设备，供水设备及供气设备，其特征在于有源设备通过电力载波进行数据传输，无源设备通过有源传感器进行数据信号传输。
[0010]所述的机电设备包括空调机组，电梯机组，通风电机、水泵、气泵机组和现场实时环境信息采集器，其特征在于所述的机组和电机均有工频和变频切换装置，环境信息采集器获取各机组和电机的现场温度、湿度、水和气的压力信息，并把实时信息传输至嵌入式控制模块，嵌入式控制模块根据设备的现场环境实时信息，发出相应的工作指令，各机组和电机在当前指令模式下运行。
[0011]所述的照明设备包括照明灯和实时环境信息采集器，环境信息采集器采集照明灯现场亮度和有无人员活动信息，并把实时信息传输至嵌入式控制模块，嵌入式控制模块根据实时环境信息发出开灯或关灯指令。
[0012]所述的环境信息采集器，其特征在意环境信息采集器有I/O接口与嵌入式控制模块连接，实时把用能设备现场环境信息输送至嵌入式控制模块进行通信。
[0013]本发明的有益效果
采用上述方案，本发明通过建筑节能三级联控系统，实现一、二级优化管控，第三级节能管控系统与嵌入式控制模块相结合，根据现场的温度，湿度，照度及压力情况，并通过嵌入式控制模块进行分析处理，把相关的实时环境信息与控制主机的最优指令信息比较，从而控制用能设备的工作模式，实现最优化运行，最大化节能，同时，采用三级管理模式，实现科技产品节能和智能管理节能的双重节能相结合，提高建筑内整体能效利用率和节能与舒适的统一，有利于节能产品的推广和节能减排的实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的一种【具体实施方式】示意图。
[0015]1、一级节能管控系统，2、二级节能管控系统，3、三级节能管控系统，4、控制主机，
5、工业控制机，6、存储设备，7、系统软件，8、网络信息控制器，9、嵌入式控制模块，10、用能设备，11、环境信息采集器，12、数据信息传感器。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图1和具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0017]本实施例提供了嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统，所述嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统，包括:一级节能管控系统1、二级节能管控系统2和三级节能管控系统3，其特征在于所述的一级节能管控系统I为最高级节能管控系统即管理中心系统，二级节能管控系统2是不同地理区域的分中心，三级节能管控系统3是现场节能管控中心。
[0018]如图1所示，所述一级节能管控系统1，包括:控制主机4，存储设备6、网络通信控制器8及系统软件7，系统软件7采用B/S构架，服务根据不同的用户登录权限来限制检测界面的显示内容，二级节能管控系统2的数据信息通过网络通信控制器8传输至一级控制主机4并存储在存储设备6里，由系统软件7对相关信息进行分析，挖掘，比对和优化，并作出相应的预警信息和优化方案，控制主机4把预警信息和二级节能管控系统2的实时数据通过显示屏显示出来，通过控制主机4进行查询和监控，并把优化方案数据通过网络通信控制器8传输至二级节能管控系统2，同时一级节能管控系统I根据分布于不同地区的相似气候和建筑条件下的能耗数据进行横向比对，从而得到横向相似建筑环境下最佳节能方案，并把相关数据信息传输至二级节能管控系统2，二级节能管控系统2根据一级节能管控系统I的优化方案对本级管控的各三级节能管控系统3进行数据调整和节能优化。
[0019]其中，所述二级节能管控系统2，其特征在于二级节能管控系统2包括控制主机4，存储设备6、网络通信控制器8及系统软件7，系统软件7采用B/S构架，管控本级权限下的建筑节能系统，三级节能管控系统3的数据信息通过网络通信控制器2传输至二级控制主机4并存储在存储设备6里，由系统软件对相关信息进行分析，挖掘，比对和优化，并作出相应的预警信息和优化方案，控制主机4把预警信息和三级节能管控系统3的实时数据通过显示屏显示出来，通过控制主机4进行查询和监控，并把优化方案数据通过网络通信控制器8传输至三级节能管控系统3，同时本级节能管控系统根据分布于同一地区的相似气候和建筑条件下的能耗数据进行纵向比对，从而得到纵向相似建筑环境下最佳节能方案，并把相关数据信息下传至三级节能管控系统3，对三级现场管控系统3进行系统优化。
[0020]所述的三级节能管控系统3即现场节能管控系统，其特征在于三级节能管控系统3包括工业控制机5，嵌入式控制模块9，存储设备6，用能设备10，数据信息传感器12，网络通信控制器8及系统软件7。用能设备10安装有数据信息传感器12，数据信息传感器12把用能设备10的运转信息和能耗情况传输至嵌入式控制模块9，嵌入式控制模9块根据用能设备10的现场环境情况和运转情况对设备运行进行调整，已达到节能最优化效果，嵌入式控制模块9通过网络通信控制器8与工业控制机5相连，并把用能设备10的实时运转情况及设备现场的环境情况传输至工业控制机5，工业控制机5把获取的用能设备10的运行信息存储到存储设备6，由软件系统对存储设备6的相关数据信息进行分析、挖掘、比对和优化，工业控制机5把最优化的运行信息发送至嵌入式控制模块9，嵌入式控制模块9根据工业控制机5的最优指令和用能设备的现场环境实时控制用能设备10的最优节能模式下运行，工业控制主机9把本单元管控下的用能设备10的最优运行信息通过网络通信控制器8传输至二级节能管控系统2，并接受二级节能管控系统2的优化指令，同时，工业控制主5机把本单元用能设备10的实时运转和能耗情况通过显示屏显示出来。
[0021]所述的用能设备10包括机电设备，照明设备，供冷(暖)设备，供水设备及供气设备，其特征在于有源设备通过电力载波进行数据传输，无源设备通过有源传感器进行数据信号传输。
[0022]所述的机电设备包括空调机组，电梯机组，通风电机、水泵、气泵机组和现场实时环境信息采集器11，其特征在于所述的机组和电机均有工频和变频切换装置，环境信息采集器11获取各机组和电机的现场温度、湿度、水和气的压力信息，并把实时信息传输至嵌入式控制模块9，嵌入式控制模块9根据设备的现场环境实时信息，发出相应的工作指令，各机组和电机在当前指令模式下运行。
[0023]所述的照明设备包括照明灯和实时环境信息采集器11，环境信息采集器11采集照明灯现场亮度和有无人员活动信息，并把实时信息传输至嵌入式控制模块9，嵌入式控制模块9根据实时环境信息发出开灯或关灯指令。
[0024]所述的环境信息采集器11，其特征在意环境信息采集器11有I/O接口与嵌入式控制模块连接9，实时把用能设备10现场环境信息输送至嵌入式控制模块9并进行通信。
[0025]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统，包括:一级节能管控系统、二级节能管控系统和三级节能管控系统，其特征在于所述的一级节能管控系统为最高级节能管控系统即管理中心系统，二级节能管控系统是不同地理区域的分中心，三级节能管控系统是现场节能管控中心， 所述的一级节能管控系统，包括:控制主机，存储设备、网络通信控制器及系统软件，系统软件采用B/S构架，服务根据不同的用户登录权限来限制检测界面的显示内容，二级节能管控系统的数据信息通过网络通信控制器传输至一级控制主机并存储在存储设备里，由系统软件对相关信息进行分析，挖掘，比对和优化，并作出相应的预警信息和优化方案，控制主机把预警信息和二级节能管控系统的实时数据通过显示屏显示出来，通过控制主机进行查询和监控，并把优化方案数据通过网络通信控制器传输至二级节能管控系统。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统，其特征在于所述的一级节能管控系统根据分布于不同地区的相似气候和建筑条件下的能耗数据进行横向比对，从而得到横向相似建筑环境下最佳节能方案，并把相关数据信息传输至二级节能管控系统，二级节能管控系统根据一级节能管控系统的优化方案对本级管控的各三级节能管控系统进行数据调整和节能优化。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统，其特征在于所述的二级节能管控系统，包括:控制主机，存储设备、网络通信控制器及系统软件，系统软件采用B/S构架，管控本级权限下的建筑节能系统，三级节能管控系统的数据信息通过网络通信控制器传输至二级控制主机并存储在存储设备里，由系统软件对相关信息进行分析，挖掘，比对和优化，并作出相应的预警信息和优化方案，控制主机把预警信息和三级节能管控系统的实时数据通过显示屏显示出来，通过控制主机进行查询和监控，并把优化方案数据通过网络通信控制器传输至三级节能管控系统。
4.根据权利要求1或3所述的基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统，其特征在于二级节能管控系统根据本级分布于同一地区的相似气候和建筑条件下的能耗数据进行纵向比对，从而得到纵向相似建筑环境下最佳节能方案，并把相关数据信息下传至三级节能管控系统，对三级现场管控系统进行系统优化，同时把本级节能管控的实时信息通过网络信息控制器上传至一级节能管控系统。
5.根据权利要求1所述的基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统，其特征在于所述的三级节能管控系统包括工业控制机，嵌入式控制模块，存储设备、用能设备，数据信息传感器，网络通信控制器及系统软件，用能设备安装有数据信息传感器，数据信息传感器把用能设备的运转信息和能耗情况传输至嵌入式控制模块，嵌入式控制模块根据用能设备的现场环境情况和运转情况对设备运行进行调整，已达到节能最优化效果，嵌入式控制模块通过网络通信控制器与工业控制机相连，并把用能设备的实时运转情况及设备现场的环境情况传输至工业控制机，工业控制机把获取的用能设备的运行信息存储到存储设备，由软件系统对存储设备的相关数据信息进行分析、挖掘、比对和优化，工业控制机把最优化的运行信息发送至嵌入式控制模块，嵌入式控制模块根据工业控制机的最优指令和用能设备的现场环境实时控制用能设备的最优节能模式下运行，工业控制主机把本单元管控下的用能设备的最优运行信息通过网络通信控制器传输至二级节能管控系统，并接受二级节能管控系统的优化指令，同时，工业控制主机把本单元用能设备的实时运转和能耗情况通过显示屏显示出来。
6.根据权利要求1或5所述的基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统，其特征在于所述的用能设备包括机电设备，照明设备，供冷(暖)设备，供水设备及供气设备，其特征在于有源设备通过电力载波进行数据传输，无源设备通过有源传感器进行数据信号传输。
7.根据权利要求1或5所述的基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统，其特征在于所述的机电设备包括空调机组，电梯机组，通风电机、水泵、气泵机组和现场实时环境信息采集器，其特征在于所述的机组和电机均有工频和变频切换装置，环境信息采集器获取各机组和电机的现场温度、湿度、水和气的压力信息，并把实时信息传输至嵌入式控制模块，嵌入式控制模块根据设备的现场环境实时信息，发出相应的工作指令，各机组和电机在当前指令模式下运行。
8.根据权利要求1或5所述的基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统，其特征在于所述的照明设备包括照明灯和实时环境信息采集器，环境信息采集器采集照明灯现场亮度和有无人员活动信息，并把实时信息传输至嵌入式控制模块，嵌入式控制模块根据实时环境信息发出开灯或关灯指令。
9.根据权利要求1或5所述的基于嵌入式公共建筑节能智能三级节能管控系统，其特征在于所述的环境信息采集器，其特征在意环境信息采集器有I/o接口与嵌入式控制模块连接，实时把用能设备现场环境信息输送至嵌入式控制模块进行通信。
【文档编号】G05B19/418GK104317260SQ201410496476
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】王干, 席文民, 袁泉, 陈聪明, 王学文 申请人:安徽国源节能技术研究院有限公司