基于物聯(lián)網(wǎng)的樓宇能耗智能管理研究

深圳市龍崗職業(yè)技術(shù)學(xué)校 尹 勇 倪 敏 楊 燁

一、前言

目前深圳的一些大型樓宇采用敞開式設(shè)計，空調(diào)的運轉(zhuǎn)負荷較大；為了室內(nèi)照度均勻性，過度使用人工照明；用玻璃幕墻作外墻，導(dǎo)熱系數(shù)相對較大，對空調(diào)制冷會產(chǎn)生較大的損失；由于小部分樓宇區(qū)域辦公時間長，導(dǎo)致中央空調(diào)無效運轉(zhuǎn)能耗損失，還有深圳氣溫變化大特別是夏季時間長，導(dǎo)致能耗波動較大；會議室、個人空間使用不及時關(guān)燈，照明時間過長等，造成能耗損失。

從目前情況進行技術(shù)分析，如利用物聯(lián)網(wǎng)智能化的平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑耗能予以實時監(jiān)控，繼而提高耗能管理系統(tǒng)的智能化水平，并且能夠有效進行數(shù)據(jù)采集，是大型樓宇能耗管理相對有效解決方案的其中一種。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

依據(jù)網(wǎng)絡(luò)分層原理，從而對大型樓宇物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架進行分層：主要有對象感知層，傳輸層、應(yīng)用服務(wù)層。對象感知層：主要是借助RFID、M2M、傳感網(wǎng)絡(luò)及通信網(wǎng)絡(luò)感知物理對象，從而獲取相關(guān)的信息內(nèi)容。具體來說傳輸層而言涵蓋以下幾個部分：即數(shù)據(jù)交換層、信息整合層。數(shù)據(jù)交換層：在某種程度能夠為數(shù)據(jù)傳輸給予便捷，提供透明傳輸；信息整合層：就是針對網(wǎng)絡(luò)獲取信息內(nèi)容，從而進行分析整理；應(yīng)用服務(wù)層：一般情況是指信息轉(zhuǎn)化為主旨，提供指定服務(wù)內(nèi)容，具體來說是借助分析處理感知數(shù)據(jù)，這樣才能為用戶給予豐富特定服務(wù)。伴隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段發(fā)展速度的不斷加快，必將為大型樓宇建筑能耗管理給予技術(shù)支撐，這樣就能夠促進大型樓宇能耗管理獲得理想的效果，推動大型樓宇建設(shè)能夠最大限度減少能耗，實現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展，提供比較完善的環(huán)境，實現(xiàn)智能化的管理，以便于大型樓宇的管理效果能夠突破固有的能耗限制。

三、建筑物能耗管理系統(tǒng)

構(gòu)建能耗管理信息平臺是目前強化能耗管理的有效形式，在某種程度上能夠減少建筑物的耗能指數(shù)，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠達到良好的管理效果，準確采集數(shù)據(jù)，實時傳輸，且能夠進行完整的存儲，然后將不同類別實時信息，還有歷史數(shù)據(jù)，進行有效的對比分析，通過優(yōu)化管理策略，還有監(jiān)控不同的設(shè)備，再到合理控制能耗的目的。在具體管理過程中，通常是借助物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)、無線傳感器，還有相應(yīng)設(shè)備，與互聯(lián)網(wǎng)信息通過交互的形式，從而實現(xiàn)智能識別及管理。從體系構(gòu)架方面，主要是借助物聯(lián)網(wǎng)建筑耗能管理，具體來說是由三部分構(gòu)成：感知、傳輸及信息，首先針對感知來說，具體而言是末端感應(yīng)信息采集，還有受控等設(shè)備；傳輸則涵蓋建筑物內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，還有公共外部網(wǎng)絡(luò)，進行數(shù)據(jù)的采集和傳輸；而針對信息應(yīng)用來說，具體而言是建筑物對云服務(wù)層“云”調(diào)用，這樣才能實現(xiàn)智能控制及處理。

四、能耗計量系統(tǒng)

（一）信息采集和傳輸

對于用電設(shè)備電信號而言，主要是借助檢測電路采集，然后采集到數(shù)據(jù)周期性，借助無線通信一跳形式，或是多跳傳輸?shù)街贫ㄎ恢?，即?nèi)網(wǎng)服務(wù)器，通常情況下是借助ZigBee智能電表檢測，而對于這種檢測表來說，其本質(zhì)上而言需要解決如下問題：低成本、低消耗、低復(fù)雜，再到低傳輸率及近距離設(shè)備應(yīng)用。而這種智能電表也具有自身的特點，表現(xiàn)為設(shè)備省電、通信可靠、網(wǎng)絡(luò)自組織，自愈性相對較強，成本較低，具有極高的網(wǎng)容量，能夠確保數(shù)據(jù)的實時安全性。所以針對無線傳感計量網(wǎng)絡(luò)而言，基本上都是借助ZigBee、Mesh網(wǎng)構(gòu)建，而對于后者來說，又可以將其稱之為無線蜂窩網(wǎng)站，屬于動態(tài)的網(wǎng)站，并且是可以逐步擴展網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，任意兩個設(shè)備之間，都能夠進行無線互聯(lián)，從而確保數(shù)據(jù)傳輸可靠性。

建筑內(nèi)部，所有耗電設(shè)備的用電回路，在適當?shù)奈恢冒仓肸ig-Bee，將智能電表視為節(jié)點，并且將所有節(jié)點造成Mesh網(wǎng)。所有用戶則需要設(shè)置中心節(jié)點。所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)皆傳送至ZigBee適配器，借助適配器到達ZigBee中心節(jié)點位置，予以集中，而針對中心節(jié)點來說，接收不同電量數(shù)據(jù)，然后將安全傳輸至建筑監(jiān)控管理中心。

（二）信息存儲

在信息存儲的同時，則需要對信息采取數(shù)據(jù)融合處理，這就需要信息存儲系統(tǒng)能夠彰顯自身的功能性作用，從而接收不同設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)信息，并且展示可視化數(shù)據(jù)信息，與此同時，還需要注意的是，將采集到歷史數(shù)據(jù)進行整理，并且挖掘使用規(guī)律，并且能夠?qū)⒂秒娫O(shè)備信息進行交互，制定智能聯(lián)動控制方案，減少能源消耗。

（三）遠程監(jiān)控

信息發(fā)布系統(tǒng)，通常是借助互聯(lián)網(wǎng)平臺，或是GRRS網(wǎng)絡(luò)，這樣就能夠給予用戶遠程訪問，合理控制信號，將其實時傳送至所有用戶內(nèi)部網(wǎng)關(guān)，由此達到系統(tǒng)所有用電設(shè)備，還有電源，進行遠程監(jiān)控。

（四）有效控制設(shè)備能耗

空調(diào)制冷應(yīng)控制室溫不得低于26℃，照明節(jié)能應(yīng)優(yōu)先采用高效節(jié)能實用的新光源及節(jié)能控制器，同時還要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)科學(xué)的維護管理，有效控制大型樓宇能耗。

五、結(jié)語

總體來說，物聯(lián)網(wǎng)大型樓宇建筑耗能管理研究是目前的研究重點，這有利于大型樓宇能耗能夠降至最低，實現(xiàn)資源的有效利用，減少能耗的同時還能推進樓宇智能化建設(shè)更為科學(xué)、合理。本文中具體闡述了物聯(lián)網(wǎng)的大型樓宇建筑能耗管理的一種實施參考方案，以推進樓宇的智能化建設(shè)取得理想效果，促使大型樓宇建設(shè)更為科學(xué)化、人性化、智能化。