基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)技術(shù)的建筑大樓能耗監測系統

建筑節能運行和改造需建立在獲取照明、消防、空調等建筑用能信息的基礎之上，在接收到數據進(jìn)行分析之前，各類(lèi)用能數據的傳輸是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。傳輸主要采用綜合布線(xiàn)，在建筑內布設大量線(xiàn)纜實(shí)現傳輸，此方式存在施工復雜、代價(jià)高、影響建筑內部美觀(guān)等缺點(diǎn)，這是有線(xiàn)傳輸方式固有缺陷所決定的，而采用無(wú)線(xiàn)傳輸方式則能有效克服。相較于CDMA、GPRS、WLAN等傳統的無(wú)線(xiàn)傳輸方式，作為物聯(lián)網(wǎng)基礎組成的WSN（wireless sensor network，傳感網(wǎng)>無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)）技術(shù)更適合于建筑用能信息傳輸的應用場(chǎng)合。

WSN是wireless sensor network的簡(jiǎn)稱(chēng)，即無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )（Wireless Sensor Network, WSN）就是由部署在監測區域內大量的廉價(jià)微型傳感器節點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò )系統，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò )覆蓋區域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀(guān)察者。傳感器、感知對象和觀(guān)察者構成了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的三個(gè)要素。

WSN在建筑能耗監測中的適用性

建筑能耗監測平臺的組網(wǎng)總體結構圖如圖1所示，在系統的數據采集端采用WSN技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)。整個(gè)WSN網(wǎng)絡(luò )由若干個(gè)終端采集器以及一個(gè)匯聚采集器構成。通常將WSN的終端采集器稱(chēng)為采集節點(diǎn)，將匯聚采集器成為匯聚節點(diǎn)。采集節點(diǎn)負責數據的采集和傳送，以及根據匯聚節點(diǎn)的控制命令設置相應的工作模式等；匯聚節點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò )的中心，起到協(xié)調器和網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)的作用，匯聚節點(diǎn)負責整個(gè)區域網(wǎng)絡(luò )的維護與數據的匯集，再將數據通過(guò)Internet/GSM/CDMA上傳到上級數據中心或中轉站。系統最大特點(diǎn)就是基于WSN技術(shù)進(jìn)行信息采集，利用WSN節點(diǎn)與電表等與用能設備連接，通過(guò)無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)方式自動(dòng)采集分散在各處的電、水、氣、冷熱量等實(shí)時(shí)數據，使用戶(hù)隨時(shí)監測現場(chǎng)耗能設備的運行數據，為今后實(shí)施節能反饋控制系統的研發(fā)提供基礎，以達到優(yōu)化能源供應、提高能源管理水平、提高能源利用效益、減少能源損耗、節約能源成本的目的。

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

在各種無(wú)線(xiàn)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測系統的應用，在節點(diǎn)分散、數量眾多、低速率傳輸的能耗監測采集端建設中，有明顯的優(yōu)勢，是當前最適合建筑能耗監測系統數據傳輸的技術(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(diǎn)。ZigBee非常適合有大量終端設備的網(wǎng)絡(luò )，如能耗監測、樓宇自動(dòng)化等場(chǎng)合。

WSN建筑能耗動(dòng)態(tài)監測系統簡(jiǎn)介

為落實(shí)全國建筑能耗動(dòng)態(tài)監測平臺的建設，配合浙江省省級能耗監測平臺的搭建，杭州家和智能控制有限公司研發(fā)了一整套基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)技術(shù)的建筑能耗動(dòng)態(tài)監測系統，可以實(shí)現建筑能耗數據的實(shí)時(shí)采集、傳輸、初步分析、定時(shí)定點(diǎn)上傳等基本功能，并具有較強的擴展性。本系統還可以實(shí)現室內溫濕度的遠程監測，分析房間內的實(shí)時(shí)溫濕度變化，配合節能運行管理。系統具有如下幾大功能：

1. 能耗數據采集功能——對各種耗能設備的能耗數據進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)采集；

2. 無(wú)線(xiàn)內網(wǎng)傳輸——采用無(wú)線(xiàn)內網(wǎng)傳輸連接數據采集、監控中心和用戶(hù)終端的媒介；

3. 數據顯示、統計、分析和預警功能——耗能設備運行數據以圖表等形式加以直觀(guān)顯示，自動(dòng)生成實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、實(shí)時(shí)數據報表、歷史曲線(xiàn)、日月年報表等資料；

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

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