基于無線傳感網技術的建筑大樓能耗監(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、空調等建筑用能信息的基礎之上，在接收到數據進行分析之前，各類用能數據的傳輸是一個關鍵問題。傳輸主要采用綜合布線，在建筑內布設大量線纜實現傳輸，此方式存在施工復雜、代價高、影響建筑內部美觀等缺點，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，作為物聯網基礎組成的WSN（wireless sensor network，傳感網>無線傳感網）技術更適合于建筑用能信息傳輸的應用場合。

WSN是wireless sensor network的簡稱，即無線傳感器網絡。無線傳感器網絡（Wireless Sensor Network, WSN）就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內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絡系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網絡覆蓋區(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成了無線傳感器網絡的三個要素。

WSN在建筑能耗監(jiān)測中的適用性

建筑能耗監(jiān)測平臺的組網總體結構圖如圖1所示，在系統(tǒng)的數據采集端采用WSN技術進行組網。整個WSN網絡由若干個終端采集器以及一個匯聚采集器構成。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)點負責數據的采集和傳送，以及根據匯聚節(jié)點的控制命令設置相應的工作模式等；匯聚節(jié)點是網絡的中心，起到協(xié)調器和網關節(jié)點的作用，匯聚節(jié)點負責整個區(qū)域網絡的維護與數據的匯集，再將數據通過Internet/GSM/CDMA上傳到上級數據中心或中轉站。系統(tǒng)最大特點就是基于WSN技術進行信息采集，利用WSN節(jié)點與電表等與用能設備連接，通過無線自組網方式自動采集分散在各處的電、水、氣、冷熱量等實時數據，使用戶隨時監(jiān)測現場耗能設備的運行數據，為今后實施節(jié)能反饋控制系統(tǒng)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(jié)約能源成本的目的。

基于WSN技術的建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)屬于WSN與節(jié)能的交叉領域，以WSN和計算機信息處理為技術核心，建設先進、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。

在各種無線傳感網技術中，ZigBee的自組網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)的應用，在節(jié)點分散、數量眾多、低速率傳輸的能耗監(jiān)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(jiān)測系統(tǒng)數據傳輸的技術。

除了組網方便、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備的網絡，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，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技術的建筑能耗動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現建筑能耗數據的實時采集、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)還可以實現室內溫濕度的遠程監(jiān)測，分析房間內的實時溫濕度變化，配合節(jié)能運行管理。系統(tǒng)具有如下幾大功能：

1. 能耗數據采集功能——對各種耗能設備的能耗數據進行實時自動采集；

2. 無線內網傳輸——采用無線內網傳輸連接數據采集、監(jiān)控中心和用戶終端的媒介；

3. 數據顯示、統(tǒng)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顯示，自動生成實時曲線、實時數據報表、歷史曲線、日月年報表等資料；

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

5. 綜合評價功能——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(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。