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背景
在我國目前的能耗結(jié)構(gòu)中，建筑所造成的能源消耗，已占我國總的商品能耗的20％～30％。而建筑運(yùn)行的能耗，包括建筑物照明、采暖、空調(diào)和各類建筑內(nèi)使用電器的能耗，將一直伴隨建筑物的使用過程而發(fā)生。在建筑的全生命周期中，建筑材料和建造過程所消耗的能源一般只占其總的能源消耗的20％左右，大部分能源消耗發(fā)生在建筑物的運(yùn)行過程中。
建筑節(jié)能主要是為了降低各類建筑運(yùn)行過程中消耗的能源。根據(jù)建筑能耗特點(diǎn)的不同，建筑可分為三類：住宅建筑，一般性非住宅建筑和大型公共建筑。根據(jù)對大量數(shù)據(jù)的研究，大型公共建筑的單位面積能耗是前兩類建筑的4～8倍。具有很大的節(jié)能潛力。本系統(tǒng)是著重針對大型公共建筑運(yùn)行能耗的計(jì)量及節(jié)能診斷而研發(fā)的系統(tǒng)。
總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，通過現(xiàn)場總線將多功能電子式計(jì)量儀表數(shù)據(jù)通過通訊服務(wù)器上傳至現(xiàn)場服務(wù)器，系統(tǒng)采用TCP/IP傳輸協(xié)議連接現(xiàn)場采集終端和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。現(xiàn)場服務(wù)器軟件采用紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件，支持windows2000、XP、2003、Vista、Win7、2008等多種操作系統(tǒng)，支持ODBC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫和OPC、DDE等多種外部通訊接口，組態(tài)化操作界面經(jīng)過簡單配置即可滿足目標(biāo)能耗計(jì)量的要求，軟件具有開放性、分布式、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、WEB瀏覽、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能，構(gòu)成本地建筑能耗監(jiān)測與診斷平臺。
系統(tǒng)框架
系統(tǒng)涵蓋建筑各類能耗統(tǒng)計(jì)和分析，并著重于電能的分項(xiàng)計(jì)量。實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)采集輸入、實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果提示的全過程能耗監(jiān)管。
能耗數(shù)據(jù)采集、存儲、查詢、發(fā)布、轉(zhuǎn)發(fā)、處理、分析功能按照模塊化設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)使用紫金橋軟件實(shí)現(xiàn)，各功能塊自由添加，形成完整的能耗診斷流程。
系統(tǒng)通過現(xiàn)成計(jì)量儀表實(shí)時(shí)采集電、水、氣等各類能耗數(shù)據(jù)，經(jīng)通訊服務(wù)器上傳至現(xiàn)場服務(wù)器，軟件按不同用途對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。紫金橋軟件數(shù)據(jù)庫直接從儀表中讀取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)分析和歷史查詢數(shù)據(jù)源，將數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換計(jì)算和信息存儲、條件查詢分開管理。軟件和外部進(jìn)行通訊，將能耗處理結(jié)果提供給本地和網(wǎng)絡(luò)其他應(yīng)用軟件，或者從其他應(yīng)用軟件獲取信息，形成開放的數(shù)據(jù)交換渠道，用戶通過C/S和B/S兩種遠(yuǎn)程訪問模式。
功能描述
系統(tǒng)管理功能
系統(tǒng)管理功能實(shí)現(xiàn)對用戶信息和系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行配置，系統(tǒng)要求不同的能耗查詢管理權(quán)限，模塊實(shí)現(xiàn)添加不同等級的用戶，刪除用戶，用戶信息更改，用戶系統(tǒng)權(quán)限分配。該功能只有最高等級的用戶賬號可以使用，該高級用戶可以新建不同等級的新賬戶，并對已有用戶進(jìn)行信息修改包括密碼修改，并能夠?qū)σ延泻托陆ㄙ~戶分配系統(tǒng)使用權(quán)限，設(shè)定賬戶的制定范圍內(nèi)有限度的使用軟件。
數(shù)據(jù)組態(tài)功能
紫金橋軟件提供靈活的I/O設(shè)備組態(tài)和數(shù)據(jù)庫組態(tài)方式。硬件設(shè)備一般通過串口和以太網(wǎng)等方式與上位機(jī)交換數(shù)據(jù)，各種設(shè)備類型選擇相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，完成IO組態(tài)。在數(shù)據(jù)庫組態(tài)中，通過數(shù)據(jù)庫變量和這些I/O設(shè)備寄存器內(nèi)讀取上來的二進(jìn)制的值轉(zhuǎn)換為有物理意義的工程量值，以便于其他模塊可以直接調(diào)用這些參變量用來實(shí)時(shí)顯示或作其他處理。
能耗數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)儲方法
對現(xiàn)場采集上來的大量的數(shù)據(jù)信息的存儲是能耗計(jì)量分析工作的關(guān)鍵步驟之一，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)對這些大量數(shù)據(jù)的方便準(zhǔn)確的讀取和轉(zhuǎn)儲，這是進(jìn)行能耗分析的保證。紫金橋軟件中的過程數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)I/O調(diào)度程序的通訊，獲取現(xiàn)場控制設(shè)備的采集數(shù)據(jù)，過程數(shù)據(jù)庫作為一個(gè)數(shù)據(jù)源在本地給其他程序提供實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。紫金橋軟件是一個(gè)開放的系統(tǒng)，可以作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，也可以給其他數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫之間可以相互通信，并支持多種通信方式：如TCP/IP、串行通信、撥號、無線等方式，運(yùn)行在其他網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)的第三方系統(tǒng)可以通過OPC、ODBC、API/SDK等接口方式訪問能耗數(shù)據(jù)庫。
圖形界面顯示
軟件采用組態(tài)方式最大的特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成，只需要利用開發(fā)平臺中的各種功能模塊進(jìn)行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易的實(shí)現(xiàn)監(jiān)控層的各項(xiàng)功能。
軟件的一項(xiàng)重要工作是進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖形顯示，平臺開發(fā)了實(shí)時(shí)趨勢、歷史趨勢、歷史棒圖（提供棒圖、餅圖、XY曲線圖等圖形類型）等功能模塊，根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)膱D形組件進(jìn)行組態(tài)就可以很方便的實(shí)現(xiàn)圖形顯示這一功能，而且由于是采用組態(tài)方式實(shí)現(xiàn)，就可以很簡單地實(shí)現(xiàn)刪除和增加圖形顯示模塊。
對應(yīng)于組態(tài)化的圖形開發(fā)，開發(fā)平臺中的數(shù)據(jù)采用“點(diǎn)”結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行管理，點(diǎn)是很多監(jiān)控參數(shù)的集合，這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是為了方便組態(tài)引用。
能耗數(shù)據(jù)交換與瀏覽
為了解決異構(gòu)環(huán)境下不同系統(tǒng)之間的通信，用戶需要系統(tǒng)與第三方廠商提供的應(yīng)用程序之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，本系統(tǒng)支持目前Windows平臺下軟件間的數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)交換，包括：DDE、OPC、ODBC、ModBus等。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一種分布式結(jié)構(gòu)。用戶的應(yīng)用程序可以分散在網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器分別處理各個(gè)監(jiān)控對象的數(shù)據(jù)采集、歷史數(shù)據(jù)保存、報(bào)警處理等，然后運(yùn)行在其他工作站上的客戶端應(yīng)用程序，可以通過網(wǎng)絡(luò)對這些服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、管理。本軟件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫可以相互訪問，互為服務(wù)器和客戶端方式，可以靈活的構(gòu)成各種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，靈活的構(gòu)成B/S和C/S方式網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)之間訪問可以通過串口、Modem、電臺、移動(dòng)GPRS等來互相訪問。
開發(fā)平臺提供的WEB功能能夠使網(wǎng)絡(luò)中作為客戶的PC機(jī)無須安裝紫金橋軟件，而通過瀏覽器直接瀏覽本軟件的畫面。具體只需在WEB服務(wù)器端安裝本軟件，通過本軟件的IIS來完成HTTP發(fā)布功能。用戶可以從Internet通過IE瀏覽器直接瀏覽軟件畫面，查看建筑物內(nèi)的能耗情況，如查看實(shí)時(shí)電量監(jiān)測界面、能耗數(shù)據(jù)界面、瀏覽能耗報(bào)表、查看能耗分析情況等。
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