楼宇能耗数据监测管理系统的开发研究

2020-01-17张彦夫

探索科学(学术版) 2019年4期

吴梵张彦夫

江西省建筑科学研究院江西南昌 330046

一、项目背景

随着江西省国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台(以下简称省级平台)与南昌、九江、宜春、新余、景德镇等地市级国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台(以下简称市级平台)纷纷成立,公共建筑能耗监测已经成为我省推进绿色建筑发展的新形势。在此形势下,许多楼宇业主对能耗监测也有了新的认识与积极性。为满足楼宇业主积极响应建筑节能的要求,楼宇能耗数据监测管理系统就因此而展开研究与开发。

二、研究内容和目标

系统软件开发设计是项目研究的重要内容。该系统使用的软件是由数个软件组成的软件集成系统。在此系统上,功能设计上要与市级平台功能一致的软件应为主体软件。其他软件则需实现对主体软件的数据接收、整合、上报的功能。因此,软件集成系统分为两层架构。第一层是数据采集层,这一层是数据采集设备上的采集软件对能耗数据进行采集并上发给建筑节能监测监控管理系统。第二层是数据整合层,这一层是楼宇能耗数据监测管理系统对数据采集设备发来的数据进行整理、计算,并将整合的数据再上发到市级平台。

图2 -1 系统软件层

三、软件设计

软件系统分为采集端和服务端两个部份。采集端软件需要实现电表数据的采集,并将数据向接收端发送；同时,采集端软件需要保证在电表数据有缺失时,能及时查到断开的仪表地址,从而保证数据的完整性。服务端软件需要接收采集端发送的数据,并将接收的数据进行整合；接收端借助展示系统把整合的数据进行展示,最后再将整合好的数据上发到市级平台。因此,系统设计分别对采集端软件与服务端软件分别进行。

3.1 数据采集端软件设计

(1)数据采集设备通讯协议软件。数据采集设备需要支持对不同协议的电表进行采集,该采集程序兼容多种协议,同时,不同型号的电表通讯协议也各不相同,所以该采集软件还需建立一个信息库以保存不同型号的电表通讯协议,从而实现同时采集多个不同型号的电表数据,收集完所需的电表协议后,再生成xml文件用来调度电表协议完成数据采集,xml文件通过EMS工具把电表型号、地址、编号输入进去后就会生成调动电表协议的xml文件,然后就可以通过EMS客户端服务进行数据采集。如果遇到网络故障,数据采集器也可以继续采集数据,直到网络恢复,EMS服务会将存在采集器本地的数据进行补发。

(2)数据采集设备与市级或省级平台对接软件。数据采集设备可以和市级或省级平台直接进行对接,完成数据传输的功能,实现方式是在EMS客户端服务软件的基础上,对电表采集的xml文件添加对市级或省级平台通讯的IP地址、端口号,并且在xml里需要对每一块电表分配其所属的电分项(电分项对应的格式会在传输规约中提到),确认无误后,就可以实现数据采集设备直接向市级或省级平台传输数据的功能。

(3)数据采集设备仪表接触监测软件。数据采集设备的采集连续性是保证数据的完整性,能耗监测系统稳定运行的重要环节,为保证采集数据是连续的,在采集设备上还需使用ModScan32软件,该软件可以监测采集设备上的仪表是否接触良好。在该软件中,选定采集器的接口编号,然后输入仪表的地址,观察右上角的两个数字是否是都在增长的,如果两个数字都在增长,那么该仪表就接触良好,如果左下方出现“TIME-OUT”字样,那么该仪表则接触不良或地址有误,应进行排查。

3.2 服务端数据处理软件设计。服务端是对数据进行接收并进行汇总计算、关联到展示系统、再上发至市级平台的角色,所以在接收端,需要部署数据汇总、展示系统、上传市平台这三个软件。

(1)数据接收与汇总软件。服务端接收数据通过Active MQ,一种在分布式系统中应用程序借以传递消息的媒介,该程序支持点对点,一对多的消息形式,在传输协议上支持TCP、SSL、NIO、UDP 等。Active MQ 无需配置,下载安装包后选择正确的系统版本安装后启动即可。Active MQ安装完毕后,数据接收与汇总工作都通过EMS服务端软件来完成。EMS服务端软件需要配置对应的数据库,之后服务端就可以接收到采集端发送的数据并进行汇总计算操作。

(2)服务端数据与市级和省级平台通讯规约对接软件。监测系统的数据还需要上传到市级平台,并与市级平台进行规约对接,因此将上传软件应符合市级平台的通讯规约。市级或省级平台与楼宇的通讯规约,主要是对能耗数据的格式有要求,分别为分项格式的要求与上传的xml数据包格式要求。完成市级或省级平台要求的分项格式后,上传市级或省级平台的软件需要生成发送到市级平台的xml数据包。

本系统软件在通讯对接设计上兼顾市级平台与省级平台的上传规约需求,可以生成并发送各自对应的数据包,对用户技术运维非常方便。