基于LoRa的智能建筑能耗管理系统分析与设计
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如何利用Lora技术实现智能能源管理近年来,随着可再生能源的发展和能源消耗的增加,智能能源管理越来越受到关注。
传统的能源管理方式已经无法满足大规模的能源需求和管理的需求。
因此,利用Lora技术来实现智能能源管理成为一种新的解决方案。
本文将介绍Lora技术的基本原理、智能能源管理的需求以及如何利用Lora技术来实现智能能源管理,以期对读者有所启发。
一、Lora技术的基本原理Lora(Long Range)技术是一种低功耗的无线通信技术,其特点是长距离传输、低功耗和高可靠性。
Lora技术基于低速、窄带宽的频移键控调制技术(FSK),通过使用长距离和低功耗的通信模块,可以在城市、农村等各种环境下实现远距离的通信。
Lora技术主要由三部分组成:终端设备(如传感器、智能电表等)、网关和网络服务器。
终端设备通过Lora模块与网关进行通信,然后将数据传输到网络服务器,实现设备之间的远程通信。
二、智能能源管理的需求随着能源消耗的增加和全球对可持续发展的需求,智能能源管理成为一种必要的解决方案。
传统的能源管理方式通常是由人工收集数据和进行管理,工作效率低下且容易出错。
而利用Lora技术来实现智能能源管理可以实现以下需求:1. 实时监测和分析能源使用情况:通过Lora技术,传感器可以实时监测能源的使用情况,包括电力、水和气体等。
这些数据可以通过无线通信传输到网络服务器,并进行分析和管理。
通过实时监测和分析,能源管理者可以了解能源的使用状况,并采取相应的措施来节约能源。
2. 远程控制和调节能源使用:通过Lora技术,能源管理者可以远程控制和调节能源的使用。
例如,他们可以远程打开或关闭某个设备,或者调节设备的能源使用。
这样能够方便地管理能源的使用,并且可以根据实际需求进行灵活的调整。
3. 故障检测和修复:利用Lora技术,能源管理者可以及时检测设备的故障并进行修复。
传感器可以实时检测设备的工作情况,并将故障信息传输到网络服务器。
Lora技术在智能建筑管理系统中的应用策略智能建筑管理系统是当今社会智能化发展的重要组成部分,它通过优化建筑物的能源利用、提高设备运行效率和便捷的管理手段,为用户带来更加舒适与高效的室内环境。
而Lora技术作为一种低功耗广域网通信技术,正逐渐成为智能建筑管理系统中的重要应用策略。
本文将就Lora技术在智能建筑管理系统中的应用策略进行探讨。
首先,Lora技术在智能建筑管理系统中的应用策略体现在其高效的通信能力上。
作为一种基于无线射频通信的技术,Lora具备广域网通信的能力,可以实现建筑物各种设备之间的连接与通信。
无论是传感器、可控设备还是监控系统,都可以通过Lora技术进行数据交换和信息传递,实现智能建筑管理系统的高效运行。
与传统无线通信相比,Lora技术具备更长的通信距离和更低的功耗,这使得其在建筑物内部或多层楼之间的通信中更加可靠和稳定。
其次,Lora技术在智能建筑管理系统中的应用策略还体现在其低功耗和长寿命的特点上。
智能建筑管理系统中的各种设备需要不断地进行数据采集、传输和处理,因此能效的考量是非常重要的。
Lora技术采用了低功耗的设计,其在数据传输时的功耗非常低,可以满足智能建筑管理系统对长时间运行的要求。
此外,Lora技术还具备长寿命的特点,其节点设备可以通过优化节能措施和低功耗设计,延长设备的使用寿命,减少能源的浪费,进一步提高智能建筑管理系统的能效。
同时,Lora技术在智能建筑管理系统中的应用策略还体现在其良好的穿透能力和抗干扰能力上。
智能建筑管理系统中的设备和传感器往往需要穿越建筑物的墙壁和楼层进行通信。
而Lora技术具备良好的穿透能力,可以在建筑物内不同位置间实现稳定的通信。
此外,Lora技术还具备较强的抗干扰能力,可以抵御建筑物内部其他无线设备的干扰,确保智能建筑管理系统的正常运行。
此外,Lora技术在智能建筑管理系统中的应用策略还包括其开放性和灵活性。
Lora技术采用了开放的通信协议和标准,可以与各种智能建筑管理系统的设备和平台进行无缝对接。
通过LoRa实现智能楼宇建筑管理的步骤和技巧随着物联网技术的不断发展,智能楼宇管理成为了当代社会中的一个重要课题。
而LoRa(Long Range)技术作为一种低功耗、远距离、宽带宽的无线通信技术,可以为智能楼宇建筑管理提供有效的解决方案。
本文将探讨通过LoRa实现智能楼宇建筑管理的步骤和技巧。
第一步是部署LoRa网络。
在实现智能楼宇建筑管理之前,首先需要在目标区域内构建一个覆盖范围广、信号稳定的LoRa网络。
LoRa网络由网关和节点组成,网关负责接收和发送数据,而节点则是数据的源头。
在安装网关和节点时,需要考虑建筑物的结构和布局,选择适当的位置以确保信号的覆盖能力。
同时,需要根据实际需求确定所需的网关和节点数量,并合理规划它们的位置,以避免盲区和信号干扰。
第二步是选择合适的传感器和设备。
智能楼宇管理需要通过各种传感器和设备来收集和监控建筑物内部的信息。
传感器可以用于监测温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等环境参数,设备则可以用于控制照明、空调、门禁系统等。
在选择传感器和设备时,需要考虑其与LoRa网络的兼容性和稳定性,并根据实际需求确定所需的数量和型号。
第三步是编写和调试应用程序。
LoRa网络中的节点需要通过应用程序来控制和管理传感器和设备。
在编写应用程序时,需要深入了解传感器和设备的工作原理和通信协议,并根据不同的需求和场景定制相应的逻辑和算法。
同时,需要进行详细的调试和测试,确保应用程序的稳定性和可靠性。
第四步是数据处理和分析。
通过LoRa网络收集的数据可以提供有关建筑物各个方面的信息,如能源消耗、设备运行状态、环境质量等。
为了更好地管理和优化建筑物的运行,需要对数据进行处理和分析。
可以使用数据分析工具和算法来识别潜在问题和优化建议,并及时采取相应的措施。
第五步是安全和隐私保护。
智能楼宇管理涉及大量敏感信息,如用户隐私、设备控制权等。
为了保障用户的安全和隐私,需要采取一系列安全措施,如数据加密、访问控制、权限管理等。
Lora技术在智能建筑管理中的应用与性能评估随着物联网的兴起,智能建筑管理成为未来城市发展的重要趋势之一。
传统的建筑管理方式已经无法满足日益复杂的需求,而Lora技术作为一种低功耗、长距离通信技术,被广泛应用于智能建筑管理系统中。
本文将探讨Lora技术在智能建筑管理中的应用,并对其性能进行评估。
一、Lora技术在智能建筑管理中的应用智能建筑管理系统是将物联网技术应用于建筑设备、设施、能源等方面的管理系统。
它通过传感器、控制器、通信设备等硬件组成,实现对建筑内各个环节的实时监测和集中控制。
而Lora技术则是通过无线射频信号传输数据的一种技术。
1. 环境监测与控制智能建筑管理系统中的环境监测与控制是其重要应用之一。
通过在建筑内的各个关键节点安装Lora传感器,可以实时监测室内温度、湿度、光照等参数。
通过数据分析和控制策略,可以实现对空调、灯光等设备的自动控制,提高室内环境的舒适性并节约能源。
2. 用电监测与管理智能建筑中的用电管理是重要的节能手段之一。
通过在建筑内安装Lora电能监测装置,可以实时监测用电情况,并将数据传输至中心控制系统。
中心控制系统可以对建筑内各个用电设备的用电情况进行分析,制定用电策略,提高用电效率,并减少能源浪费。
3. 安全监测与预警安全监测是智能建筑管理系统中的核心功能之一。
通过在建筑内安装Lora传感器,可以实时监测火灾、水浸、煤气泄露等安全隐患,并及时向中心控制系统发送预警信息。
中心控制系统可以快速响应,并采取控制措施,保障建筑内人员的安全。
二、Lora技术在智能建筑管理中的性能评估1. 通信距离与信号强度Lora技术的优势之一是其长距离通信能力。
在智能建筑管理系统中,各个节点之间的通信距离可能较远,因此Lora技术的通信距离对系统的稳定性和可靠性有着重要影响。
在实际应用中,需要评估Lora技术在不同环境下的通信距离和信号强度,以保证系统的正常运行。
2. 数据传输速率智能建筑管理系统中需要实时采集和传输大量的数据,因此Lora技术的数据传输速率也是性能评估的重要指标之一。
基于LoRa技术的智能家居电力管理系统设计智能家居电力管理系统是一种基于互联网科技的前沿技术应用,它通过物联网设备和各种传感器的组合,实现对家庭电力的智能监测、控制和管理。
而基于LoRa技术的智能家居电力管理系统设计,可以提供一种低功耗、长距离、高可覆盖的无线通信方式,使得智能家居系统更加高效、可靠和智能化。
本文将详细介绍基于LoRa技术的智能家居电力管理系统的设计原理、功能以及优势。
一、设计原理基于LoRa技术的智能家居电力管理系统设计,主要包括三个核心组成部分:物理层设备、网关和云平台。
首先,物理层设备包括各种测量装置和传感器,如电力测量仪、温湿度传感器、烟雾传感器等,用于实时监测家庭电力消耗情况和环境状态。
这些设备通过LoRa通信模块与网关相连,将采集到的数据传输到网关。
其次,网关是连接物理层设备和云平台的重要中转设备。
它负责接收来自物理层设备的数据,并通过LoRa无线通信技术将数据传输到云平台。
同时,网关还可以接收云平台发送的指令,控制物理层设备的运行。
网关具备较高的计算能力和存储能力,能够对传输的数据进行处理和拓展,提高系统的稳定性和可靠性。
最后,云平台作为整个智能家居电力管理系统的核心,负责接收、存储和处理网关传输的数据。
云平台具备强大的数据处理能力,可以对接收到的家庭电力数据进行分析和统计,并生成相应的使用报告和建议。
同时,云平台还可以实现用户与智能家居系统的远程交互和控制,为用户提供更加便捷的使用体验。
二、功能描述基于LoRa技术的智能家居电力管理系统设计具备以下主要功能:1. 实时监测与数据采集:系统能够通过测量装置和传感器实时监测家庭的电力消耗情况、环境温湿度等重要数据,并采集到云平台进行处理和分析。
2. 远程控制与智能化:用户可以通过手机应用或者云平台对智能家居设备进行远程控制,如打开灯光、调整温度等,实现智能化的家居管理。
3. 能耗统计与分析:系统能够对家庭电力消耗情况进行统计和分析,提供能耗报告和建议,帮助用户合理利用电力资源,节约能源。
使用Lora技术实现智能能源管理系统引言:在当今社会,能源管理是一个热门话题。
随着人口的增长和城市化进程的不断加速,对能源的需求也与日俱增。
传统的能源供应模式已经无法满足我们的需求,因此我们需要一种智能的能源管理系统来优化能源使用和提高效率。
LoRa技术作为一种低功耗广域网技术,为智能能源管理系统的实现提供了有力的支持。
本文将介绍使用LoRa技术实现智能能源管理系统的原理、优势和应用。
第一部分:LoRa技术简介1.1 LoRa技术的基本原理LoRa(Long Range)是一种低功耗广域网技术,由Semtech公司开发。
它通过利用扩频调制技术实现了远距离的通信,能够在城市环境和室内提供广覆盖的通信能力。
LoRa技术可以在多个频段中选择,并且具备很好的抗干扰能力和低功耗特性,适用于物联网应用场景。
1.2 LoRa技术在能源管理中的应用LoRa技术在能源管理中有广泛的应用。
它可以用于智能电表、智能家居、能源监测等领域,实现对能源的实时监测和控制。
通过接入LoRa网络,能源管理系统可以实现远程抄表、异常报警、能源分析等功能,帮助用户优化能源使用,减少浪费。
第二部分:智能能源管理系统的实现2.1 硬件架构设计智能能源管理系统的硬件架构包括传感器、通信模块和云平台。
传感器负责检测能源的使用情况,例如电流、电压、功率等参数。
LoRa通信模块负责将传感器采集到的数据发送到云平台,同时接收命令控制能源设备的操作。
云平台负责存储和分析数据,并提供用户界面供用户查看和操作。
2.2 软件开发及系统集成在软件开发方面,智能能源管理系统需要开发传感器数据采集、通信模块驱动、云平台数据处理和用户界面等功能。
传感器数据采集模块负责实时采集传感器数据并进行存储和处理;通信模块驱动负责与LoRa通信模块进行数据收发;云平台数据处理模块负责将采集到的数据进行存储和分析,提供实时监测和报表功能;用户界面模块负责提供友好的用户界面,供用户查看统计数据和进行操作。
使用LoRa搭建智能楼宇管理系统的方法智能楼宇管理系统是利用物联网和先进的通信技术来实现对楼宇内部各种设备的远程监控和控制。
随着科技的发展,智能楼宇管理系统在提高楼宇运行效率、节能减排等方面起到了重要作用。
本文将介绍使用LoRa技术搭建智能楼宇管理系统的方法。
1. LoRa技术简介LoRa(Long Range)是一种低功耗、远距离传输的无线通信技术。
它在全球开放频段下运作,具有长距离传输、低功耗和强抗干扰能力的特点。
LoRa技术适用于物联网应用,特别是对于智能楼宇管理系统而言,它能够实现远程监测和控制,提高楼宇的管理效率。
2. 设备接入和通信模块选择在搭建智能楼宇管理系统之前,我们需要选择适合的设备接入和通信模块。
LoRaWAN是一种典型的物联网网络协议,它能够实现设备的接入和数据的传输。
基于LoRaWAN协议,我们可以选择不同类型的LoRa设备接入和通信模块,如传感器、智能开关等。
在选择时,需要考虑设备的功耗、传输距离和通信频段等因素。
3. 网关部署和网络构建物联网设备需要通过网关与云平台进行通信。
在搭建智能楼宇管理系统时,我们可以部署多个LoRa网关,通过网关将设备的数据传输到云平台。
网关的部署需要考虑楼宇的结构和布局,确保信号的覆盖范围。
同时,我们需要构建物联网网络,建立起设备与网关之间的通信链路。
4. 数据采集和处理LoRa技术可以实现对楼宇内部各种设备的数据采集,如温度、湿度、光照等信息。
采集到的数据可以通过传感器上传至云平台,并进行实时监测和分析。
在数据处理方面,我们可以利用智能算法对采集到的数据进行处理和分析,以实现对楼宇设备状态的监测和预测。
5. 远程监控和控制通过搭建智能楼宇管理系统,我们可以实现对楼宇内部各种设备的远程监控和控制。
通过云平台,管理员可以随时了解设备的运行状态,并进行远程操作和控制。
例如,管理员可以通过手机App远程调节楼宇的温度、开关灯等,实现对楼宇的智能化管理。
Lora技术在城市照明与能耗管理中的智能调光与智能控制近年来,随着科技的不断进步,智能化已经成为各行各业的发展趋势。
城市照明与能耗管理领域同样受益于智能技术的发展,尤其是Lora技术的应用,使得城市的照明和能耗管理变得更加智能化、高效化。
Lora技术是一种低功耗、长距离传输的无线通信技术,其独特的特点使得它成为城市照明与能耗管理中的理想选择。
首先,Lora技术具有较长的通信距离,可以实现更广泛的覆盖范围,使得城市中的各个角落都可以实现智能调光与控制。
其次,Lora技术的功耗非常低,可以确保设备能够长时间运行,有效降低能耗管理的成本。
此外,Lora技术还具有较高的抗干扰能力,可以在城市复杂的通信环境下稳定运行,不会受到其他无线设备的影响。
在城市照明方面,Lora技术可以实现智能调光,根据不同的时间、天气、环境等因素对灯光进行精细化控制。
传统的照明系统无法做到这一点,往往会导致能源的浪费和环境的污染。
而通过Lora技术,可以根据实际需求进行灯光的调节,使得城市的照明效果更加优化,同时减少不必要的能耗。
例如,在夜间人流量较少的地方,Lora技术可以将灯光调节为较暗的模式,减少能源的消耗;而在人流量较多的地方,则可以将灯光调节为较亮的模式,提高市民的安全感。
除了智能调光,Lora技术还可以实现城市照明的智能控制。
通过与传感器的结合,可以实现智能感知和远程控制。
例如,当有行人经过时,传感器可以感知到并通过Lora技术将信息传输给相关设备,从而实现灯光的自动开启和照明范围的调节;而当没有行人经过时,灯光可以自动关闭或降低亮度,以节约能源。
此外,借助Lora技术的远程控制功能,城市管理者可以随时随地通过手机或电脑对照明设备进行控制,提高管理的便捷性和灵活性。
在能耗管理方面,Lora技术的应用也能起到积极的作用。
通过与智能电表、智能插座等设备的连接,可以实现能耗数据的实时监测和分析。
城市管理者可以通过这些数据了解城市各个区域的能耗情况,从而制定相应的节能方案。
Lora技术在智慧建筑中的应用与研究智慧建筑是指通过融合物联网技术和信息通信技术,实现建筑物的智能化运营和管理,提供更安全、舒适、高效的居住和工作环境。
而Lora技术作为一种低功耗广域无线通信技术,正逐渐在智慧建筑领域得到广泛应用。
本文将重点探讨Lora技术在智慧建筑中的应用与研究。
一、Lora技术简介Lora技术是一种广域低功耗无线通信技术,其特点是可以在大范围内实现远距离通信。
与传统无线通信技术相比,Lora技术的传输距离更远、穿墙能力更强,同时具备低功耗和低成本的特点。
它采用了闪电电池供电和超低功耗电子组件,使得智慧建筑中的传感器和设备可以长时间运行,无需频繁更换电池。
二、Lora技术在智慧建筑中的应用1. 智能安防系统Lora技术在智慧建筑中的一个重要应用领域是智能安防系统。
利用Lora技术,可以实现对建筑物周边环境的监测和警报。
例如,通过安装Lora传感器,可以实时监测周围气体浓度、温度、湿度等环境指标,一旦检测到异常情况,可以及时发出警报并采取相应的应急措施。
同时,Lora技术还可以与视频监控系统结合,实现对建筑物内外的监控和报警。
通过这些智能安防系统的应用,可以提高建筑物的安全性和保障居民的生活质量。
2. 节能管理系统智慧建筑的节能管理是重要的一个方面。
利用Lora技术,可以实现建筑物内部各种设备的智能控制和管理。
例如,可以通过安装Lora传感器,实时监测建筑物内部的光照、温度、湿度等环境参数,并根据这些参数自动调节照明、空调等设备的运行状态。
此外,Lora技术还可以通过与智能电表结合,实现对建筑物各个用电设备的实时监测和管理,从而提高用电效率,降低能源浪费。
通过这些节能管理系统的应用,可以实现建筑物的可持续发展和环境保护。
3. 智能停车管理系统随着城市化进程加快,停车难成为一个日益突出的问题。
Lora技术在智慧建筑中的另一个应用是智能停车管理系统。
通过在停车场设备中安装Lora传感器,可以实时监测和管理停车位的使用情况。
使用LoRa技术实现智能楼宇节能控制的方法与技巧引言随着人们对节能环保的重视,智能楼宇节能控制系统逐渐成为建筑行业的热门话题。
而LoRa技术作为一种低功耗、长距离传输的无线通信技术,为智能楼宇节能控制系统的实现提供了新的手段。
本文将介绍使用LoRa技术实现智能楼宇节能控制的方法与技巧。
一、LoRa技术的基本原理LoRa技术全称是长距离低功耗无线通信技术(Long Range Low Power Wireless Communication),它采用了扩频调制和频率扩散技术,能够在低功耗的同时实现数百到数千米的通信距离。
其基本原理是通过发送端使用扩频技术将数据转换为低速率、宽带宽的信号,在接收端通过频率扩散技术将信号解析为原始数据。
二、LoRa技术在智能楼宇节能中的应用1. 环境监测与控制通过LoRa技术,可以实现楼宇内各种环境参数的监测与控制,如温度、湿度、光强等。
传感器可以采集这些参数,并通过LoRa模块将数据发送到数据中心。
数据中心可以根据接收到的数据进行智能分析,并控制楼宇系统实现节能调控。
2. 照明系统控制使用LoRa技术,可以实现楼宇内各个区域的照明系统的远程控制。
通过在每个照明设备上安装LoRa模块,可以实现对照明设备的开关、亮度调节等功能的远程控制。
同时,数据中心可以根据不同时间和环境条件,智能调控照明系统的亮度,实现最佳的节能效果。
3. HVAC系统控制楼宇内的暖通空调(HVAC)系统是能耗较大的部分。
使用LoRa技术,可以实现对HVAC系统的远程监控与控制。
通过在每个HVAC设备上安装LoRa模块,可以实时监测设备的工作状态和能耗情况,并向数据中心传输这些数据。
数据中心可以根据接收到的数据,智能调控HVAC系统的运行模式和温度控制策略,实现最佳的节能效果。
4. 电力管理与监测使用LoRa技术,可以实现对楼宇内电力的实时监测与管理。
通过在电表等设备上安装LoRa模块,可以实时监测电力的使用情况,并将数据传输到数据中心。
第33卷第2期2017年6月金陵科技学院学报J O U R N A L O F J IN L IN G IN S T I T U T E O F T E C H N O L O G YVol. 33 ,No.2June,2017D01:10.16515/ki.32-1722/n.2017.02.0009基于L o R a的智能建筑能耗管理系统分析与设计刘莎,马伟健,王诚祺,徐雷(金陵科技学院机电工程学院,江苏南京211169)摘要:智能化能耗管理系统是减少能源消耗、提高能源利用效率的有效途径。
介绍了一种基于L o R a无线技 术的智能化能耗管理系统方案。
L o R a网关能够进行多通道并行接收,同时处理多路信号,提高了网络容量,体 积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强是L o R a设备的核心优势,上述特点为基于L o R a技术的智能化能耗系 统的大规模推广提供了可能。
根据智能建筑运营的实际情况以及能耗构成确定智能化能耗管理系统的设计方案,完成智能化能耗管理系统的设计。
关键词:智能化;能耗管理;L o R a技术;系统中图分类号:T U201;T P319 文献标识码:A 文章编号:1672 - 755X(2017)02 - 0036 - 05 Analysis and Design of Intelligent Building Energy ManagementSystem Based on LoRaLIU Sha, MA Wei-jian, WANG Cheng-qi, XU Lei(Jingling Institute of Technology, Nanjing 211169, China)Abstract :T h e in te llig e n t energy m anagem ent system is n o t o n ly an im p o rta n t s o lu tio n to reduce energy c o n s u m p tio n,b u t also an e ffe ctive w a y to im p ro ve energy e ffic ie n c y.T h is paper in tro d u ce s an in te llig e n t energy m anagem ent system based on LoR a w ire le ss te c h n o lo g y.LoR a gatew ay can c a rry o u t m u lti-c h a n n e l p a ra lle l re c e p tio n,deal w ith m u ltip le s ig n a ls,and im p ro ve the n e tw o rk ca p a city.T h e re fo re,sm a ll size,lo w po w e r c o n s u m p tio n,lo n g tra n s m is s io n dista n c e,a n ti-in te rfe re n c e a b ility is th e core advantage o f L o R a e q u ip m e n t.T h e above ch a ra cte ris tic s p rovides th e p o s s ib ility oflarge-scale p ro m o tio n o f in te llig e n c e energy co n su m p tio n system based on L o R a te c h n o lo g y.T h is paper com pletes the design o f in te llig e n t energy m anagem ent system th ro u g h th e c o lle c tio n o f data a b o u t th e syste m.Key words:in te lle c tu a liz a tio n;e n e rg yco n su m p tio n m a n a g e m e n t;L oR a w ire le ss te c h n o lo g y;system随着社会不断进步,各类运营中的公共建筑物所产生的能源消耗问题也愈加严重,已然成为当今社会人们热议的话题[1]。
2008年1月3日,北京地区公布了前一年度,实施能源审计的部分大型公共建筑平均的电能消耗、水资源消耗。
通过对20个大型公共建筑进行统计,每平方米的建筑面积1年内平均耗电量为85. 4度,人均年耗电量达到3 072. 5度。
大型公共建筑年耗电量几乎占据全国城镇耗电量总数的25%。
北 京地区的大型公共建筑每平方米1年的耗电量55度至300度,超过普通民用建筑的3到5倍。
而智能化建筑能耗管理系统是通过对建筑执行能耗量化管理以及效果评估,来控制降低建筑运营过程中所消耗的能收稿日期:2017 - 05 - 12基金项目:金陵科技学院高层次人才科研启动基金(jit-b-201516)作者简介:刘莎(1982—),女,内蒙古呼和浩特人,讲师,博士,主要从事热力系统性能分析及优化研究。
第2期刘莎,等:基于LoRa的智能建筑能耗管理系统分析与设计量,最终降低建筑的运营成本,提高能源使用效率的重要解决方案[2<。
通过对大型公共建筑进行分类和分项能耗计量的解决方案称为建筑能耗管理系统,运用远程传输等方式集中收集分析能耗数据,其中包括了对重点建筑能源利用效率的在线监测和动态分析,以及相对应的软硬件设施[M]。
智能建筑能耗管理系统能够减少能源消耗,采用实时能源监控、分户分项能源统计分析、优化系统运行[h°]。
通过对重点部位的能耗设备实施监控、对能耗费率进行分析等多种方式,管理者们能够精确掌握能源消耗的组成和相应的发展趋势,制订出有目的有效果的节能减排方针。
还能将系统与蓄能装置、无功补偿装置进行联动,达 到避开峰谷、提高利用效率的目的。
因此,智能化建筑能耗管理系统作为实现建筑节能的重要手段,在国外已经得到广泛的应用,而在国内正处于研究和应用推广阶段,有着巨大的发展潜力[11]。
1智能化能耗管理系统1.1智能化能耗管理系统智能建筑是在建筑大楼的基础上,能够对信息设施及应用、建筑中设备管理问题、公共安全问题等进行系统化的管理,集结构、系统、服务、管理及其优化功能组合为一体,向人们提供舒适安全、高效便捷、节 能环保的建筑环境。
GB/T 50314—2006《智能建筑设计标准》给出了智能建筑的定义,即一个统一的建筑环境,并不是通常理解下的“设置建筑智能化系统的建筑”。
因此,智能建筑的节能方法包括3个部分:建 筑节能化、设备节能化和管理节能化。
能源管理系统是一套能将计算机智能化的管理程序,以自动化控制系统为基础编写的管理系统程序。
该系统指令能通过对建筑物中各种设备能耗参数的采集和具体分析,运用科学算法编写合理的操控指令,通过楼宇智能控制系统实现其指令操作。
1.2智能化能耗管理系统的形式及性能智能建筑能源管理系统通过计算机及通讯设备作为基本工具,针对大型公共建筑楼进行实时数据情况采集和监测开关状态,为远程管理与控制提供了便利的手段,该系统不仅能够检测、控制设备,还能通过对楼内设备监管形成任意复杂的监控系统。
该系统主要通过分层分布式的计算机网络设计结构方式,包 含3个层面:站控管理层、网络通讯层和现场设备层。
1) 站控管理层能耗监测系统的管理人员通过站控管理层实现是人为操作和设备机交互的直接方式,也是系统的最上层部分。
主要由系统软件和必要的硬件设备组成,如打印机、U P S电源等都是通过这种结构设备组成。
监测系统软件具有便捷的人机相容的方式,对采集的现场设备各类数据情况的信息计算、分析与处理形成一个高效的情况展现,通过图形、数据显示、现场声音等方式反馈现场的运行状况。
监控主机:用于数据的采集、处理以及数据转发。
给系统内、外部提供数据接人口,进行系统的管理、维护和分析等工作。
打印机:用于系统打印或者自动打印图形、报表等资料。
模拟屏:系统通过串行接口与屏幕进行数据交换,使得设备能够显示整个系统运行状况。
U P S:不间断电源,确保计算机监测系统的连续供电,当系统内发生断电时,保证站控管理层设备能够正常运行。
2) 网络通讯层通常网络通讯层由通讯管理机、以太网设备及总线网络3个部分组成。
本环节为数据信息交换的重要枢纽,不仅负责对现场设备传输汇总网络的数据信息进行采集、分类和传送等工作形成系统化的分工,还有通过转达上位机的指令对现场设备完成一系列的控制命令。
通讯管理机:用于对采集到的数据进行处理以及管理智能通讯中心,同时具备数据的采集、集中处理、前置机服务等功能。
以太网设备:包括工业级别的以太网交换机。
通讯介质:以往的系统都是采用屏蔽双绞线和光纤,目前还有无线通讯等。
金陵科技学院学报第33卷3)现场设备层现场设备层主要由智能仪表组成,作为数据信息采集的终端,拥有高可靠性、带有现场总线连接的分 布式I/O控制器构成数据采集终端的特点,能够将数据中心建筑能耗数据进行上传及储存。
测量仪表担 负着最基层也是最重要的的数据采集任务,要保证其监测的能耗数据必须具有完整性、准确性并通过网络 将数据情况进行实时传送至数据中心。
2 LoRa无线技术特点L o R a是一种无线通信技术,L o R a技术最大的特点就是超远距离和低功耗。
目前在物联网领域常用 的无线技术不外乎Z ig b e e、w i f i、蓝牙这3种。
3种技术各有其优点,适用于不同的场景,但都无法对传输 距离短这一事实给出一个令人满意的解决方案。
美国S e m e ch公司发布了一项无线电调制解调技术,即L〇R a(L〇ng R ange)广域网技术。
这项技术针 对小数据量、长距离传输的用户场景,提供了可靠的技术支持。
与此同时,L o R a技术本身低功耗、大容量 与寿命长的特点,使其能够极大地提升工作效率,减少开发成本和运营维护成本,很好地适用于建筑能耗 管理系统。
体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强是L o R a设备的核心优势,也可根据实际应用情况 调节天线增益。
上述特点为基于L o R a技术的智能化能耗系统的大规模推广提供了可能。
L o R a W A N具有典型的星形拓扑结构,L o R a网关是一个透明的中继,连接云端和终端处理设备。