一、概述

在我國目前的能耗結構中，建筑所造成的能源消耗，已占我國總的商品能耗的20％～30％。而建筑運行的能耗，包括建筑物照明、采暖、空調和各類建筑內使用電器的能耗，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)生在建筑物的運行過程中。

建筑節(jié)能主要是為了降低各類建筑運行過程中消耗的能源。根據(jù)建筑能耗特點的不同，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行能耗的計量及節(jié)能診斷而研發(fā)的系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)總體設計

系統(tǒng)采用分布式架構，通過現(xiàn)場總線將多功能電子式計量儀表數(shù)據(jù)通過通訊服務器上傳至現(xiàn)場服務器，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)處理服務器。現(xiàn)場服務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標準數(shù)據(jù)庫和OPC、DDE等多種外部通訊接口，組態(tài)化操作界面經過簡單配置即可滿足目標能耗計量的要求，軟件具有開放性、分布式、報表統(tǒng)計、WEB瀏覽、數(shù)據(jù)轉發(fā)等功能，構成本地建筑能耗監(jiān)測與診斷平臺。

三、系統(tǒng)框架

系統(tǒng)涵蓋建筑各類能耗統(tǒng)計和分析，并著重于電能的分項計量。實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)采集輸入、實時顯示、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、結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、轉發(fā)、處理、分析功能按照模塊化設計思想，系統(tǒng)使用紫金橋軟件實現(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)成計量儀表實時采集電、水、氣等各類能耗數(shù)據(jù)，經通訊服務器上傳至現(xiàn)場服務器，軟件按不同用途對數(shù)據(jù)進行處理。紫金橋軟件數(shù)據(jù)庫直接從儀表中讀取數(shù)據(jù)，實現(xiàn)分析和歷史查詢數(shù)據(jù)源，將數(shù)據(jù)采集、轉換計算和信息存儲、條件查詢分開管理。軟件和外部進行通訊，將能耗處理結果提供給本地和網絡其他應用軟件，或者從其他應用軟件獲取信息，形成開放的數(shù)據(jù)交換渠道，用戶通過C/S和B/S兩種遠程訪問模式。

四、系統(tǒng)功能描述

1、系統(tǒng)管理功能

系統(tǒng)管理功能實現(xiàn)對用戶信息和系統(tǒng)參數(shù)進行配置，系統(tǒng)要求不同的能耗查詢管理權限，模塊實現(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)權限分配。該功能只有最高等級的用戶賬號可以使用，高級用戶可以新建不同等級的新賬戶，并對已有用戶進行信息修改包括密碼修改，并能夠對已有和新建賬戶分配系統(tǒng)使用權限，設定賬戶的制定范圍內有限度的使用軟件。

2、數(shù)據(jù)組態(tài)功能

紫金橋軟件提供靈活的I/O設備組態(tài)和數(shù)據(jù)庫組態(tài)方式。硬件設備一般通過串口和以太網等方式與上位機交換數(shù)據(jù)，各種設備類型選擇相應的驅動，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設備寄存器內讀取上來的二進制的值轉換為有物理意義的工程量值，以便于其他模塊可以直接調用這些參變量用來實時顯示或作其他處理。

3、能耗數(shù)據(jù)存儲轉儲方法

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量分析工作的關鍵步驟之一，同時要實現(xiàn)對這些大量數(shù)據(jù)的方便準確的讀取和轉儲，這是進行能耗分析的保證。紫金橋軟件中的過程數(shù)據(jù)庫負責I/O調度程序的通訊，獲取現(xiàn)場控制設備的采集數(shù)據(jù)，過程數(shù)據(jù)庫作為一個數(shù)據(jù)源在本地給其他程序提供實時和歷史數(shù)據(jù)。紫金橋軟件是一個開放的系統(tǒng)，可以作為一個網絡節(jié)點，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，運行在其他網路節(jié)點的第三方系統(tǒng)可以通過OPC、ODBC、API/SDK等接口方式訪問能耗數(shù)據(jù)庫。

4、圖形界面顯示

軟件采用組態(tài)方式最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，只需要利用開發(fā)平臺中的各種功能模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易的實現(xiàn)監(jiān)控層的各項功能。

軟件的一項重要工作是進行數(shù)據(jù)分析和圖形顯示，平臺開發(fā)了實時趨勢、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?shù)膱D形組件進行組態(tài)就可以很方便的實現(xiàn)圖形顯示這一功能，而且由于是采用組態(tài)方式實現(xiàn)，就可以很簡單地實現(xiàn)刪除和增加圖形顯示模塊。

對應于組態(tài)化的圖形開發(fā)，開發(fā)平臺中的數(shù)據(jù)采用“點”結構方式進行管理，點是很多監(jiān)控參數(shù)的集合，這樣的數(shù)據(jù)結構是為了方便組態(tài)引用。

5、能耗數(shù)據(jù)交換與瀏覽

為了解決異構環(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用程序之間進行數(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)網絡結構是一種分布式結構。用戶的應用程序可以分散在網絡上的多個服務器，每個服務器分別處理各個監(jiān)控對象的數(shù)據(jù)采集、歷史數(shù)據(jù)保存、報警處理等，然后運行在其他工作站上的客戶端應用程序，可以通過網絡對這些服務器進行統(tǒng)一監(jiān)控、管理。本軟件的實時數(shù)據(jù)庫可以相互訪問，互為服務器和客戶端方式，可以靈活的構成各種網絡架構，靈活的構成B/S和C/S方式網絡，同時網絡之間訪問可以通過串口、Modem、電臺、移動GPRS等來互相訪問。

開發(fā)平臺提供的WEB功能能夠使網絡中作為客戶的PC機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，查看建筑物內的能耗情況，如查看實時電量監(jiān)測界面、能耗數(shù)據(jù)界面、瀏覽能耗報表、查看能耗分析情況等。