能耗監測系統應用層結構如圖所示。根據國家相關標準和規范，并結合不同角色用戶對能耗監測系統的應用要求，我們將應用層劃分為 5 個類別、19 個子模塊。按類別分別是基礎功能、數據及消息管理、分析展示、信息服務、后臺管理。相應類別所包含的內容可以劃分成：能耗模型、日志管理、權限管理、配置管理、通知推送、數據采集、數據處理、數據上傳、數據接收、消息管理、能耗分析、能耗比較、能耗排名、一次能源折算、建筑業主服務、公眾服務、信息維護、系統監測、設備控制共計 19 個子模塊。

　　基礎功能

　　基礎功能是對能耗監測系統所需的所有數據字典和建筑物詳情等基礎信息、建筑用能支路及計量表計安裝等配置信息、不同角色用戶權限信息及時間同步信息等進行錄入和維護。

　　(1)能耗模型子模塊該模塊包括建筑類型、分類分項能耗數據字典、其他數據字典、建筑基本信息等信息的維護。

　　(2)日志管理子模塊該模塊是保證系統時間和標準時間相一致，具體包括建筑物計量表計與網關的時間、數據中心服務時間。

　　(3)權限管理子模塊該模塊包括權限管理、權限認證、用戶維護等。由于整個系統選用了分布式數據庫的架構，授權系統的數據也是相應的分布式的，要求具有分級授權功能。

　　(4)配置管理子模塊建筑的用能支路的監測配置信息對分類分項能耗的拆分計算尤為關鍵。分項計量工程的設計和施工單位提出的建筑物分項計量方案中必須包括其配置信息，包括用能設備的計量表計信息、網關信息及其參數、產品參數，計量表計和網關的對應關系，分類分項能耗與用能支路之間的關系等。

　　(5)通知推送子模塊該模塊功能是對系統上按照統一規約和處理方法分析得出的有用結果信息，根據不同的權限推送至相應的運維人員、管理人員等，預留出公共發布端口。

　　數據及消息管理

　　數據及消息管理是完成數據采集、傳輸，并對其進行校驗，然后進行相應的預處理和對數據進行永久存儲。

　　(1)數據采集子模塊該模塊功能是提供對用能設備計量表計的驅動支持，并對網關傳送來的計量表計所采集的原始能耗數據進行來路校驗，接受所傳來的合法數據，對數據進行相應處理，將數據實時傳送到數據處理子模塊進行處理。同樣還要支持人工方式錄入數據操作，檢驗數據的有效性，防止人為錄入錯誤的出現。該模塊采用了工業組態方式開發的應用程序，當硬件設備或者系統結構、用戶需求發生變化時，不需繁瑣的工作便可順利地完成系統的更新和升級，具有延續性和可擴充性。

　　(2)數據處理子模塊該模塊是建筑能耗監測系統中尤為重要的模塊，其主要負責將數據采集子模塊送過來的原始能耗數據包進行接收、校驗、解析、歸一化處理、拆分計算。從而得到符合各種相關規范的分類分項能耗數據，并將該數據通過調用函數庫接口函數寫入到數據庫中，進行永久保存，并將所有過程記錄至日志記錄。

　　1)數據校驗檢查原始能耗數據包的合法性、格式的正確與否、所攜信息完整與否、目的地址的正確性、采集時間的合法性、對應的建筑信息是否對應數據庫等，并對無意義的數(數值過大或過小、缺數)進行處理。

　　2)數據包解析通過數據校驗的原始能耗數據包為 XML 格式，經過解析處理轉換成為監測系統可以正確識別的數據格式，最后通過調用“數據持久化”功能模塊對其進行永久保存。

　　3)歸一化處理將采集數據的各類指標(采集時間、單位、頻率等)通過相應處理歸一化到相對應的標準指標，方便進行拆分計算。

　　4)拆分計算將各類數據通過拆分計算，生成分別與數據中心內各種數據庫相對應的數據，通過后面的分析展示功能展示各類能耗指標。

　　5)數據持久化完成原始能耗數據、處理后得到的分類分項能耗數據的永久存儲工作，為能耗的分析打下基礎。

　　(3)數據上傳子模塊本模塊是本課題的拓展功能，用于向上級數據中心(地區行政區監測平臺)上傳本建筑的能耗狀況。

　　(4)數據接收子模塊本模塊用于接收上級數據中心傳送的各類數據和反饋結果，和上面模塊一樣，屬于與外部銜接的端口。

　　(5)消息管理子模塊本模塊實現接收上級數據中心向本系統發送公告、消息，方便管理員進行查閱執行。

　　分析展示

　　(1)能耗分析子模塊該模塊負責將各類能耗指標進行分析、統計、整合等。通過圖表、報表等不同的表達方式展示出來，為后期的節能運行、節能改造工作提供直觀、科學的依據。

　　(2)能耗比較子模塊該模塊功能是實現橫向和縱向的能耗比較。可以對任意能耗分類、分項進行不同時間段(逐時、逐日、逐月、逐年)的能耗比較，采用圖表、報表等方式進行展示。

　　(3)能耗排名子模塊該模塊功能是實現對任意能耗分類、分項進行排名。提供不同時段(逐時、逐日、逐月、逐年)的能耗排名，可以通過不同的方式展示，對分項能耗情況取得了解。

　　(4)一次能源折算子模塊該模塊功能是實現對每日或每月等不同時段的各種能耗值換算成標準煤用量，通過圖表方式進行展示，便于各類用戶對建筑物的各種能耗情況進行分析對比。

　　信息服務

　　(1)建筑業主服務子模塊運維人員、建筑業主、管理人員等通過系統根據不同的權限分配的相應賬號、密碼登錄系統，滿足各種訪問需求。

　　(2)公眾服務子模塊提供公眾訪問功能，滿足公眾了解信息的需求。

　　后臺管理

　　(1)信息維護子模塊該模塊功能是實現系統運維人員對建筑物內各種用能設備、各種智能儀表等日常維護。

　　(2)系統監測子模塊該模塊功能是實現系統長時間運行，并在智能檢測儀表故障實時報警、系統數據采集主機和數據庫服務器冗余備份、故障通知。

　　(3)設備控制子模塊根據酒店的要求，本文系統具備的設備控制功能是通過對酒店內各種用電設備的運行情況開展長時間的自動監測控制，旨在向客戶提供一個舒適、怡人、安全的居住環境。

　　三水智能化系統作為設備控制子模塊的核心，以集散控制理論為基礎，集監控技術、網絡通信技術于一體，具有安全、穩定、開放、易操作等特點。該系統基于 Web 架構，采用 TCP/IP 的網絡協議，支持以太網接入，可以和系統其他子模塊完美融合，實現建筑內空調、照明、動力等系統的運行控制。同時收集、記錄、保存及管理有關系統的信息及數據，并進行分析、歸類、處理、判斷，采取優化的控制手段實現對各用電設備進行全面有效的管理，提升管理的智能水平，實現提高運行效率、節省物力人力、延長設備安全使用期限的目標。實現酒店內信息和資源的共享，達到設計的最終目的，滿足酒店需求。

　　一所高規格的酒店需要通過特定的空調設備來滿足差異較大的環境需求，包括溫濕度在不同地點的不同需求、系統使用率的可伸縮性、節約能耗等。通過特定的空調系統，可以滿足客戶和員工的不同需求。比如，客房是一個對環境溫濕度要求極為苛刻的地點，客戶需要在溫度 25 度左右、濕度 70%左右的環境中，能夠擁有舒適感，同樣客房的能耗量也相對較大。

　　因此，需要對空調系統進行控制：酒店的空調系統前端擁有三個冷水機組，通過壓縮機提供冷量，能耗較大。監測系統的控制模塊可以實現三個機組的群控，根據冷量需求自行設定和修改運行參數，對機組內出現設備故障和壓差不平衡時，提供備用自動切換和壓差控制功能，確保機組正常運行。并且可以通過酒店的合理設定，實現機組的“遲開機早關機”。對于空調系統末端的新風機、水泵等設備，可以通過對其熱水閥、冷水閥、加濕閥的開度進行 PID 調節、以滿足一年四季里，室內溫濕度的不同要求。另外新風機、水泵等也是高耗能設備，需要在不影響室內環境的情況下，對它們進行間歇啟停控制，達到節能運行的目的。同樣酒店也有著復雜的智能照明系統，能耗也比較大，像室外的立體照明、丹尼廣告燈、室內照明燈等。控制模塊可以實現對這些照明設備運行狀況統計，管理部門通過統計信息，制訂合理的運行方案，并由控制模塊按照方案自動關停設備，合理的使用照明資源，進而實現節能運行。電梯系統的正常運行與否，關系著酒店內所有人員的人身安全，系統的控制模塊可以通過對電梯運行狀態的實時監視，及時發現問題，并進行報警，方便運維人員檢查維修。給排水系統為客戶和員工的生活帶來方便，對其控制需要自動及時。控制模塊通過檢測生活水箱和污水坑的液面是否低于和高于設定的相應液面，并對進水泵、排水泵進行合理的啟停操作，確保給排水系統正常運行的情況下，不浪費能源。

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