一种基于云计算的楼宇设备监控系统及方法

技术领域

本发明涉及楼宇管控技术领域，具体而言，涉及一种基于云计算的楼宇设备监控系统及方法。

背景技术

目前大量公共建筑、宾馆、医院、写字楼等的关键设备基本实现了自动化控制，一些甚至实施了楼宇智能化。为了实现楼宇中的中央空调远程监控，从楼宇的业务管理、自动控制、数据采集和设备运维等不同角度分别提出了智能楼宇的局部解决方案，但是这些管理方法和控制系统只是对楼宇的单一目标提出解决方案，单个楼宇设备中的数据不能实现互联互通和协调控制，导致顾此失彼，不能同时满足单个楼宇多目标多诉求的现实需求。

对于多个楼宇之间各电器设备的运行原始数据的统一收集和管理更是望尘莫及。基于此，如何应用当今的新技术和新方法，实现一种满足单楼宇多目标多维度诉求的智慧楼宇远程运维、多楼宇运行原始数据的收集和管理、进行数据挖掘和信息发现，进而信息共享的需求成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明解决的问题是如何对楼宇电器设备用能数据进行监测和预警以及时响应，实现基于云平台用户通过移动终端对楼宇电器设备进行实时监控、远程运维管理工作的目的。

为解决上述问题，本发明提供一种基于云计算的楼宇设备监控系统，包括：

执行监测数据采集模块：用于对楼宇电器设备的实时监控与能源数据进行采集，并用于控制电器设备的闭环运行；

运算分析模块：用于对执行监测数据采集模块的原始数据采用预设评估流程进行分析，所获得的分析结果和原始数据反馈并上传至云端；

云端发布模块：用于对多个楼宇的原始数据和分析结果进行管理并且进行云计算，基于数据挖掘引擎，利用大数据的智能运算得到同类型电器设备的健康运行参数、同类系统的优化目标控制参数，并通过云平台进行发布，供终端用户使用。

在上述系统中，执行监测数据采集模块负责对楼宇设备系统进行数据采集和就地实时控制，以及对楼宇单元设备及运行系统进行健康状况评估，并且为运算分析模块提供原始数据来源；运算分析模块负责数据的处理和优化计算；预设评估流程所获得的结果反馈至本地监控系统实现对楼宇设备的智能控制，云计算借助数据挖掘引擎，利用大数据的智能算法获得同类型设备的健康运行参数、同类系统的优化目标控制参数，并将所发现的信息通过云平台进行发布，供入网设备使用；云端发布模块是基于对多个智慧楼宇运行产生的原始数据进行收集，进行海量数据的管理，并进行数据挖掘，获取信息，进行发布，供终端用户使用。

进一步地，所述执行监测数据采集模块包括：

监测单元：用于采集楼宇电器设备中待监测对象的能源数据，并进一步发送至运算分析模块中；

执行单元：用于根据来自云平台的控制指令，控制待监测对象执行相应的动作，以对待监测对象的工作状态进行调整。

进一步地，还包括：

用户操作管理模块：用于接收用户的操作命令，对电器设备参数进行设定，并发送至云平台，通过云平台转发至执行监测数据采集模块，由执行监测数据采集模块控制电器设备执行相应的动作。

进一步地，所述运算分析模块中预设评估流程包括：

获取单元：用于获取原始数据中电器设备的储能装置记录的能源数据库，能源数据库包括电器设备的储能装置在单次充放电循环过程下的使用记录；

提取及标记单元：基于能源数据库，提取同一电器设备的储能装置记录的若干次充放电循环过程下的使用记录，归纳充电历程相同的事件为一评估单元，标记充电历程中涉及的电器设备为待评估电器，并分析待评估电器对应的波动评估值；

提取及评估单元：用于提取能源数据库中不同评估单元下包含的使用记录，分析电器设备的储能装置的误差老化指数，基于误差老化指数和波动评估值对待评估电器进行校准并输出有效评估电器的结果；根据评估电器的结果分析当前的电器设备是否处于异常充电状态，若异常则生成报警数据并进行预警响应，且将报警数据发生至云平台。

进一步地，还包括：

运维管理模块：用于接收云平台的报警数据，并将报警数据发送至相应负责人的终端设备以通知其执行任务，并接收相应负责人的终端设备返回的任务执行数据，将任务执行数据实时反馈至云平台。

一种基于云计算的楼宇设备监控方法，包括步骤：

S1：对楼宇电器设备的实时监控与能源数据进行采集，并用于控制电器设备的闭环运行；

S2：对执行监测数据采集模块的原始数据采用预设评估流程进行分析，所获得的分析结果和原始数据反馈并上传至云端；

S3：对多个楼宇的原始数据和分析结果进行管理并且进行云计算，基于数据挖掘引擎，利用大数据的智能运算得到同类型电器设备的健康运行参数、同类系统的优化目标控制参数，并通过云平台进行发布，供终端用户使用。

进一步地，所述步骤S1包括：

S11：采集楼宇电器设备中待监测对象的能源数据，并进一步发送至运算分析模块中；

S12：根据来自云平台的控制指令，控制待监测对象执行相应的动作，以对待监测对象的工作状态进行调整。

进一步地，还包括步骤：

S4：接收用户的操作命令，对电器设备参数进行设定，并发送至云平台，通过云平台转发至执行监测数据采集模块，由执行监测数据采集模块控制电器设备执行相应的动作。

进一步地，所述步骤S2中预设评估流程包括步骤：

S21：获取原始数据中电器设备的储能装置记录的能源数据库，能源数据库包括电器设备的储能装置在单次充放电循环过程下的使用记录；

S22：基于能源数据库，提取同一电器设备的储能装置记录的若干次充放电循环过程下的使用记录，归纳充电历程相同的事件为一评估单元，标记充电历程中涉及的电器设备为待评估电器，并分析待评估电器对应的波动评估值；

S23：用于提取能源数据库中不同评估单元下包含的使用记录，分析电器设备的储能装置的误差老化指数，基于误差老化指数和波动评估值对待评估电器进行校准并输出有效评估电器的结果；根据评估电器的结果分析当前的电器设备是否处于异常充电状态，若异常则生成报警数据并进行预警响应，且将报警数据发生至云平台。

进一步地，还包括步骤：

S5：接收云平台的报警数据，并将报警数据发送至相应负责人的终端设备以通知其执行任务，并接收相应负责人的终端设备返回的任务执行数据，将任务执行数据实时反馈至云平台。

本发明采用上述技术方案包括以下有益效果：

本发明提供了对楼宇中的电器设备系统进行远程运行控制和远程维护管理的方案，其目的是对楼宇中电器设备当前运行的数据和能源数据进行采集并通过预设评估流程和云计算实时优化控制设备的运行，保障系统高效稳定运行，同时，通过对设备的智能诊断，完成对设备的远程维护管理功能，对电器设备的数据进行分类分层管理，满足现场运行系统的实时监测与控制、运转设备的故障诊断与预测、云平台的数据管理，从而实现对楼宇的智慧管理和有效的远程运维管理。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的基于云计算的楼宇设备监控系统结构图一；

图2为本发明实施例一提供的基于云计算的楼宇设备监控系统结构图二；

图3为本发明实施例二提供的基于云计算的楼宇设备监控方法流程图一；

图4为本发明实施例二提供的基于云计算的楼宇设备监控方法流程图二。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

本实施例提供了一种基于云计算的楼宇设备监控系统，如图1和图2所示，本系统包括：

执行监测数据采集模块：用于对楼宇电器设备的实时监控与能源数据进行采集，并用于控制电器设备的闭环运行；

运算分析模块：用于对执行监测数据采集模块的原始数据采用预设评估流程进行分析，所获得的分析结果和原始数据反馈并上传至云端；

云端发布模块：用于对多个楼宇的原始数据和分析结果进行管理并且进行云计算，基于数据挖掘引擎，利用大数据的智能运算得到同类型电器设备的健康运行参数、同类系统的优化目标控制参数，并通过云平台进行发布，供终端用户使用。

具体的，执行监测数据采集模块负责对楼宇电器设备系统进行运行数据和能源数据的采集和实时控制，以及对楼宇电器设备系统进行健康状况评估。执行监测数据采集模块对中央空调系统、供暖系统、新风系统、防排烟系统、排污系统、生活水系统、电梯系统、照明系统、安防系统、消防系统、能源管理系统进行信息监测；执行监测数据采集模块完成数据采集和实时控制，相应的运行数据采集参数包括：温度、湿度、压力、流量、频率、振幅、电量、水量、电流、电压、二氧化碳浓度；采用的传感器包括有线传感器和无线传感器，采用温度传感器、湿度传感器、压力传感器、流量传感器、振幅传感器、二氧化碳浓度传感器；执行监测数据采集模块的现场控制器包括：PLC控制柜、DDC控制柜、阀门控制柜、新风系统控制柜；涉及的传输网络和相关设备包括现场总线控制网络、IoT网络、因特网络、路由器、集线器，以及现场工控机。

参阅图2，其中，执行监测数据采集模块包括：

监测单元：用于采集楼宇电器设备中待监测对象的能源数据，并进一步发送至运算分析模块中；

执行单元：用于根据来自云平台的控制指令，控制待监测对象执行相应的动作，以对待监测对象的工作状态进行调整。

其中，还包括：

用户操作管理模块：用于接收用户的操作命令，对电器设备参数进行设定，并发送至云平台，通过云平台转发至执行监测数据采集模块，由执行监测数据采集模块控制电器设备执行相应的动作。

其中，运算分析模块中预设评估流程包括：

获取单元：用于获取原始数据中电器设备的储能装置记录的能源数据库，能源数据库包括电器设备的储能装置在单次充放电循环过程下的使用记录；

提取及标记单元：基于能源数据库，提取同一电器设备的储能装置记录的若干次充放电循环过程下的使用记录，归纳充电历程相同的事件为一评估单元，标记充电历程中涉及的电器设备为待评估电器，并分析待评估电器对应的波动评估值；

提取及评估单元：用于提取能源数据库中不同评估单元下包含的使用记录，分析电器设备的储能装置的误差老化指数，基于误差老化指数和波动评估值对待评估电器进行校准并输出有效评估电器的结果；根据评估电器的结果分析当前的电器设备是否处于异常充电状态，若异常则生成报警数据并进行预警响应，且将报警数据发生至云平台。

具体的，预设评估流程基于现场总线的数据采集与优化控制算法，在控制功能模块中实现，保证控制的实时性，同时对单元设备和功能系统进行快速状态评判并对其进行局部优化。基于智能算法，实现对设备的故障诊断与寿命预测，对其健康状况进行评估。

具体的，基于电器设备的储能装置对应的使用记录进行分析，将存在相同监测历程的充放电循环过程作为一评估单元，控制了不同设备电器在使用过程中由于使用方式差异导致的变化因素，在此基础上，分析了在每一评估单元中可能存在异常的电器设备，并分析整体对应的老化数据来校验有效评估电器，最后分析有效评估电器在历史数据中体现于新能源装置对应储能设备的充电和放电功率的大小异常关系，利用系统智能化的提醒当前状态下是否合适对电器设备的储能装置进行边充电边放电，在保证高效充电的前提下，保证了设备的安全性。

具体的，云计算将不同楼宇的关键运行参数在设定的时间周期内自动上传到云端数据库，在云平台上实现多楼宇设备的互联互通；同时在云平台上开发多功能的数据挖掘引擎，在预设的周期内启动引擎，实现对同类设备的故障类别、发生周期、故障特性进行提取；对同类系统的运行参数、目标参数和优化控制策略进行分析，得到单台设备或者单个系统所不能得到的信息，从而将这些信息通过云平台进行发布，达到指导设备和系统运维的目的。

具体的，云端发布主要用于展示云平台的数据挖掘结果。当云平台的智能挖掘引擎对海量数据进行挖掘后，获得对于不同种设备的分类评估，对其健康状况、检修周期、故障特性提取以及获取的剩余寿命进行发布，同时对不同系统的运行参数、优化策略以及群控方法和目标进行挖掘，获得同类系统关键运行参数的统计学规律，并将这些挖掘的信息和专家领域信息通过手机APP或者电脑终端设备以WEB的形式展示给终端客户，客户根据自己的需要来选择使用，从而达到利用大数据、服务多用户的目的。

其中，还包括：

运维管理模块：用于接收云平台的报警数据，并将报警数据发送至相应负责人的终端设备以通知其执行任务，并接收相应负责人的终端设备返回的任务执行数据，将任务执行数据实时反馈至云平台。

本系统提供了对楼宇中的电器设备系统进行远程运行控制和远程维护管理的方案，其目的是对楼宇中电器设备当前运行的数据和能源数据进行采集并通过预设评估流程和云计算实时优化控制设备的运行，保障系统高效稳定运行，同时，通过对设备的智能诊断，完成对设备的远程维护管理功能，对电器设备的数据进行分类分层管理，满足现场运行系统的实时监测与控制、运转设备的故障诊断与预测、云平台的数据管理，从而实现对楼宇的智慧管理和有效的远程运维管理。

实施例二

本实施例提供了一种基于云计算的楼宇设备监控方法，如图3和图4所示，本方法包括步骤：

S1：对楼宇电器设备的实时监控与能源数据进行采集，并用于控制电器设备的闭环运行；

S2：对执行监测数据采集模块的原始数据采用预设评估流程进行分析，所获得的分析结果和原始数据反馈并上传至云端；

S3：对多个楼宇的原始数据和分析结果进行管理并且进行云计算，基于数据挖掘引擎，利用大数据的智能运算得到同类型电器设备的健康运行参数、同类系统的优化目标控制参数，并通过云平台进行发布，供终端用户使用。

参阅图4，其中，步骤S1包括：

S11：采集楼宇电器设备中待监测对象的能源数据，并进一步发送至运算分析模块中；

S12：根据来自云平台的控制指令，控制待监测对象执行相应的动作，以对待监测对象的工作状态进行调整。

其中，还包括步骤：

S4：接收用户的操作命令，对电器设备参数进行设定，并发送至云平台，通过云平台转发至执行监测数据采集模块，由执行监测数据采集模块控制电器设备执行相应的动作。

其中，步骤S2中预设评估流程包括步骤：

S21：获取原始数据中电器设备的储能装置记录的能源数据库，能源数据库包括电器设备的储能装置在单次充放电循环过程下的使用记录；

S22：基于能源数据库，提取同一电器设备的储能装置记录的若干次充放电循环过程下的使用记录，归纳充电历程相同的事件为一评估单元，标记充电历程中涉及的电器设备为待评估电器，并分析待评估电器对应的波动评估值；

S23：用于提取能源数据库中不同评估单元下包含的使用记录，分析电器设备的储能装置的误差老化指数，基于误差老化指数和波动评估值对待评估电器进行校准并输出有效评估电器的结果；根据评估电器的结果分析当前的电器设备是否处于异常充电状态，若异常则生成报警数据并进行预警响应，且将报警数据发生至云平台。

其中，还包括步骤：

S5：接收云平台的报警数据，并将报警数据发送至相应负责人的终端设备以通知其执行任务，并接收相应负责人的终端设备返回的任务执行数据，将任务执行数据实时反馈至云平台。

本方法提供了对楼宇中的电器设备系统进行远程运行控制和远程维护管理的方案，其目的是对楼宇中电器设备当前运行的数据和能源数据进行采集并通过预设评估流程和云计算实时优化控制设备的运行，保障系统高效稳定运行，同时，通过对设备的智能诊断，完成对设备的远程维护管理功能，对电器设备的数据进行分类分层管理，满足现场运行系统的实时监测与控制、运转设备的故障诊断与预测、云平台的数据管理，从而实现对楼宇的智慧管理和有效的远程运维管理。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。