建筑电力能耗监测平台的构建

2023-01-15

社会的进步与经济的增长推动了我国科学技术的发展, 使得科学技术被广泛的应用到了各个领域当中, 从而推动社会的进一步发展。在这些先进的科学技术当中, 嵌入式技术是较为重要的一部分, 其不仅性能强、功耗少, 而且开发的成本较低, 可以利用其来开发出建筑电力能耗监测平台。因此, 本文以嵌入式技术为基础, 对建筑电力能耗监测平台展开了构建, 为我国建筑电力能耗数据的采集提供一种更加良好的监测系统。

一、建筑电力能耗监测平台构建的必要性

建筑电力能耗监测平台的构建, 对我国社会的发展具有重要意义, 具体来说, 主要体现在以下几个方面:首先, 达到建筑节能的目的。社会发展的过程中, 建筑通常会消耗大量的电力能源, 特别是那些公共建筑, 电力能源的消耗量更多, 从而为社会的发展造成一定的危害。而构建出建筑电力能耗监测平台后, 能够有效采集到建筑电力能耗情况信息, 建筑管理者可以根据采集到的信息, 制定出合理的管理方案, 以降低建筑对电力能源的消耗[1]。其次, 提升对我国建筑电力能耗的监管力度。国家相关部门可以利用建筑电力能耗监测平台采集到的信息, 制定出相应的法律规定, 以对建筑用电进行引导与约束。同时, 媒体部门将这些数据向全社会公布, 还可以构建出相应的舆论体系, 从而潜移默化的影响人们行为, 使人们能够自觉做到节约用电。

二、建筑电力能耗监测平台构建的原则及方法

(一) 建筑电力能耗监测平台构建的原则

对建筑电力能耗监测平台构建时, 需要遵循以下几项原则: (1) 实用性原则。工作人员通过该系统的应用, 能够准确了解建筑电力能耗的实际情况, 并制定出合理的管理方案; (2) 可扩展性。社会对建筑电力能耗监测要求提升时, 能够以现有平台为基础, 不断对其进行扩展, 使建筑电力能耗监测平台能够在实际当中发挥出最大的作用。 (3) 安全性。建筑电力监测平台不仅要安全、稳定的运行, 而且还要避免平台采集到的一些敏感信息泄露出去, 以保障建筑内用户的利益[2]。

(二) 建筑电力能耗监测平台构建的方法

1. 建筑电力能耗监测平台构建概述

当前社会发展的过程中, 建筑是耗电较为严重的一部分, 从而带给了电力行业较大的生产压力。为了使得电力行业能够有序运行, 需要针对建筑用电情况, 构建出相应的建筑电力能耗监测平台, 通过其对数据进行采集, 并对采集的数据展开分析, 掌握建筑电力能源的消耗情况, 且当建筑电力能源消耗异常时, 能够给予相关工作人员一定的警告, 以使建筑能够正常使用[3]。

2. 建筑电力能耗监测平台构建的体系设计

建筑电力能耗监测平台运行的运行原理为:首先, 通过CPU主芯片对传感器进行控制, 确定出数据采集通道, 由传感器完成数据采集工作。传感器采集到数据之后, 利用平台内的模拟开关, 将数据传输给高精确度的AD模块, 该模块将采集到的模拟信号, 转换成数字信号, 并将其传入CPU组芯片中。之后, 将处理后的信息传入到缓存模块内, 并利用以太网的方式, 将其传送到相应服务器内, 利用服务器完成数据的分析, 以得到建筑用电能耗的实际情况。

3. 建筑电力能耗监测平台硬件设计

建筑电力能耗监测平台内, 采用的硬件主要包括以下几个方面: (1) 核心处理系统。选择了内核为ARM920T的SAMSUNG S3C2410处理器, 该处理器的主频为202MHz, 并配备了64MB的RAM。其不但符合建筑能耗监测的要求, 同时还存在大量硬件资源, 为平台进一步扩展奠定了良好基础。 (2) 传感器。选择了型号HDC-300V的电压传感器, 型号为HDC-500HAL的霍尔开环电流传感器, 其中电流传感器采用的是开口式, 便于设备的现场安装。另外, 针对整个平台的运行要求, 在传感器输出端, 加入了低噪声电压放大器, 并使用了二阶滤波电路, 从而为数据采集提供良好帮助。 (3) 硬件电路, 主要包括处理器内的AD模块、模拟开关, 6个输入通道、以太网模块, WIFI模块, 电源模块等。

4. 建筑电力能耗监测平台软件设计

建筑电力能耗监测平台软件部分, 主要包括以下几个组成部分: (1) 数据采集子系统。系统对三相电压、电流数据进行采集, 通过高精确度的AD模块, 对模拟信号进行转换, 变成利于分析的数字信号, 并利用CPU将其存储下来。 (2) 事件检测系统。平台采集到数据后, CPU会对数据进行分析, 把电力设备的启停事件信息分离出来, 作为实现非侵入式能耗监测功能的前提。 (3) 数据传输子系统。使用socket, 结合相应的服务器, 构建出TCP/IP连接, 以达到数据传输的目的。物理上可以使用有线以太网, 也可以使用无线 (WIFI, LTE) 。另外, 该平台可以实现滤波功能, 当内存数据过多时, 也可将其存入到SD卡内。

三、结语

本文利用嵌入式技术, 从系统整体以及系统内的硬件、软件两部分出发, 设计出相应的非侵入式建筑电力能耗监测平台, 该平台具有性能高, 功耗小, 成本低等交个, 能够有效达到电力能耗监测目的的同时, 降低建筑电力能耗监测成本, 从而为相关企业带来更多的经济效益, 具有较大的推广空间。

摘要：近年来, 在社会快速发展的背景下, 使得人们的生活水平得到了提升, 从而加强了对电气设备的使用程度。而电气设备使用过程中, 会消耗大量电力能源, 从而为我国电力行业的运行带来了较大压力。基于此, 本文对建筑用非侵入式电力能耗监测平台的构建进行了研究, 以提升我国建筑电力能耗的监测力度, 为降低建筑电力能耗量提供重要帮助。

关键词：建筑,电力能耗,非侵入式监测平台