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1、基于GSM/GPRS建筑能耗遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究與實現(xiàn)天津大學梁傳志☆朱能田喆李冬輝摘要：本文首先闡述了我國大型公共建筑高能耗的現(xiàn)狀，以及建立大型公共建筑能耗監(jiān)測平臺的必要性。以天津市某一大型商業(yè)建筑為例，探討了基于GSM/GPRS數據傳輸技術的建筑能耗遠程監(jiān)控系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)架構，工作模式，傳輸技術，使用的設備及安裝要求，同時，對數據中心的軟件構成和功能做了說明。經近半年實際運行考核，該系統(tǒng)工作正常，正確反映了被監(jiān)控建筑的電能分項能耗情況。為進一步推進能耗統(tǒng)計，能源審計，能效測評等工作提供了基礎數據，同時，也為降低建筑能耗，提高建筑能效，提供決策依據和參考。
2、關鍵詞：大型公共建筑能耗監(jiān)測GSM/GPRS電能分項0引言2005年建筑能耗已達全社會終端總能耗的27.5％[1]。而隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快，每年新增20億m2建筑，建筑能耗占社會終端的總能耗比例將繼續(xù)提高。因此，建筑能耗的高低將直接關系到我國未來能源供給狀況。同時，我國大型公共建筑能耗高、能效低問題日益突出。文獻[2]指出，北京市的賓館、飯店、商廈、寫字樓等大型公共建筑全年耗電量接近全市居民生活用電的一半。另據清華大學的實測調查，上海9棟商用樓全年一次耗能量超過日本相應商業(yè)建筑節(jié)能標準規(guī)定指標近45％[3]。一方面，我國大型公共建筑能耗巨大，另一方面，
3、我們也缺乏直接數據為決策的指定提供基礎和參考。因此，建立大型公共建筑能耗監(jiān)測平臺，對全國重點城市重點建筑能耗進行實時監(jiān)測，并通過能耗統(tǒng)計、能源審計、能效公示、用能定額和超定額加價等制度，促使國家機關辦公建筑和大型公共建筑提高節(jié)能運行管理水平，為政府政策的制定和決策提供參考，并為高能耗建筑的進一步節(jié)能改造準備條件成為必然。本文針對天津某大型商業(yè)建筑建立了基于GSM/GPRS建筑能耗遠程監(jiān)控系統(tǒng)，介紹了其通訊方式，系統(tǒng)總體結構，數據采集終端和數據中心。由于該系統(tǒng)針對建筑能耗進行了分項計量，并上傳至數據中心，該系統(tǒng)可獲得建筑日能耗值（電耗）和各分項能耗數據，為降
4、低其建筑能耗，提高能效，提供決策依據和參考。1能耗分項由于供熱計量表，煤氣表與水表需要得到相關主管部門或單位的同意，因此，本系統(tǒng)只對電能進行了分項計量。為了更好的反映建筑能耗水平，科學地指導決策和管理水平，首先對被監(jiān)測單位施行現(xiàn)場勘察，主要包括建筑用能系統(tǒng)的調研，確定電能的分項，全面考察儀表終端安裝條件。其中，確定電耗的分項是重中之重，分項的合適與否決定著科學反映建筑能耗的程度。經現(xiàn)場調研其被監(jiān)測電能分項為5大項，13子項（圖1)圖1電能的分項通過較為細致的分項計量，判斷其能耗是否符合正常能耗水平，可定性的分析其設備是否在設計工況下運行，系統(tǒng)是否運轉正常。
5、2GPRSGPRS（GeneralPacketRadioService）是通用分組無線業(yè)務的簡稱，通過多個GSM時隙的復用，支持的數據傳輸速率更高，理論峰值達115kb/s；不同的網絡用戶共享同一組GPRS信道，但只有當某一個用戶需要發(fā)送或接收數據時才會占用功能信道資源，GPRS能夠隨時為用戶提供透明的IP通道，能夠直接訪問Internet中的所有站點和資源；采用信道復用技術，每一個GPRS用戶都能夠實現(xiàn)永遠在線；同時，其還能支持在進行數據傳輸的同時進行語音通話等等，更為重要的是相對于短信息等其他無線數據通信業(yè)務，GPRS的價格優(yōu)勢也相當明顯[4-5]目前
6、，天津地區(qū)中國移動公司推出的GPRS上網業(yè)務包月制服務較為經濟，使得GPRS作為實現(xiàn)遠程數據傳輸成為一種非常經濟使用的方式。3系統(tǒng)架構3.1系統(tǒng)整體結構建筑能耗遠程監(jiān)控系統(tǒng)由兩大部分組成，無線通訊模塊的數據采集系統(tǒng)和數據中心。其系統(tǒng)總體框圖見圖2圖2系統(tǒng)總體框圖3.2GSM工作模式與GPRS工作模式該系統(tǒng)根據實際情況，設有兩種工作模式：GSM工作模式和GPRS工作模式。GSM工作模式是以移動通信部門運營商提供的短信息服務作為數據采集終端和數據中心之間的通信方式。GPRS方式是通過中國移動公司所提供的無線通信服務網絡的實時通信。當處在GSM工作模式時，數據中
7、心要求加裝接收單元，當終端采用GSM消息模式上傳數據時，接收單元接收通過短信息發(fā)送的數據，并上傳至數據中心[4]。當處在GPRS工作模式時，數據中心計算機必須有一個公網IP地址。并且這個公網IP地址是數據采集終端所知的，因此，數據采集終端可以通過建筑TCP連接尋找到數據中心，當數據采集終端找到數據中心時，此時，數據中心記錄數據采集終端的動態(tài)IP，建立了數據采集終端與數據中心間的通信。具體采用那種工作模式，用戶可以根據自己的要求在數據中心操作節(jié)目上選擇相應的工作模式。4建筑內部數據采集系統(tǒng)4.1數據采集終端采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制
8、器構成數據采集末端，向數據中心上傳存儲的建筑能耗數據。數據采集終端
