基于物聯(lián)網(wǎng)的精品農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的研究
發(fā)布時間:2018-07-01 來源: 感恩親情 點擊:
摘要:本文首先論述建筑的節(jié)能與能源管理、物聯(lián)網(wǎng)技術,然后分析物聯(lián)網(wǎng)技術與能源管理系統(tǒng)的融合,最后以結合了物聯(lián)網(wǎng)技術的某園區(qū)智能建筑能源管理系統(tǒng)的實際應用,分析了物聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑能源管理中的有效運用。
1、建筑節(jié)能與能源管理
1.1 建筑節(jié)能的重要性
建筑節(jié)能的重要性可以從如下三個方面討論:
1.1.1 建筑節(jié)能是發(fā)展國民經(jīng)濟的需要
當前,研究世界形式發(fā)展,發(fā)現(xiàn)世界格局的改變以及世界危機的出現(xiàn)均與能源有關,我國經(jīng)濟的發(fā)展也離不開能源的發(fā)展。能源短缺一直是制約我國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素,我國經(jīng)濟要想發(fā)展,必須要做好節(jié)能工作。近年來,隨著經(jīng)濟水平的提升,人們對舒適生活的追求,在建筑中各種高耗能設備得到廣泛應用,而且這一應用速度還在急速增長,建筑用能急劇增長,勢必會制約國家經(jīng)濟的發(fā)展。因此,為了保證國民經(jīng)濟的持續(xù)高效快速發(fā)展,需要做好建筑節(jié)能工作。
1.1.2 建筑節(jié)能是改善廣大人民的建筑熱環(huán)境的需要
我國地域條件,決定了我國氣候冬冷夏熱的特點。冬天人們需要采暖,夏天需要開空調(diào)降溫,而采暖制冷都需要能源,又由于我國人口數(shù)量多、能源利用率水平不高等多因素共同影響,導致我國對能源的需求非常大。隨著現(xiàn)代化建設的推進,人們生活水平在不斷改善,人們對舒適的建筑熱環(huán)境的需要也越來越強烈。因此,從總體上分析,只有在節(jié)約能源的基礎上,對能源進行開發(fā),不斷改善居民的建筑熱環(huán)境。
1.1.3 建筑節(jié)能是貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大部署
當前,我國在貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中,重點強調(diào)了能源領域的節(jié)約及建筑中的節(jié)能。目前我國人均資源應用量極度匱乏,建筑用能巨大,大氣污染嚴重,居民對改善居住環(huán)境溫度的要求又特別迫切,在建筑設計中做好建筑節(jié)能,保證人們的需求,同時,還是貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大部署。
1.2 建筑的能源管理
目前,隨著我國各城市不斷推進”智慧城市“建設,對于建筑能源的管理已經(jīng)從原來的單個建筑的管理發(fā)展到面向整個城市建筑的能源綜合性管理。目前,不管是城市的有關管理部門還是能量使用單位,都需要建立有效的建筑能源管理體系,在對建筑能源消耗監(jiān)測的基礎上進行能源的審計,最終實現(xiàn)建筑的節(jié)能。
2、物聯(lián)網(wǎng)技術
物聯(lián)網(wǎng),簡單的理解就是物與物之間相連的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)是信息技術和工業(yè)化時代發(fā)展的產(chǎn)物。物聯(lián)網(wǎng)技術主要由傳感技術、控制技術和信息通信技術融合而成,能夠借助互聯(lián)網(wǎng)將生活中的一切物品的識別、定位、遠程控制和管理等通過專用的傳感器設備進行互聯(lián)互通。物聯(lián)網(wǎng)技術是對互聯(lián)網(wǎng)的一種拓展和延伸,是一種在21世紀全面互聯(lián)互通的智能化網(wǎng)絡。在如今,由于不斷有各種不同領域的物聯(lián)網(wǎng)解決方案的形成,促進了物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展。在智能建筑的能源管理中,應用物聯(lián)網(wǎng)技術之后,進一步提升了建筑的能源管理能力,節(jié)約了更多的能源資源。
3、智能建筑能源管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的融合
智能建筑作為信息技術在建筑領域廣泛應用而產(chǎn)生的一種新型產(chǎn)物,主要是以建筑物為平臺,依靠相關的建筑設備和對象,借助智能化的技術,為人們提供一種全方位的舒適的建筑環(huán)境,體現(xiàn)了建筑的安全性、高效性、節(jié)能性和環(huán)保性。時代的發(fā)展,對于建筑智能化集成管理就必須對建筑的能源進行管理,將各種系統(tǒng)進行綜合、協(xié)調(diào)和控制,實現(xiàn)對建筑的統(tǒng)一管理,提升建筑內(nèi)整體的能耗水平的下降。
在智能建筑中,能源管理系統(tǒng)的結構主要為三層結構,分別為現(xiàn)場層、網(wǎng)絡層和管理層。在現(xiàn)場層中,主要包含的是現(xiàn)場采用的各種設備,如傳感器、智能儀表等。在現(xiàn)場層中,通信一般采用的是現(xiàn)場總線標準。網(wǎng)絡層則是現(xiàn)場層與管理層之間進行有效通信的橋梁,實現(xiàn)設備的采集指令的發(fā)送和采集信息的傳送功能。管理層則主要是實現(xiàn)對現(xiàn)場設備統(tǒng)一的監(jiān)視、控制和管理,并將現(xiàn)場采集到的各種信息數(shù)據(jù)進行保存,此外,還具備報警功能。智能建筑能源管理系統(tǒng)的三層結構,對于實現(xiàn)智能建筑能源管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的融合奠定基礎。現(xiàn)場層能夠采用物聯(lián)網(wǎng)技術所需的各種智能化設備。網(wǎng)絡層能夠?qū)崿F(xiàn)不同方式的通信,滿足物聯(lián)網(wǎng)的遠程監(jiān)控和管理需求。管理層能夠有效采用物聯(lián)網(wǎng)技術中的云計算技術進行數(shù)據(jù)的處理。
4、物聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑能源管理系統(tǒng)中的有效運用實例
物聯(lián)網(wǎng)技術作為當前最新型的技術,在智能建筑的能源管理系統(tǒng)中,目前已經(jīng)得到了較為廣泛的應用。從前文論述可知,物聯(lián)網(wǎng)技術能夠與能源管理系統(tǒng)的三層結構進行有效的融合,在實踐過程中,也驗證了上述說法。本文以某小區(qū)的能源管理系統(tǒng)為例,分析物聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑能源管理系統(tǒng)中的有效運用。
4.1 能源管理應用方案架構
對于X市某區(qū)的一個科技園區(qū)的能源管理應用方案進行分析。其能源管理系統(tǒng)的架構如下設計:
4.2 能源管理系統(tǒng)功能
在此能源管理系統(tǒng)中,能夠按照三層架構模式進行設計,實現(xiàn)了如下幾個方面的工作。(1)能夠?qū)ㄖ飪?nèi)的各分項能耗進行計量,例如對水、電、煤氣、溫度、濕度、冷熱流量等信息的采集。(2)對建筑能耗進行公示。在數(shù)據(jù)采集之后,一方面將數(shù)據(jù)傳入能源管理系統(tǒng)供有關人員分析并提出合理的節(jié)能措施,另一方面,能夠?qū)⑾嚓P信息借助顯示屏顯示,方便喚起公眾對建筑能耗的關注。(3)對建筑的環(huán)境以及重點的設備進行監(jiān)控。引入相關的傳感器設備,實現(xiàn)對建筑內(nèi)的給排水、空調(diào)、照明、電梯等系統(tǒng)的運行進行監(jiān)控,方便遠程進行節(jié)能診斷。(4)便于進行能耗審計。(5)對節(jié)能效果進行評估分析并遠程控制有關設備的運行狀況。
4.3 應用效果
4.3.1 園區(qū)能耗監(jiān)控
由于能源管理系統(tǒng)充分運用了物聯(lián)網(wǎng)技術,采用了先進的傳感器技術和通信技術,能夠在園區(qū)中央的大屏幕上以圖形方式顯示園區(qū)各建筑的實時能耗,而且還能對非正常狀態(tài)的能耗情況進行定位與提示。
4.3.2 園區(qū)能源實時調(diào)度管理
在有關監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂剖业哪茉粗悄芄芾硐到y(tǒng)中,會及時對相關能源消耗數(shù)據(jù)進行檢測與分析,一旦發(fā)現(xiàn)有異常能耗數(shù)據(jù)出現(xiàn)時,能夠利用管理系統(tǒng)和有效的遠程通信技術進行能源調(diào)度的控制。
4.3.3園區(qū)能耗統(tǒng)計與查詢
在能源管理系統(tǒng)中,還應具有的一個重要功能就是對能源消耗情況的查詢以及統(tǒng)計。在本套融合了物聯(lián)網(wǎng)技術的園區(qū)能耗管理系統(tǒng)中,能夠自定義時段和位置對能耗進行統(tǒng)計、查詢和對比。
5、總結
在智能化建筑的發(fā)展中,引入新型的物聯(lián)網(wǎng)技術,促進對建筑的能源管理,具有重要的現(xiàn)實意義。在建筑的節(jié)能減排中,利用物聯(lián)網(wǎng)的分層技術對建筑能耗情況進行綜合感知和檢測,能夠得到科學可信的數(shù)據(jù),而且借助先進的遠程控制技術,能夠有效實現(xiàn)對智能建筑能耗的智能控制。
遼寧科技大學第八期大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目資助(201810146306).
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