基于物联网的高校智慧能源管控基础平台的设计与实现

摘要

当今中国经济迅速发展，能源的生产和消费量日益提高，已经成为世界最大的能源生产和消费国之一。在能耗消费结构中，建筑能耗占总能耗28%左右，但采用了节能技术的建筑比例不足4%。因此，当前节能减排工作日渐重要，大型公共建筑能源浪费现象国家已经无法忽视。作为大型公共建筑之一的高等院校，随着目前学生电脑、空调的大量使用，加之部分高校存在的水、电、暖表线路老化、关系归属不清、抄表工作量巨大且不全面、偷电现象不绝等问题的存在，用能问题更加严重，节能空间巨大。 随着互联网技术、传感技术和物联网技术近年来快速发展，考虑到高校能耗巨大、浪费严重、人口密集、流动率低、人员稳定、用能设备集中、用能数据有规律、用户素质高的特点，建立一个智能的高校智慧能源管理控制平台，就成为可能。 通过此管控平台，将能够对高校包括水、电、暖在内用能仪表和包括温度、湿度、人流、红外、烟感在内的传感器进行准确、及时的采集和分析、能够提供针对设备、建筑、组织机构的能源使用数据，提供各类分析、统计、公示、审计报表供决策人员参考，支持对异常用能数据和超定额数据进行告警，对可疑数据进行历史数据分析比对发出预警以通知维护人员处理，提供远程操作平台让师生用户对空调、热水器、开水器等用能设备进行管理控制，达到安全用能、节能降耗的目的。 系统业务功能上分成两级：基础业务功能和高级业务功能。其中，基础业务功能由能耗监测和节能监控组成；高级业务功能由能耗分析、节能管理及运维服务组成。系统包括核心基础平台、数据采集和处理平台、WEB端管理控制平台和移动端用户操作平台四个模块，本文主要针对核心基础平台的设计与实现进行分析说明，主要包括项目的需求分析、系统架构设计、数据库设计、安全设计、业务逻辑实现、API接口编写这些组成部分。 系统开发过程中，使用了皮尔森相关系数对高校建筑用能的偏相系数进行推算，筛选影响最大的参数，使用最小二乘支持向量机算法预测高校的用能。此外，针对系统的需求，还使用了Hadoop和SQL Server混合模式进行大数据的分析处理，保证了系统的可靠性和有效性。 通过此系统的实现，希望能够提高高校水、电、暖各类能源的利用率，更加科学合理的监控，考评和管理高校能源的使用，严格控制各类能源使用的成本，提高能源使用过程的安全性，推动高校节能工作的开展。

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