能耗监测系统应用层结构如图所示。根据国家相关标准和规范，并结合不同角色用户对能耗监测系统的应用要求，我们将应用层划分为 5 个类别、19 个子模块。按类别分别是基础功能、数据及消息管理、分析展示、信息服务、后台管理。相应类别所包含的内容可以划分成：能耗模型、日志管理、权限管理、配置管理、通知推送、数据采集、数据处理、数据上传、数据接收、消息管理、能耗分析、能耗比较、能耗排名、一次能源折算、建筑业主服务、公众服务、信息维护、系统监测、设备控制共计 19 个子模块。

　　基础功能

　　基础功能是对能耗监测系统所需的所有数据字典和建筑物详情等基础信息、建筑用能支路及计量表计安装等配置信息、不同角色用户权限信息及时间同步信息等进行录入和维护。

　　(1)能耗模型子模块该模块包括建筑类型、分类分项能耗数据字典、其他数据字典、建筑基本信息等信息的维护。

　　(2)日志管理子模块该模块是保证系统时间和标准时间相一致，具体包括建筑物计量表计与网关的时间、数据中心服务时间。

　　(3)权限管理子模块该模块包括权限管理、权限认证、用户维护等。由于整个系统选用了分布式数据库的架构，授权系统的数据也是相应的分布式的，要求具有分级授权功能。

　　(4)配置管理子模块建筑的用能支路的监测配置信息对分类分项能耗的拆分计算尤为关键。分项计量工程的设计和施工单位提出的建筑物分项计量方案中必须包括其配置信息，包括用能设备的计量表计信息、网关信息及其参数、产品参数，计量表计和网关的对应关系，分类分项能耗与用能支路之间的关系等。

　　(5)通知推送子模块该模块功能是对系统上按照统一规约和处理方法分析得出的有用结果信息，根据不同的权限推送至相应的运维人员、管理人员等，预留出公共发布端口。

　　数据及消息管理

　　数据及消息管理是完成数据采集、传输，并对其进行校验，然后进行相应的预处理和对数据进行永久存储。

　　(1)数据采集子模块该模块功能是提供对用能设备计量表计的驱动支持，并对网关传送来的计量表计所采集的原始能耗数据进行来路校验，接受所传来的合法数据，对数据进行相应处理，将数据实时传送到数据处理子模块进行处理。同样还要支持人工方式录入数据操作，检验数据的有效性，防止人为录入错误的出现。该模块采用了工业组态方式开发的应用程序，当硬件设备或者系统结构、用户需求发生变化时，不需繁琐的工作便可顺利地完成系统的更新和升级，具有延续性和可扩充性。

　　(2)数据处理子模块该模块是建筑能耗监测系统中尤为重要的模块，其主要负责将数据采集子模块送过来的原始能耗数据包进行接收、校验、解析、归一化处理、拆分计算。从而得到符合各种相关规范的分类分项能耗数据，并将该数据通过调用函数库接口函数写入到数据库中，进行永久保存，并将所有过程记录至日志记录。

　　1)数据校验检查原始能耗数据包的合法性、格式的正确与否、所携信息完整与否、目的地址的正确性、采集时间的合法性、对应的建筑信息是否对应数据库等，并对无意义的数(数值过大或过小、缺数)进行处理。

　　2)数据包解析通过数据校验的原始能耗数据包为 XML 格式，经过解析处理转换成为监测系统可以正确识别的数据格式，最后通过调用“数据持久化”功能模块对其进行永久保存。

　　3)归一化处理将采集数据的各类指标(采集时间、单位、频率等)通过相应处理归一化到相对应的标准指标，方便进行拆分计算。

　　4)拆分计算将各类数据通过拆分计算，生成分别与数据中心内各种数据库相对应的数据，通过后面的分析展示功能展示各类能耗指标。

　　5)数据持久化完成原始能耗数据、处理后得到的分类分项能耗数据的永久存储工作，为能耗的分析打下基础。

　　(3)数据上传子模块本模块是本课题的拓展功能，用于向上级数据中心(地区行政区监测平台)上传本建筑的能耗状况。

　　(4)数据接收子模块本模块用于接收上级数据中心传送的各类数据和反馈结果，和上面模块一样，属于与外部衔接的端口。

　　(5)消息管理子模块本模块实现接收上级数据中心向本系统发送公告、消息，方便管理员进行查阅执行。

　　分析展示

　　(1)能耗分析子模块该模块负责将各类能耗指标进行分析、统计、整合等。通过图表、报表等不同的表达方式展示出来，为后期的节能运行、节能改造工作提供直观、科学的依据。

　　(2)能耗比较子模块该模块功能是实现横向和纵向的能耗比较。可以对任意能耗分类、分项进行不同时间段(逐时、逐日、逐月、逐年)的能耗比较，采用图表、报表等方式进行展示。

　　(3)能耗排名子模块该模块功能是实现对任意能耗分类、分项进行排名。提供不同时段(逐时、逐日、逐月、逐年)的能耗排名，可以通过不同的方式展示，对分项能耗情况取得了解。

　　(4)一次能源折算子模块该模块功能是实现对每日或每月等不同时段的各种能耗值换算成标准煤用量，通过图表方式进行展示，便于各类用户对建筑物的各种能耗情况进行分析对比。

　　信息服务

　　(1)建筑业主服务子模块运维人员、建筑业主、管理人员等通过系统根据不同的权限分配的相应账号、密码登录系统，满足各种访问需求。

　　(2)公众服务子模块提供公众访问功能，满足公众了解信息的需求。

　　后台管理

　　(1)信息维护子模块该模块功能是实现系统运维人员对建筑物内各种用能设备、各种智能仪表等日常维护。

　　(2)系统监测子模块该模块功能是实现系统长时间运行，并在智能检测仪表故障实时报警、系统数据采集主机和数据库服务器冗余备份、故障通知。

　　(3)设备控制子模块根据酒店的要求，本文系统具备的设备控制功能是通过对酒店内各种用电设备的运行情况开展长时间的自动监测控制，旨在向客户提供一个舒适、怡人、安全的居住环境。

　　三水智能化系统作为设备控制子模块的核心，以集散控制理论为基础，集监控技术、网络通信技术于一体，具有安全、稳定、开放、易操作等特点。该系统基于 Web 架构，采用 TCP/IP 的网络协议，支持以太网接入，可以和系统其他子模块完美融合，实现建筑内空调、照明、动力等系统的运行控制。同时收集、记录、保存及管理有关系统的信息及数据，并进行分析、归类、处理、判断，采取优化的控制手段实现对各用电设备进行全面有效的管理，提升管理的智能水平，实现提高运行效率、节省物力人力、延长设备安全使用期限的目标。实现酒店内信息和资源的共享，达到设计的最终目的，满足酒店需求。

　　一所高规格的酒店需要通过特定的空调设备来满足差异较大的环境需求，包括温湿度在不同地点的不同需求、系统使用率的可伸缩性、节约能耗等。通过特定的空调系统，可以满足客户和员工的不同需求。比如，客房是一个对环境温湿度要求极为苛刻的地点，客户需要在温度 25 度左右、湿度 70%左右的环境中，能够拥有舒适感，同样客房的能耗量也相对较大。

　　因此，需要对空调系统进行控制：酒店的空调系统前端拥有三个冷水机组，通过压缩机提供冷量，能耗较大。监测系统的控制模块可以实现三个机组的群控，根据冷量需求自行设定和修改运行参数，对机组内出现设备故障和压差不平衡时，提供备用自动切换和压差控制功能，确保机组正常运行。并且可以通过酒店的合理设定，实现机组的“迟开机早关机”。对于空调系统末端的新风机、水泵等设备，可以通过对其热水阀、冷水阀、加湿阀的开度进行 PID 调节、以满足一年四季里，室内温湿度的不同要求。另外新风机、水泵等也是高耗能设备，需要在不影响室内环境的情况下，对它们进行间歇启停控制，达到节能运行的目的。同样酒店也有着复杂的智能照明系统，能耗也比较大，像室外的立体照明、丹尼广告灯、室内照明灯等。控制模块可以实现对这些照明设备运行状况统计，管理部门通过统计信息，制订合理的运行方案，并由控制模块按照方案自动关停设备，合理的使用照明资源，进而实现节能运行。电梯系统的正常运行与否，关系着酒店内所有人员的人身安全，系统的控制模块可以通过对电梯运行状态的实时监视，及时发现问题，并进行报警，方便运维人员检查维修。给排水系统为客户和员工的生活带来方便，对其控制需要自动及时。控制模块通过检测生活水箱和污水坑的液面是否低于和高于设定的相应液面，并对进水泵、排水泵进行合理的启停操作，确保给排水系统正常运行的情况下，不浪费能源。

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