一種智能樓宇控制系統的製作方法

2023-05-29 03:52:21

專利名稱：一種智能樓宇控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及樓宇自動化。
背景技術：
隨著我國工業化和城市化的發展，城市的公共樓宇越來越多，在樓宇管理中採用數位化、網絡化、智能化等高新技術，是世界上的流行趨勢，也是適應現代信息社會對建築物的功能、環境和效率管理的要求。智能樓宇就是對建築物進行樓宇自動化、安防自動化、消防自動化、能耗管理自動化管理，在傳統建築物管理的基礎上發展而來的。電子技術和網絡通信技術的發展，使社會高度信息化，在建築物內部應用信息技術，將古老的建築技術和現代高科技結合，即產生了樓宇智能化。智能樓宇對大樓內的電 器、安防、消防、辦公等設施進行集中控制，實現綜合自動化、信息化，使大樓的用戶獲得經濟舒適、高效安全的環境，使樓宇功能發生質的飛躍。智能樓宇的基本要求，有完整的控制、管理、維護和通信設置，便於進行環境控制、安全管理、能耗管理，有利於提高工作效率，提高辦公舒適度。同時，智能樓宇是智能電網的必要組成部分和擴充，是智能電網在城市樓宇管理中的具體應用。隨著城市中大型公共建築的增加，建築物能耗已經成為城市總體能耗的重要組成部分，對建築物能耗進行集中管理，也是能源管理、節能減排的必然要求。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種智能樓宇控制系統，解決智能樓宇的集中管理，對城市中的智能樓宇進行統一調度，降低總體能耗，提高管理水平的問題。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種智能樓宇控制系統，包括城市調度中心，負責整個城市的智能樓宇管理；片區調度中心，每個片區調度中心負責若干個樓宇控制中心；樓宇控制中心，每個樓宇控制中心負責一個智能樓宇的控制和監控；樓宇內部控制模塊，每個樓宇內部控制模塊控制一個或多個現場控制設備，每個現場控制設備負責直接操作智能樓宇的安防設備、消防設備、能耗設備；所述城市調度中心通過網絡傳輸模塊和各個片區調度中心建立連接，片區調度中心接受城市調度中心的指令或獨立運作；網絡傳輸模塊通過光纖、寬帶載波、網絡通道，連接片區調度中心和樓宇控制中心，形成智能樓宇控制網絡；所述樓宇內部控制模塊通過小無線、WIFI、窄帶載波通道，連接樓宇內的智能安防設備、智能消防設備、能效管理設備，形成智能樓宇控制網絡；所述樓宇內部控制模塊包括樓宇自動化模塊、通信自動化模塊、安防自動化模塊和消防自動化模塊，樓宇自動化模塊與樓宇內的空調系統、照明系統連接，同時實現樓宇的整體節能管理；通信自動化模塊實現樓宇內的語音、數據、圖像的自動化傳輸和管理，並與外部網絡互連；安防自動化模塊提供智能門禁、智能紅外監測、遠程智能監控安防功能；消防自動化模塊自動定期檢測消防設施、對消防隱患進行遠程監控；城市調度中心的控制指令通過網絡傳輸模塊進行加密處理形成加密控制指令，網絡傳輸模塊採用獲取到得到的控制指令，以密文的方式，安全可靠的傳輸給片區調度中心，並通過電力載波通道或區域網傳送給樓宇控制中心；樓宇控制中心根據預先設定的規則，對控制指令進行解析，並根據移動通訊領域通行的MD5/SHA1加解密算法，對指令進行解密；根據操作者輸入的信息，驗證其合法性，檢查是否具有控制本臺區開關的權限，如果不具備權限，則通過網絡向操作者返回拒絕調度的信號，如果驗證通過，則生成實際調度控制指令，發送給樓宇內部控制模塊。
作為改進，城市調度中心根據有關政策法規、歷史同期記錄，自動生成智能樓宇控制方案。作為改進，手機通過GPRS、CDMA、TD-CDMA、CDMA2000、WCDMA或利用簡訊方式，連接到網絡傳輸模塊。本發明與現有技術相比所帶來的有益效果是本發明智能樓宇控制系統提供了一種高效、易用、可靠的智能樓宇管理的手段，提高智能樓宇管理的透明度，精確掌握每個樓宇的能耗情況、安防情況、消防情況，對樓宇能耗進行精細化管理；本系統可使公共樓宇更智能化的管理能源消耗，同時又可提高公共樓宇的安全性，提高相關企業節約能源的積極性；本系統和方法又有利於社會的能源管理，節能減排。


圖I是本發明智能樓宇控制系統的功能模塊圖。圖2是本發明智能樓宇管理方法的步驟流程圖。
具體實施例方式下面結合說明書附圖對本發明作進一步說明。在本發明實施例中，通過對城市智能樓宇進行集中管理，通過自動編制並優化樓宇控制方案，自動下達控制指標，遠程控制智能樓宇的能耗負荷，安防和消防事項的自動通知和自動反饋實現完整的智能樓宇管理的系統。如圖I所不,智能樓宇控制系統包括一城市調度中心10、一網絡傳輸模塊11、一片區調度中心12、一樓宇控制中心13和一樓宇內部控制模塊14。城市調度中心10負責整個城市的智能樓宇管理；每個片區調度中心12負責若干個樓宇控制中心13 ;每個樓宇控制中心13負責一個智能樓宇的控制和監控；每個樓宇內部控制模塊14控制一個或多個現場控制設備，每個現場控制設備負責直接操作智能樓宇的安防設備、消防設備、能耗設備。所述城市調度中心10通過網絡傳輸模塊11和各個片區調度中心12建立連接，片區調度中心12接受城市調度中心10的指令或獨立運作。網絡傳輸模塊11通過光纖、寬帶載波、網絡通道，連接片區調度中心12和樓宇控制中心13，形成智能樓宇控制網絡。手機通過GPRS、CDMA、TD-CDMA、CDMA2000、WCDMA或利用簡訊方式，連接到網絡傳輸模塊。
所述樓宇內部控制模塊14通過小無線、WIFI、窄帶載波通道，連接樓宇內的智能安防設備、智能消防設備、能效管理設備，形成智能樓宇控制網絡。城市調度中心10包括資料庫系統和應用軟體，利用各類數據接口和用戶反饋通道，實時遠程獲得城市範圍內智能樓宇的運行情況和用電量，並結合供電、供氣、供熱等供能單位的供能情況和供能策略等，自動生成調度方案並進行優化，根據需要將調度指令經過加密後傳送給該網絡傳輸模塊U。網絡傳輸模塊11採用獲取到得到的控制指令，以密文的方式，安全可靠的傳輸給片區調度中心12，並通過電力載波通道或區域網傳送給樓宇控制中心13。樓宇控制中心根據預先設定的規則，對控制指令進行解析；並根據移動通訊領域通行的MD5/SHA1加解密算法，對指令進行解密；根據操作者輸入的信息，驗證其合法性，檢查是否具有控制本臺區開關的權限，如果不具備權限，則通過網絡向操作者返回拒絕調度的信號，如果驗證通過，則生成實際調度控制指令，發送給樓宇內部控制模塊。樓宇內部控制模塊14包括至少一樓宇自動化模塊141、一通信自動化模塊、一安防自動化模塊142及一消防自動化模塊143。該樓宇自動化模塊141與樓宇內的空調系統、 照明系統等連接，確保建築物內的舒適和安全的辦公環境，同時實現樓宇的整體節能管理；該通信自動化模塊實現樓宇內的語音、數據、圖像的自動化傳輸和管理，並與外部網絡互連；該安全保衛自動化模塊142提供智能門禁、智能紅外監測、遠程智能監控等安防功能；該消防自動化模塊143自動定期檢測消防設施、對消防隱患進行遠程監控等。如圖1、2所示，樓宇智能控制系統的控制方法包括如下步驟步驟S101，生成控制方案，在此步驟中，城市調度中心根據有關政策法規、歷史同期記錄等，系統收集天氣、生產計劃、國家政策、突發事件等各類可能影響用電的因素，根據預先設置的規則自動生成智能樓宇控制方案；步驟S102，優化控制方案；在此步驟中，並對智能樓宇控制方案進行優化，也可由操作人員進行人為調整和優化。在對智能樓宇控制方案進行優化時，系統自動獲取每個樓宇的能耗性質和能耗歷史記錄，並使用各類數據接口，收集可能影響能源供應和需求的天氣、產業政策、節假日等因素，並對各類因素設置加權值，使用趨勢外推、時間序列、回歸分析等算法進行短期和中期負荷預測，得到最佳的控制方案；步驟S103，下達控制指令；城市調度中心10將信號通過調度網絡傳輸給網絡傳輸模塊11，信號的傳輸進入網絡通道。該模塊利用了先進的軟體技術和資料庫技術，以高效、並發的處理大批量用戶的並發使用；該網絡控制模塊為多用戶共享，可充分利用網絡的傳輸帶寬，最大限度的減少系統建設的投資；智能樓宇控制系統在通訊通道上，跨越三大網絡，即光纖網絡、電力網和載波通道，將三者緊密聯繫，同時又各有分工；在控制指令從主站傳出時，信號為光纖網絡的方式；在進入片區調度中心後，信號在電力網上傳輸；在進入樓宇控制中心模塊後，信號在載波通道上傳輸；正因為如此，系統在信號傳輸的可靠性、安全性上做了特別的處理，包括對信號報文進行加密、對使用者身份進行嚴格認證、對電力載波信號進行CRC校驗等，從而保證控制信號能準確、安全的傳輸，避免信號丟失、誤傳，避免非法用戶的使用；
本發明在系統構架(採用J2EE數據服務技術)與網絡組織方式上具有一定的前瞻性，通信手段上無線通信網絡和有線通信網絡的結合，以保證系統的先進性和投資的有效性。在整個數據通信過程中採用TCP/IP通信協議，可屏蔽各種中間層協議，從該調度模塊10到該片區調度模塊12的調度指令的通信可以視為在廣域網中數據的傳輸。由於採用基於J2EE構架的數據WEB服務方式，可避免直接利用底層的Socket通信，符合HTTP1. I和DATA Service的相關國際標準，傳輸的數據能有效通過廣域網中的各種安全設備，同時數據經過數字籤名，本身的安全性和完整性也得到了保證。數據並發傳輸解決方案數據的並發傳輸是一般的網絡應用系統的一大瓶頸，由於在實際應用中一個大的系統有數目巨大的基層應用(幾萬)，保證高傳輸成功率的前提是解決並發傳輸的通信阻塞。本發明採用J2EE+Web服務構成，即企業級的基於J2EE構架基礎的數據採集和數據服務發布軟體構架，該系統能支持高強度的數據並發傳輸和數據服務，支持海量數據查詢，具有極高的實用性。其中包含有四大核心技術 I、J2EE連接體系J2EE連接體系提供了 J2EE應用和企業內存在的EIS系統集成的標準框架。2、JMS (Java信息服務)Java信息服務是一個支持企業通信系統的標準編程接口，目的在於提供一個跨越不同類型通信系統的公共接口。Java應用程式利用JMS API和企業的通信系統連接後，應用程式就能利用通信系統提供的功能創建和發送消息，達到和其它應用系統異步通信的目的。3,JDBC API:它是和關係型資料庫系統集成的標準接口。應用程式用這個接口獲得資料庫連接、查詢數據和執行其它的資料庫功能。4、Web Services :允許EIS提供一些服務訪問點，新的應用通過這些點可以獲取數據，也可以提交數據；步驟S104，遠程樓宇控制，該遠程樓宇控制模塊根據預先設定的規則，對控制指令進行解析；並根據專用的加解密算法，對指令進行解密；根據操作者輸入的信息，驗證其合法性，檢查是否具有控制樓宇內部設施的權限，如果不具備權限，則通過網絡向操作者返回拒絕控制的信號，如果驗證通過，則生成實際控制指令，控制樓宇設施的動作；步驟S105，異常反饋，該樓宇內部控制模塊14可對樓宇的能耗情況進行實時監測，一旦發現有電壓越限、功率因數過低、功率超限等各類異常情況，即可根據設置上報到主站。能耗異常的反饋可採用多種方式進行通訊，包括低壓電力載波、小無線網絡、WIFI網絡等，可充分適應各種環境，利用已有網絡通道；步驟S106，智能樓宇評價，在此步驟中，城市內的智能樓宇住戶可通過現場設備，及時反映設備異常情況，並且對能源服務、安防服務的質量等進行評價，用戶的評價通過系統網絡上傳到主站系統。本發明智能樓宇控制系統利用先進的通信技術、計算機及網絡技術，為公共樓宇科學、有序管理能源提供了一個切實可行的解決方案。它可以充分利用各類通訊介質，使城市能源管理人員可以隨時隨地的掌握每個公共樓宇的能耗情況和能耗趨勢等信息，可以根據需要遠程控制能源，也可以設定方案進行錯峰平谷，降低能源消耗。本發明的應用對象主要為各類政府辦公樓、公共建築、大型商場等。由上述可知，本發明基於J2EE構架的數據服務，解決並發傳輸瓶頸問題，提供強大的基於J2EE的Web Data Service的數據服務和數據驗證。採用本發明，可使智能樓宇控制系統的運營成本極大的降低，可靠性和安全性得到極大的提高，使系統真正具有實用性，提高樓宇管理的自動化水平。綜上所述，本發明解決了現有技術中所存在的既要對各類智能樓宇進行全面監控、全面控制，有要解決通訊方式複雜，人員流動性較強等矛盾問題，同時解決當用戶數量龐大時易引起網絡阻塞的問題。在進行能源管理調度時，在通過網絡發送控制指令前，先對控制指令進行密碼驗證和MD5/SHA1加密處理，在整個傳輸過程中均用密文方式，並充分利用3G網絡、網際網路、企業區域網等通道，從而充分利用網絡資源，避免網絡阻塞，同時充分保證控制指令的完整性和安全性。其中，主站系統採用J2EE + WebService的方法，用Weblogic中間件系統，可同時支持2 5萬個智能樓宇的接入，適應國內所有大中型城市。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.ー種智能樓宇控制系統，其特徵在於，包括 城市調度中心，負責整個城市的智能樓宇管理； 片區調度中心，每個片區調度中心負責若干個樓宇控制中心； 樓宇控制中心，每個樓宇控制中心負責ー個智能樓宇的控制和監控； 樓宇內部控制模塊，每個樓宇內部控制模塊控制ー個或多個現場控制設備，每個現場控制設備負責直接操作智能樓宇的安防設備、消防設備、能耗設備； 所述城市調度中心通過網絡傳輸模塊和各個片區調度中心建立連接，片區調度中心接受城市調度中心的指令或獨立運作； 網絡傳輸模塊通過光纖、寬帶載波、網絡通道，連接片區調度中心和樓宇控制中心，形成智能樓宇控制網絡； 所述樓宇內部控制模塊通過小無線、WIFI、窄帶載波通道，連接樓宇內的智能安防設備、智能消防設備、能效管理設備，形成智能樓宇控制網絡； 所述樓宇內部控制模塊包括樓宇自動化模塊、通信自動化模塊、安防自動化模塊和消防自動化模塊，樓宇自動化模塊與樓宇內的空調系統、照明系統連接，同時實現樓宇的整體節能管理；通信自動化模塊實現樓宇內的語音、數據、圖像的自動化傳輸和管理，並與外部網絡互連；安防自動化模塊提供智能門禁、智能紅外監測、遠程智能監控安防功能；消防自動化模塊自動定期檢測消防設施、對消防隱患進行遠程監控； 城市調度中心的控制指令通過網絡傳輸模塊進行加密處理形成加密控制指令，網絡傳輸模塊採用獲取到得到的控制指令，以密文的方式，安全可靠的傳輸給片區調度中心，並通過電カ載波通道或區域網傳送給樓宇控制中心；樓宇控制中心根據預先設定的規則，對控制指令進行解析，井根據移動通訊領域通行的MD5/SHA1加解密算法，對指令進行解密；根據操作者輸入的信息，驗證其合法性，檢查是否具有控制本臺區開關的權限，如果不具備權限，則通過網絡向操作者返回拒絕調度的信號，如果驗證通過，則生成實際調度控制指令，發送給樓宇內部控制模塊。
2.根據權利要求I所述的ー種智能樓宇控制系統，其特徵在於城市調度中心根據有關政策法規、歷史同期記錄，自動生成智能樓宇控制方案。
3.根據權利要求I所述的ー種智能樓宇控制系統，其特徵在於手機通過GPRS、CDMA、 TD-CDMA, CDMA2000、WCDMA或利用簡訊方式，連接到網絡傳輸模塊。
全文摘要
一種智能樓宇控制系統，包括城市調度中心，負責整個城市的智能樓宇管理；片區調度中心，負責若干個樓宇控制中心；樓宇控制中心，負責一個智能樓宇的控制和監控；樓宇內部控制模塊，控制一個或多個現場控制設備，每個現場控制設備負責直接操作智能樓宇的安防設備、消防設備、能耗設備。提供了一種高效、易用、可靠的智能樓宇管理的手段，提高智能樓宇管理的透明度，精確掌握每個樓宇的能耗情況、安防情況、消防情況，對樓宇能耗進行精細化管理；本系統可使公共樓宇更智能化的管理能源消耗，同時又可提高公共樓宇的安全性，提高相關企業節約能源的積極性；本系統和方法又有利於社會的能源管理，節能減排。
文檔編號G05B19/418GK102736589SQ20121016902
公開日2012年10月17日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者相銀初 申請人:深圳市科陸電子科技股份有限公司