吳 梵 張彥夫

江西省建筑科學(xué)研究院 江西 南昌 330046

一、項目背景

隨著江西省國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測平臺(以下簡稱省級平臺)與南昌、九江、宜春、新余、景德鎮(zhèn)等地市級國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測平臺(以下簡稱市級平臺)紛紛成立,公共建筑能耗監(jiān)測已經(jīng)成為我省推進綠色建筑發(fā)展的新形勢。在此形勢下,許多樓宇業(yè)主對能耗監(jiān)測也有了新的認識與積極性。為滿足樓宇業(yè)主積極響應(yīng)建筑節(jié)能的要求,樓宇能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測管理系統(tǒng)就因此而展開研究與開發(fā)。

二、研究內(nèi)容和目標

系統(tǒng)軟件開發(fā)設(shè)計是項目研究的重要內(nèi)容。該系統(tǒng)使用的軟件是由數(shù)個軟件組成的軟件集成系統(tǒng)。在此系統(tǒng)上,功能設(shè)計上要與市級平臺功能一致的軟件應(yīng)為主體軟件。其他軟件則需實現(xiàn)對主體軟件的數(shù)據(jù)接收、整合、上報的功能。因此,軟件集成系統(tǒng)分為兩層架構(gòu)。第一層是數(shù)據(jù)采集層,這一層是數(shù)據(jù)采集設(shè)備上的采集軟件對能耗數(shù)據(jù)進行采集并上發(fā)給建筑節(jié)能監(jiān)測監(jiān)控管理系統(tǒng)。第二層是數(shù)據(jù)整合層,這一層是樓宇能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)來的數(shù)據(jù)進行整理、計算,并將整合的數(shù)據(jù)再上發(fā)到市級平臺。

圖2 -1 系統(tǒng)軟件層

三、軟件設(shè)計

軟件系統(tǒng)分為采集端和服務(wù)端兩個部份。采集端軟件需要實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的采集,并將數(shù)據(jù)向接收端發(fā)送；同時,采集端軟件需要保證在電表數(shù)據(jù)有缺失時,能及時查到斷開的儀表地址,從而保證數(shù)據(jù)的完整性。服務(wù)端軟件需要接收采集端發(fā)送的數(shù)據(jù),并將接收的數(shù)據(jù)進行整合；接收端借助展示系統(tǒng)把整合的數(shù)據(jù)進行展示,最后再將整合好的數(shù)據(jù)上發(fā)到市級平臺。因此,系統(tǒng)設(shè)計分別對采集端軟件與服務(wù)端軟件分別進行。

3.1 數(shù)據(jù)采集端軟件設(shè)計

(1)數(shù)據(jù)采集設(shè)備通訊協(xié)議軟件。數(shù)據(jù)采集設(shè)備需要支持對不同協(xié)議的電表進行采集,該采集程序兼容多種協(xié)議,同時,不同型號的電表通訊協(xié)議也各不相同,所以該采集軟件還需建立一個信息庫以保存不同型號的電表通訊協(xié)議,從而實現(xiàn)同時采集多個不同型號的電表數(shù)據(jù),收集完所需的電表協(xié)議后,再生成xml文件用來調(diào)度電表協(xié)議完成數(shù)據(jù)采集,xml文件通過EMS工具把電表型號、地址、編號輸入進去后就會生成調(diào)動電表協(xié)議的xml文件,然后就可以通過EMS客戶端服務(wù)進行數(shù)據(jù)采集。如果遇到網(wǎng)絡(luò)故障,數(shù)據(jù)采集器也可以繼續(xù)采集數(shù)據(jù),直到網(wǎng)絡(luò)恢復(fù),EMS服務(wù)會將存在采集器本地的數(shù)據(jù)進行補發(fā)。

(2)數(shù)據(jù)采集設(shè)備與市級或省級平臺對接軟件。數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以和市級或省級平臺直接進行對接,完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?實現(xiàn)方式是在EMS客戶端服務(wù)軟件的基礎(chǔ)上,對電表采集的xml文件添加對市級或省級平臺通訊的IP地址、端口號,并且在xml里需要對每一塊電表分配其所屬的電分項(電分項對應(yīng)的格式會在傳輸規(guī)約中提到),確認無誤后,就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接向市級或省級平臺傳輸數(shù)據(jù)的功能。

(3)數(shù)據(jù)采集設(shè)備儀表接觸監(jiān)測軟件。數(shù)據(jù)采集設(shè)備的采集連續(xù)性是保證數(shù)據(jù)的完整性,能耗監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié),為保證采集數(shù)據(jù)是連續(xù)的,在采集設(shè)備上還需使用ModScan32軟件,該軟件可以監(jiān)測采集設(shè)備上的儀表是否接觸良好。在該軟件中,選定采集器的接口編號,然后輸入儀表的地址,觀察右上角的兩個數(shù)字是否是都在增長的,如果兩個數(shù)字都在增長,那么該儀表就接觸良好,如果左下方出現(xiàn)“TIME-OUT”字樣,那么該儀表則接觸不良或地址有誤,應(yīng)進行排查。

3.2 服務(wù)端數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計。服務(wù)端是對數(shù)據(jù)進行接收并進行匯總計算、關(guān)聯(lián)到展示系統(tǒng)、再上發(fā)至市級平臺的角色,所以在接收端,需要部署數(shù)據(jù)匯總、展示系統(tǒng)、上傳市平臺這三個軟件。

(1)數(shù)據(jù)接收與匯總軟件。服務(wù)端接收數(shù)據(jù)通過Active MQ,一種在分布式系統(tǒng)中應(yīng)用程序借以傳遞消息的媒介,該程序支持點對點,一對多的消息形式,在傳輸協(xié)議上支持TCP、SSL、NIO、UDP 等。Active MQ 無需配置,下載安裝包后選擇正確的系統(tǒng)版本安裝后啟動即可。Active MQ安裝完畢后,數(shù)據(jù)接收與匯總工作都通過EMS服務(wù)端軟件來完成。EMS服務(wù)端軟件需要配置對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫,之后服務(wù)端就可以接收到采集端發(fā)送的數(shù)據(jù)并進行匯總計算操作。

(2)服務(wù)端數(shù)據(jù)與市級和省級平臺通訊規(guī)約對接軟件。監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)還需要上傳到市級平臺,并與市級平臺進行規(guī)約對接,因此將上傳軟件應(yīng)符合市級平臺的通訊規(guī)約。市級或省級平臺與樓宇的通訊規(guī)約,主要是對能耗數(shù)據(jù)的格式有要求,分別為分項格式的要求與上傳的xml數(shù)據(jù)包格式要求。完成市級或省級平臺要求的分項格式后,上傳市級或省級平臺的軟件需要生成發(fā)送到市級平臺的xml數(shù)據(jù)包。

本系統(tǒng)軟件在通訊對接設(shè)計上兼顧市級平臺與省級平臺的上傳規(guī)約需求,可以生成并發(fā)送各自對應(yīng)的數(shù)據(jù)包,對用戶技術(shù)運維非常方便。

四、效益簡要分析

4.1 對中小型建筑設(shè)計的數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接上傳市級或省級平臺軟件,提升了數(shù)據(jù)對接的效率。

4.2 對大型建筑設(shè)計的樓宇用戶專用能耗監(jiān)測系統(tǒng)是與市級或省級平臺對接數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)站,也是用戶了解自己能耗數(shù)據(jù)的工具,系統(tǒng)可以精確到對每一個點位的數(shù)據(jù)進行剖析,為保證數(shù)據(jù)質(zhì)量與準確性新增了一道保險,有助于提升數(shù)據(jù)監(jiān)測質(zhì)量。