能耗监测系统-产品功能需求分析报告.doc

苏州元澄智能科技有限公司苏州元澄智能科技有限公司 版权所有版权所有 第 1 页 苏州元澄智能科技有限公司苏州元澄智能科技有限公司 能耗监测系统能耗监测系统 YC-EMS01 产品功能需求分析报告产品功能需求分析报告 当前版本：V1.0 文档密级： 内部公开 作 者： 帅珠龙 编写日期：2012-9-25 审 核 人：审核日期： 文件状态： 草稿 正式发布 正在修改 在最后版本正确的状态前 批 准 人：批准日期： 产品功能需求分析报告 文件编号： 苏州元澄智能科技有限公司苏州元澄智能科技有限公司 版权所有版权所有 第 2 页 版 本 历 史 版本/状态作者参与者日期备注 V1.0帅珠龙张俊杰,丁 是泓，庄 虹 2012-9-25 V1.1陈良2012-11-8定稿 产品功能需求分析报告 文件编号： 苏州元澄智能科技有限公司苏州元澄智能科技有限公司 版权所有版权所有 第 3 页 目目目 录录录 1.产品定义产品定义4 1.1 产品定义.4 1.2 产品开发背景.4 1.3 产品主要功能和特色.5 1.4 术语与缩写解释5 2.技术可行性分析技术可行性分析6 2.1 技术方案.6 2.2 关键技术.6 2.3 实现方式.7 3.项目计划项目计划8 3.1 人力资源需求.8 3.2 软硬件资源需求.8 3.3 成本估计.8 4.结论结论10 苏州元澄智能科技有限公司苏州元澄智能科技有限公司 版权所有版权所有 第 4 页 1.产品定义产品定义 1.1 产品定义产品定义 通过对智能建筑安装分类和分项能耗计量装置，采用远程传输等手段及时采集能耗数据， 实现重点建筑能耗的在线监测和动态分析功能，从而达到节能的目的。 1.2 产品开发背景产品开发背景 江苏省住建厅 2008 年开始引进建筑能耗监测系统项目，到目前为止南京，苏州，常 州，无锡，扬州，镇江等地已全面铺开。 2008 年，能耗监测项目以政府补贴部分建设费用的形式开展，需要上能耗监测项目 的业主联合技术提供厂家填写相关申请材料，报省住建厅审批，审批通过后进入实施 阶段，再将能耗数据传递给省数据中心验收通过后，给予补贴，当时的标准是 12 元/ 平米。 2011 年开始取消部分地市的补贴政策，6.1 号开始新建设的，符合上能耗监测系统的 建筑，必须上相关系统，否则无法通过验收。省院已经相关通知发到市院，各设计院 也相应成立了能源所，专门负责能耗监测设计工作。 因此能耗监测系统在智能建筑项目中有着广阔的市场前景,作为公司的长远战略目标, 必须在项目中应用自已的核心产品,从而抢占市场先机,开发一款稳定,经济,实用的能耗 监测系统就具有重大意义。 鉴于从未开发过此类产品,参照市面上能耗监测系统所使用的架构,决定先从大众化产 品入手,首先实现电表,水表,燃气表数据的采集,分析。底层通信使用 RS485,上层通信 使用 TCP/IP 和 GPRS，在后续产品中可以改为 CAN 通信，提高产品的科技含量和市 场竞争力。 产品功能需求分析报告 文件编号： 苏州元澄智能科技有限公司苏州元澄智能科技有限公司 版权所有版权所有 第 5 页 1.3 产品主要功能和特色产品主要功能和特色 （1）产品主要功能： 序号功能名称描述 1各项能耗数据采集从智能仪表采集实时能耗信息并上传至服务器存储 2能耗数据动态分析分析各项能源消耗情况,并做出对比,找出减少损耗的最 佳方式 3分项能耗数据查询随时查询分项能耗数据 4历史能耗走势图图形化显示单项能耗数据 5各项能耗自动计费设置费率可自动计算各项能耗的单价/总价 6能耗预付费管理根据用户存储的金额提供能源供给 7能耗超量异常报警费用不足或超量报警时分别提示用户和管理员 8反向控制功能手动或自动切断开关 （2）产品架构: 目前市面上均采用二级架构,由一个采集器采集多个计量仪表的数据,再发给数据集中 器,由数据集中器上传至数据服务器,这种方案安装简单,但不方便以后系统维护。本方案采 用一对一模式,每个计量仪表分别配备一个数据转换器,ID 区分在硬件中完成,后续维护简单 易行。 本系统架构同样采用二级模式,数据采集器采集信息并通过 RS485 上传至数据集中器,当 信号线路比较长时加数据中继器或 GPRS 模块,数据集中器通过 TCP/IP 或 GPRS 与数据服务器 和客户端工控机连接。 （3）软件使用 B/S 架构，维护和升级方式简单，既便于管理员随时随地进行监控，又方 便用户通过互联网随时了解自已能源消耗情况,做出调整,从而达到节能的目的。软件具有跨 平台性，可以在 windows 和 linux 平台运行。 1.4 术语与缩写解释术语与缩写解释 缩写、术语缩写、术语解解 释释 EPCEPC Energy Performance Contracting-合同能源管理 EMCEMC Energy Management Company-节能服务公司 GPRSGPRS General Packet Radio Service-通用分组无线服务 产品功能需求分析报告 文件编号： 苏州元澄智能科技有限公司苏州元澄智能科技有限公司 版权所有版权所有 第 6 页 2.技术可行性分析技术可行性分析 2.1 技术方案技术方案。 本项目计划采用二级式架构,底层模块分别由数据采集器,数据集中器组成,数据采集器主 要负责将智能仪表采集的数据转发给数据集中器,并自身带有硬件设定 ID 用以区分每个不同 的仪表,数据集中器带数据暂存功能,以解决 RS485 通信瓶颈问题(最多 32 个下游设备),并可通 过 TCP/IP 或 GPRS 与服务器连接,软件采用 B/S 架构,管理员和用户端可以通过互联网管理,查 阅相应的能耗信息,也可设置相应的功能.系统结构如下图： 2.2 关键技术关键技术 1 电能检测仪表精度 除指定各类智能仪表外,有必要另外开发一款导轨式电能检测仪表,这就对电能检测机制 要有熟悉的了解,而这一类仪表一般都是要通过国标强制检测的,所以对检测精度,还有运行稳 定性有很高的要求。 （本项目暂不涉及） 2 通信机制 如采用 RS485 轮询机制,理论上总线底层模块不超过 32 个,这和一幢建筑内多达上百个采 集终端就有冲突,最好的办法是采用多层通信结构，即大型系统可利用多个数据集中器进行数 据转发。 TCP/IP 产品功能需求分析报告 文件编号： 苏州元澄智能科技有限公司苏州元澄智能科技有限公司 版权所有版权所有 第 7 页 3 MCU 选型 数据采集器选用 51 系列单片机,性能完全满足需要,且价格低,功耗小,开发周期短,适合在 系统中大批量使用。 数据集中器采用以 CORTEX-M3 为内核的 TI 公司 LM3S 系列产品。可以方便和公司一 系列产品(如门禁)集成,32 位运算能力和各种齐全的通讯接口完全能够满足需要。 4 信息存储 本系统所需的各种数据均为实时采集,就对数据采集器和数据集中器存储要求不高,即使 系统暂时离线,所存储的数据量也不是很大，数据采集器使用 MCU 自带 EEPROM 存储器， 数据集中器则另加 SPI 总线上的串行 FLASH 存偖模块。 5 硬件模块 数据采集器：底层信号采集，存储，数据上传。 数据集中器：将多个信号采集器所采集的数据集中上传，解决 485 多级通信问题，并做 为底层设备与上位机之间通信桥梁，脱机时存储数据。 （5）软件关键技术： 技术名称难易程度 Ext js4 中 Flex3 中 Java SSH 框架中 2.3 实现方式实现方式 本项目包括硬件和软件两个部分： （1）硬件部分 采购部分：PCB 板，MCU,相关电子元件，智能计量仪表，模块外壳等。 自行设计：原理图，PCB 布线图，嵌入式驱动程序，样品焊接。 测试：自行搭建平台测试，功能和稳定性，功耗方面，环境测试。 （2）软件部分 软件系统采用自主研发方式实现。 能耗监控软件虽然没有做过，比较业内几款相近软件可以发现，界面比较简单，注重实 用性，实现起来难度不大，因此可以先做简单数据查询显示功能，然后逐步增加如图形显示， 动态对比分析，定量报警,反向控制等其它功能，采用 B/S 架构，方便终端用户也可以通过 网络实时获知自已的能源消耗情况！ 产品功能需求分析报告 文件编号： 苏州元澄智能科技有限公司苏州元澄智能科技有限公司 版权所有版权所有 第 8 页 3.项目计划项目计划 3.1 人力资源需求人力资源需求 （1）知识技能：硬件原理图编制，PCB 布线设计，嵌入式 C 编写，各类通信协议的开发， 熟悉 java web 开发技能、Flex3 技能、TCP/IP 通信技术、GIS 技术等相关技术，熟悉各 种算法。 （2）建议人员：帅珠龙（组长） 、吕耀华、张俊杰。 帅珠龙（组长）主要负责：方案设计，原理图的编制，RS485 总线协议开发，部分硬 件的调试和驱动的编写，以及负责整个项目的安排与规划。 吕耀华主要负责：能耗监控软件的开发。 张俊杰主要负责：PCB 板绘制，部分硬件的调试和驱动的编写。 3.2 软硬件资源需求软硬件资源需求 （1）开发电脑 4 台已经存在 配置名称配置参数 CPUIntel 2.93GHz 内存2GB 操作系统Windows 7 / Windows xp 显示器液晶显示器 21.5 寸 (2)测试分析仪器 智能仪表:电表(已有),带 485 接口的水表,燃气表（另购） 示波器:DS1052E(已有) 可调直流电源:YH-305D(已有) 逻辑分析仪:LA1432(已有) （3）软件环境 软件名称软件版本获取方式 IDE 开发工具 MyEclipse7.0 Flex Builder3 可以借用 数据库MySql5.5免费 应用服务器Tomcat6.0免费 Flash 技术Flex3免费 产品功能需求分析报告 文件编号： 苏州元澄智能科技有限公司苏州元澄智能科技有限公司 版权所有版权所有 第 9 页 Java 框架 Spring3.0 struts2.0 Hibernate3.0 免费 前端脚本技术Ext js4免费 3.3 成本估计成本估计 硬件成本： 数据采集器：30 元*10 个 数据集中器：100 元*3 个 G