基于物联网的水暖电系统监控平台方案设计及实施

基于物联网的水暖电系统监控平台方案设计及实施

（工程硕士论文开题报告）

机械工程领域工程硕士：卞明明指导老师：田凌二○一四年十一月主要内容选题背景及其意义一国内外研究动态及发展现状二研究内容及方案三总体时间安排四1.选题背景及其意义1、平朔矿区是一个集群化生产矿区，是我国首座“露井联采”的千万吨矿井最集中的亿吨级矿区，占地面积176平方公里。2、这样一个高度工业化的矿区必然要有一个庞大及复杂的水暖电系统的保障，点多面广战线长是水暖电系统最突出的特点。3、现有的水暖电系统自动化程度低，核心是靠人，导致工作量大、劳动强度高、效率低，加之工作场所分散，管理难度大。4、随着平朔矿区的不断发展，现有水暖电系统已经难以满足公司精细化管理及内部市场化的要求。因此，想方设法提高系统自动化水平是关键，而物联网技术提供了很好的解决途径，难点是如何基于物联网来建设与平朔矿区水暖电系统相符的监控平台。国内外研究动态及发展现状二2.1物联网的概念2.2国内外发展现状2.3物联网的应用及发展趋势

2.1物联网的概念

1、物联网（InternetofThings）是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。2、物联网的特征1.全面感知→各种传感器、RFID、GPS等2.可靠传递→各种无线网络、各种有线网络及设备，三网融合3.智能处理→云计算、各种应用软件

2.1物联网的概念图2.1：物联网构成图

2.2国内外发展现状

日本：打造“无所不在”的便利社会

日本在2004年推出了基于物联网的国家信息化战略U-Japan。“u”代指英文单词“ubiquitous”，意为“普遍存在的，无所不在的”。该战略是希望催生新一代信息科技革命，实现无所不在的便利社会。美国：作为振兴经济的“新武器”奥巴马将物联网作为振兴经济的两大武器之一，投入巨资深入研究物联网相关技术。无论基础设施、技术水平还是产业链发展程度，美国都走在世界各国的前列，已经趋于完善的通信互联网络为物联网的发展创造了良好的先机。欧盟：引领世界物联网“加速跑”

欧盟围绕物联网技术和应用做了不少创新性工作。在2009年11月的全球物联网会议上，欧盟专家介绍了《欧盟物联网行动计划》，意在引领世界物联网发展。2.2国内外发展现状1、国内研究机构在理论研究方面，如对无线传感器网络网络协议、算法、体系结构等方面，提出了许多具有创新性的想法与理论。在这方面，国内的中科院、南京邮电大学、哈尔滨工业大学、清华大学、上海交通大学、北京邮电大学等都取得了一些相关的理论研究成果。2、中科院上海微系统与信息技术研究所等科研单位，目前正加紧研发"物联网"技术。2009年10月，中国研发出首颗物联网核心芯片---"唐芯一号"。2009年11月7日，总投资超过2.76亿元的11个物联网项目在无锡成功签约，项目研发领域覆盖传感网智能技术研发、传感网络应用研究、传感网络系统集成等物联网产业多个前沿领域。2010年工信部和发改委出台了系列政策支持物联网产业化发展，到2020年之前我国已经规划了3.86万亿元的资金用于物联网产业化的发展。2.2国内外发展现状图2.2中国物联网产业园（基地）分布图

2.3物联网的应用及发展趋势

1、感知交通

1)出行方便2)智能公交2、感知健康

1)预约挂号远程会诊2)体检便捷3、感知矿山1)煤炭物流监管2)生产安全动力监管3)人员设备监管2.3物物联网网的应用用及发展展趋势图2.3：研究内容及方案三3.1研究内容容3.2研究方案案3.3研究创新新及难点点3.4预期成果果3.1研研究内内容1.建立立矿区基基础模型型，绘制制矿区水水暖电系系统整体体布局规规划图。。2.设计计并实施施给排水水系统中中各配水水厂等场场所的自动化监监测改造造方案，实现调调度中心心对各场场站的生产运行行状态适适时数字字监控。3.设计计并实施施供热系统统中各换热站的数字化化管理单单元建设设方案，，实现调度度中心对对各场站站的生产运行行状态适适时数字字监控。4.设计计并实施施供电系系统中各各变电站站远程信信息接入入以及视视频监视视系统建建设方案案，实现调度度中心对对各场站站的生产运行行状态适适时数字字监控。5.通过数据据交换或或者应用用集成技术，进进行软件件接口适适配，采采集水、暖、电各监控控系统的的业务数数据，实实现各业业务数据据的共享享，并通过业务数据据实现对对动力中中心设备备情况总总体掌握握、支撑撑调度日日常管理理、辅助助生产事事件的决决策、全全面提升升工作效效率。3.1研研究内内容图3.1：3.2研研究方方案1.建设设矿区的的基础模模型，标标注动力力中心所所属单位位，示意意动力中中心水电电暖管线线的布局局，实现现集成设设备技术术指标、、报警事事件在三三维环境境中的展展现。2.对三三维仿真真环境进进行建模模、索取取现场点点位信息息坐标、、各站点点外观拍拍摄调研研和三维维界面的的建模；；以及水水、暖、、电监控控系统集集成平台台的研发发，包括括数据采采集与传传输、智智能集中中监控、、仿真态态势展示示、电子子监控与与巡检、、统计分分析与报报表、手手机短信信通知、、智能图图像分析析和系统统功能等等。3.依托托计算机机网络、、无线通通信等信信息化技技术，实实现用能能管理的的数字化化和可视视化。对对电、热热、水、、温度等等能耗数数据进行行在线实实时监测测，并以以三维仿仿真场景景为依托托，提供供数据的的实时展展示功能能，实现现直观管管理以进进行事件件处置和和指挥调调度。4.通过过行关平平台的整整理和大大型数据据库的支支持，将将异构系系统的数数据完整整且规格格化地保保存，将将会极大大提高日日后的数数据挖掘掘和调阅阅效率。。5.搭建建智能能能耗管理理模型，，将水电电暖三种种业务数数据统一一入库，，建立基基于数据据源头的的决策分分析。3.2研研究方方案图3.23.2研研究方方案图3.3：3.3研研究创创新及难难点1、研究究创新2、工作作难点3.4预预期成成果1.搭搭建智智能能耗耗管理模模型，实实现查询询报表、、数据采采集分析析、数据据挖掘、、数据备备份恢复复、信息息告警等等功能。。为用户户提供一一套具有有决策意意义的能能耗监测测管理系系统。2.通通过接接入子站站的三维维仿真建建模及非非精细建建模站点点的升级级，实现现所有站站点的监监测信息息实时悬悬浮展现现。3.该系系统提供各种种向导式界面面、图形查询询生成器、提提示窗口等，，通过简单的的鼠标拖拉操操作即可实现现即席查询、、报告生成、、图表生成、、深入分析和和发布等功能能。4.系统统基于目标导导向的智能监监控，实现在在三维仿真虚虚拟现实环境境中直接点击击所关注的地地点，无需知知道部署的设设备编号/名称等信息，，即可直接看看到所关注地地点的画面。。5.各站站的生产运行行信息上传至至调度指挥中中心，实现生生产数据信息息实时记录、、显示、监测测及上传，及及网页发布。。并对这些数数据进行分析析，可以对水水电暖系统的的运行情况进进行评估，满满足节能降耗耗等多种决策策需要。5.总体时时间安排完成现场实际际情况的了解解，国内外相相关研究的调调研及资料整整理、建立矿矿区基础模型型，初步确定定系统研究方方案，完成开开题报告；完成水、电、、暖各监测点点以及调度中中心精细化三三维仿真模型型建设。对各各监测点实施施自动化监测测改造，建成成系统中各站站点的数字化化管理单元，