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文档简介

校园物联网解决方案V3.0

校园物联网解决方案

__________________________________________________________________校园物联网解决方案V3.0

Ei

1、项目概述......................................1

〔J、高校介绍.................................1

1.2、项目背景.................................1

1.3、建设目标.................................2

2、需求分析......................................3

2.1、物的管理--远程控制、经济快捷....................4

2.2、环境管理--安全高效、节能减排....................4

2.3、人的管理--条件预警、及时精准....................5

2.4、信息管理--科学焜范、有的放矢....................6

3、总体设计......................................6

3.1、设计依据.................................6

3.2、设计原则.................................9

3.3、平台特点................................10

3.4、总体架构................................12

4、平台建设.....................................14

4.1、平台配置管理模块...........................14

4.1.1、平台配置..............................14

4.1.2、组织用户.............................15

4.2、用能计量管理模块...........................17

4.2.1、模块介绍.............................17

4.2.2、模块架构..............................18

4.2.3、模块功能..............................18

4.2.3.1、能源审计...........................19

4.2.3.2、能耗总览..........................20

4.2.3.3、能源分析.........................22

4.2.3.4、视腼监控.........................26

4.2.3.5、电子地图..........................26

4.2.3.6、基避信息..........................27

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4.3、智能照明管理模块............................27

4.3.1、模块介绍..............................27

4.3.2、模块架构..............................27

4.3.3、模块I力能..............................28

4.3.3.1、完善的监控系统......................28

4.3.3.2、先进的报警功能......................28

4.3.3.3、高精度、宽量程......................29

4.3.3.4、高性能、高集成化.....................29

4.3.3.5、智能化系疑监控......................29

4.4、用电安全监控模块............................30

4.4.1、模块介绍..............................30

4.4.2、模块架构..............................31

4.4.3、工作原理..............................31

4.4.5、模块功能..............................32

4.4.5.1、用电设备状态掌控.....................32

4.4.5.2、用电安全隐患监控.....................33

4.4.5.3、全天24小时实时监控...................33

4.4.5.4、用电诊断分析报告.....................34

4.4.5.5、隐患排查和整改服务....................34

4.4.5.6、定期巡枪排查服务.....................35

4.4.5.7、用电安全大数据服务....................35

4.5、给水管网监明模块...........................35

4.5.1、模块介绍..............................35

4.5.2、模块架构..............................37

4.5.3、模块I力能..............................37

4.5.3.1、GIS管理子系统.......................37

4.5.3.2、工程管理子系统.......................40

4.5.3.3、管网管理子系统.......................43

4.5.3.4、统计分折子系统.......................51

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4.5.3.5、系统维护子系统.......................53

4.5.3.6、PDA应用子系统.......................54

4.6、热气管网监测模块...........................55

461、模块介绍..............................56

4.6.2、模块架构..............................56

4.6.3、模块功能..............................56

4.6.3.1、GIS管理子系统.......................56

4.6.3.2、工程管理子系统.......................59

4.6.3.3、管网管理子系统.......................62

4.6.3.4、统计分析子系统........................70

4.6.3.5、系统维护子系统.......................72

4.6.3.6、PDA应用子系统.......................73

4.7、校园地图管理模块...........................74

4.7.1、2D/3D地图配置..........................75

4.7.2、展示对象布置..........................75

4.7.3、展示对象关联..........................75

48、能耗设备管理模块............................75

4.8.1、设备接人管理..........................75

4.8.2、设备资产管理..........................76

4.8.3、设备使用管理..........................77

4.8.4、设备资料管理..........................79

4.9、能耗大数据分析模块..........................79

4.9.1、数据采集配置..........................80

4.9.2、挖掘算法设置..........................80

4.9.3、挖掘结果3折..........................80

4.10、消防对接管理模块...........................80

4.10.1、模块介绍.............................80

4.10.2、模块架构.............................80

4.10.3、模块功能.............................81

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4.11、安防对接管理模块...........................81

4.12、校园后勤对接模块...........................82

4.12.1、模块介绍............................82

4.12.2、功能分析.............................83

3.19.3、系统设计.............................84

4.13、问卷调查................................87

5、预算清单.....................................90

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1、项目概述

1.1、高校介绍

随着国家教育信息化的不断深化,高校教育设备经费的

持续投入和教育设备多年累积,高校每年不断增添教学设备

,如教室中的电腼、投影仪、电视、电子白板、数字展台、

音响、摄像头、空调、灯、电扇、总电源开关、电源插座等

各种多媒体段备和环境段备,规模越来越庞大,这些股备给

教学带来便利的同时,也给校园的管理者帚来了如何实时掌

握设备使用情况,如何实时监控、监管设备状态,如何在设

备故障时能快速的响应及维护,如何睬补段备专业管理人员

的严重不足等等问题。如何更有效地管理教育投备,让教育

设备更好的为教学服务,便成为当前高校和各级教育装备主

管部门迫切需要解决的实际问题。

1.2.项目背景

第一、高校为了解决高校内大量的段备管理问题,也尝

试制定了各种各样的规章制度,也是面对庞大的股备种类和

数量,只靠人力和制度,必然造成管理上出现大力所不能及

的情况,以及大力误差。

第二、无法实时掌握教学设备的使用情况,无法实时监

控、监管投备状态。

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第三、设备的粗放仪管理,出现设备闲置情况、设备无

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法保证被正确使用的情况时有发生,使得设备使用率低,设

备的故障率大大增加、使用寿命缩短。

第四、段备出现故障时,无法实时发现,无法实时的将

政蹿信息通知给设备管理人员和段备维修人员。

第五、数量庞大、品目繁多的教学段备的统计和管理是

一个耗费大量人工和时间的高强度工作,必然会出现统计和

管理上的缆漏,不能做到数据的时效性。

第六、由于教学段备没有实现集中控制和集中管理,所

以无法做到教学设备和环境设备的合理利用和能耗管理。

1.3.建设目标

从目前高校整体能耗监管应用的角度来看,能耗监管应

用还可以进一步挖掘,物联网及信息化应用的程度还有待进

一步提高。现有的能耗监管,往往依靠经验,缺乏科学性的

管理与评估。

垓项目的实施目的,是为了提高全校范围内的教学设备

、办公设备和环境段备的有效利用和高效管理,提高校设备

使用效率,管理效率,提升对设备的运营维护能力,提升校

园段备的能耗监管能力。实现校园能耗监管的数字化、智能

化,决策的科学化,管理的现代化。在当前环境下,积极开

展㈱联网技术促进校园能耗监管信息化发展的尝试,既符合

政策要求,又符合技术发展方向,并且能峭切实提高校园能

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耗监管的水平。有精祝实现对高校内段备的智能化管理、远

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程控制、安全防范、减少能源浪费的目的。

高校通过智慧用能物联网监管云平台的应用,可以真正

的先摸清家底、明确各类能源的消耗点和泉费点,并为校

园“节能降耗”的持续改进,提供信息支撑与科学决策。可

为校园建段绿色建筑评星标识申报和国家公共机构和大型

公共建筑能源资源计量审作打下坚实的基础。所以,该平

台的建段是非常必要的。

2、需求分析

高校通过智慧用能物联网监管云平台的应用,在学校小

断发展和科研工作量不断增长的前提下,严格控制学校水电

气净支出,并逐年有所减少,未来五年内总体支出比现有规

模下降5%-20%为目标,通过物联网、互联网等手段实现高

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校园物联网解决方案V3Q

校所有用能设备的控制、管理、统计分析等工作,从而实现

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智慧化能耗服务和监管模式。具体的说,就是把物蛾网传感

器整合到高校的电力系统、供水吸入、环境系统等各种需要

感知的系统设备中,如空调、电闸开关、烟雾报警、温度感

应及红外感应等段备,把这些设备连接起来,形成“物联网”,

然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,以达到以下的

智慧用能管理和安全管理的需求:

21、物的管理--远程控制、经济快捷

高校的电器设备通过物联网连接以后,管理者可以通过

互联网利用移动终端的APP或电腼控制任意单个或者高校全

部中的用电设备如:空调、电闸、灯光等;据观察和统计,

一个高效率的管理员一次性关闭所有高校(6层共160间)的

空调至少需要50分钝,打开或关闭所有楼层的灯光电源需要15

分钟,而且在操作过程中会造成管理员缺岗的情况。而有

了物联网管理系统,上述这些任务只需管理人员在值班室一

鲤操作即可实现。另外枷联网管理系统也可以段置情景模式

,只需段定要几点钟开或者关,到了段定时间相应段备就会

自动打开或者关闭,无需大员操作。物联网系统的管理功能

免去了人工手动的繁复,睬补了一些管理漏洞,管理遇有特

殊精出,可以即时调整,其便利性、经济性、统一性、先进

性是其它系统无法比拟的。

2.2、环境管理安全高效、节能减排

物联网传感设备是可以感知环境并通过环境的变化对设

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备做出智能调节的,比如在夏季到来的时候可以设定当室温

达到35摄氏度以上的时候,开启空调,或当雨季的时候当室

内湿度达到80%的时候,自研开启空调并以除湿的模式运行

,此功能既人性化又节为环保;另外还可以段置空调自动关

闭身能,在无人情况下能发出关闭信号关闭空调,从而消除

了忘记关空调所带来的能源浪费和安全隙患。

室内烟霁感应器感应到烟雾以后,会及时报警,并且可

以段置成立即切断核地方的电源。系统也会推送报警信息给

管理者。对于环境的管理,物蛾网体现的是订制管理与信息

预警相结合的机制,既能峭高效的实现日常的运行订制模式

,又可以通过管理者的管理平台进行智能控制,其智能化、

人性化、时效性的特点保证了对环境的感知及通过环境变化

的有效调整。

2.3、大的管理--条件预警、及时精准

物联网设备可以准确的感知到教室、宿舍等区域内的人

员移动,当设置的上课时间(也就是宿舍中不应垓有人的时

间段)宿舍中有人移动的时候,环境感知器会通过信息推送

的方式,告知管理者,哪一个宿舍有人员逗留,实现科学有

效的管理机制。例如在宿舍中,有人员用到大功率用电器的

时候,枷联网继电器会及时的发现并向管理者推送预警信息

,也可实现设置情景模式为如检涮到大功率用电,即关闭单

元宿舍内电源。这样既能减少宿舍的安全除患,也能对宿舍

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内人员的管理做到及时准确。

2.4、信息管理一-科学规范、有的放矢

智慧用能物联网监管云平台可以按照设定的时间段来统

计用电量的信息,自动生成图表,方便管理者的查看比较。

后台管理软件对于每个设备的运行状态都有相应的图例与

信息。智慧用能物蛾网监管云平台的用电信息统计功能、段

备条件触发功能及整体设备定时控制功能,使高校电器设备

能嵯高效运行,集时准确的反馈状态信息,为科学绿色管理

提供有效依据。

3、总体段计

3.1、设计依据

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监涮系统;分

项能耗数据采集技术导则》

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《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监涮系统:分

项能耗数据传输技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监涮系统:楼

宇分项计量段计安装技术导则》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统:数

据中心建段与维护技术导则》

《国家机关亦公建筑和大型公共建筑能耗监涮系统:系

统建段、脸收与运行管理规范》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监涮系统:软

件开发指导说明书》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监涮系统:省

市级数据中心数据库结构文档》

《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监涮系统:数

据上传XML格式文档》

《公共机构节能条例》

《基于MODBUS怖议的工业自动化网络规范》

《多功能电表通讯规约》

《用户计量仪表数据传输技术条件》

《高等学校建设节到型学校管理与技术导则》

《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》

《高等学校校园建筑节能监管系统运行管理技术导则》

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《高等学校校园设施节能运行管理办法》

《高等学校校园建筑能耗统计审计公示亦法》

《高等学校节约型校园指标体系及考核评价办法》

《关于推进高等学校节约型校园建设进一步加强高等学

校节能节水工作的意见》(建科[2008]90号)

《公共建筑节能段计标准》(GB50189-2005)

《企业能源审计技术通则》(GB17166-1997)

《节能监测技术通1》(GB/T18883-2002)

《电气装置安装工程施工及验收规范》(GBJ50254-96

)

《低压配电装置及线路段计规范》(GBJ54-83)

《建筑电气安装工程质量检验评定标准》(GB50303-2002

)

《低压配电装置及线路段计规范》(GB50054-95)

《计算机软件开发规范》(GB8566-88)

《一级二级静止式有功电能表》(GB17215)

《多功能电能表》(DL/T614-2007)

《多功能电能表通信规匆》(DL/T645-2007)

《电能计量装置技术管理规程》(DL/T448-2000)

《电测量及电能计量装置设计技术规程》(

DL/T5137-2001)

第“页

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《电能计量装置安装接线规则》(DL/T825-2002)

《户用计量仪表数据传输技术条件》(CJ/T188-2004)

《电能计量柜》(GB/T16934-1997)

《自动抄表系统》(GB/T19982-2007)

《电子远传水表》(CJ/T224)

3.2、设计原1

1、充分结合高校目前建筑现状,根据高校智慧用能物联

网监管云平台的特点,设计出科学高效、完善合理、功能齐

全、可实施性强的智慧用能㈱联网监管云平台技术方案。

2、根据高校建筑能耗精况,以最烫实现集电能监测系统

、水能监测系统、蒸汽监涮系统、天然气监测系统、大数据

分析系统、消防系统对接、安防系统对接、校园后勤系统对

接等为一体智慧用能枷联网监管云平台,统筹规划,分步实

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to

3、充分利用高校现有网络资源,节省投资。

4、从真正意义上实现能源使用实时在线监控,为高校管

理者提供不同层次的管理权限,随时随地可以对高校的能源

系统进行访问,并实现远程管理。

5、充分考虑智慧用能枷联网监管云平台对各种能耗系统

管理的整合犷展能力,并为今后综合性的数字化用能物联网

监管做好充分的技术准备。

6、充分体现投资回报效益,体现管理节能、技术节能的

综合效益。

7、能嵯为高校制定能源政策提供充分详实的依据,以这

到资源的科学管理,科学利用。

3.3s平台特点

1、先进性

系统基于B/S和C/S复合结构,用户可以通过Internet浏

览器远程登录智慧用能物联网监管云平台。不同用户根据各自

权限的不同,浏览高校不同建筑的能源使用状况。工程师通

15Internet浏览器登录服务器,拥有最高级刖的管理权限

,既可实现工程的远程在线维护,第一时间响应客户的需求

2、安全性

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智慧用能物法网监管云平台数据库所采用的数据库系统

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校园物联网解决方案V3.0

,保证电能原始数据不可修改,对电能进行计量和结算的模

型等在相应旅生库中进行,赤生库数据只有在授权许可下才

能修改,建立完善的安全措施,对不同等级用户,段立相应

的访问权限,以保证电能量与计费的合法性和严肃性。同时

系统支持数据自动或人工备档和恢复。

3、开放性

智慧用能物联网监管云平台具有充分的开放性能,智慧

用能物联网监管云平台已经在接口和功能上进行了预留,只

需通过简单的配置,即可允许不同厂家的产品组成一个完整

的系统,并通过丰富的内置软件接口(OPCDDEODB等)

与第三方系统无缝集成,提供低成本IBMS集成管理解决方案

nnmn敏・底卡度x■冷■"力桁能》种子飞

•«4«•

4、数据完整性

由于电能数据具有累加性和传递性的特点,要求在任何

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校园物联网解决方案V3Q

情况下都不允许丢失电能原始数据,特刖是在进行分段、分

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校园物联网解决方案V3.0

费率电能统计和结算时,尤为重要。在智慧用能枷蛾网监管

云平台中,通过在采集处理及传输等环节采用多种技术手段

以确保数据完整。

5、可扩展性

智慧用能枷联网监管云平台方案中的总线能力、软件资

源、模块10点配置均留有一定的余量,以便根据高校要求灵

活增加少量控制点而无需增加额外的费用。平台股计采用网

络化结构方式,充分考虑了用户今后分能源中心的扩展及功

能扩展的需要,可以很容易地通过增加本地采集仪表的方法

实现,而且还能通过网络拓展,扩展新的控制网络总线,系

统规模可以成倍增力口。

6、规范性

智慧用能物联网监管云平台的关鲤硬件段备是数据网关

,安全可靠、对应所有主流计量表具。主要特点是:数据网

关应支持周期方式数据采集、固定时刻数据采集和当前时刻

数据采集,并可接受数据中心通过数据管理平台下达的命令

及相关设置。

3.4、总体架构

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4、平台建段

4.1.平台配置管理模块

4.1.1、平台配置

1、平台模式配置

用户可以根据自己的需求自定义配置相关平台使用的I力

能模块、显示界面展示、明能使用习惯模式、精景展示等相

关配置。

2、通讯参数配置

进行平台与服务模块之间,平台与其他软件平台、通讯

系统、邮件系统、箱信猫硬件段备等相关通讯参数的配置。

3、接口配置

通过接口配置管理进行平台接口的调度管理配置、接口

数据封装配置、接口胡以适配配置、接口协议转换配置、接

口定义配置等接口相关的配置。

4、学习功能配置

智慧的平台一定是不断突破、不断改进、小斯完善的,

通过配置平台的学习功能模块来实现这一功能,根据是否需

要从外界获得训练信息,学习功能分为受监视学习和自主学

习两类。

一、受监视学习

这种学习方式除一般的输入信号外,还需要从外界的监

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校园物联网解决方案V3.0

视者或监视装置获得训练信息。所谓训缥信息是用来对系统

提出要求或者对系统性能作出评价的信息。如果发现不符合

监视者或监视装置提出的要求,或受到不好的评价,系统就

能自行修正参数、结构或控制作用。不断重复这种过程直至

达到监视者的要求为止。当对系统提出新的要求时,系统就

会重新学习。

二、自主学习

这是一种不需要外界监视者的学习方式。只要规定某种

判据(准则),系统本身就能通过统计估计、自我检测、自

我评价和自我校正等方式不断自行调整,直至达到准则要求

为止。这种学习方式实质上是一个不断进行随机尝试和不斯

总结经脸的过程。因为没有足嵯的先验信息,这种学习过程

往往需要较长的时间。

在实际应用中,为了达到更好的效果常将两种学习方式

结合起来。配置学习控制系统报照所采用的数学方法而有不

同的形式,其中最主要的有采用模式分类器的训缥系统和增

量学习系统在学习控制系统。

4.1.2、组织用户

1、组织树管理

段备、用户、地图等其他平台功能对象都是依附在组织

树上,可以根据自身组织架构建立对应的组织树,可以进行

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组织树的建立、修改、删除、移动等操作。

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其中组织树应包括组织树机构名称、负责人、电话号码

、手机号码、邮件地址等相关属性。

2、部门管理

根据高校管理自身存在的部门,建立相对应的部门进行

管理,可以实部门的添加、修改、删除、移旗的操作。另外

在组织、用户、设备、地图等属性中,可以自动出现建立的

部门名称属性供选择。

3、用户管理

通过用户管理可以实现对平台使用、维护、后台管理等

相关人员用户进行添加、跚除、修改、移动、登录密码设定

修改等管理操作。另外用户管理具备如下功能:

一次登录:所有子系统和设备管理一次登录,即可根据

授权进行相关操作。

用户关联IP管理:可以设置相关用户只能在规定IP段内

使用,防止账号混乱使用。

统一身份认证管理:所有用户都通过统一的身份用户管

理的身份认证,所有用户信息保存在统一的数据库中。采用

树型垂直管理结构,针对不同级刖和不同的部门设定不同最

高访问和控制权限。

4、角色管理

用户角色管理:所有用户按照所属类刖、区域、部门和

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校园物联网解决方案V3Q

取责分配用户角色,每个不同的角色定义不同的级别和操作

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校园物联网解决方案V3.0

权限,对应于不同的操作内容,包括可以查看的视颁内容、

可以进行设备管理、可以查看前端采集信息、可以编辑和修

改的系统信息、对段备的设置和控制等。

5、授权管理

根据不同功能类刖的用户,进行对于的授权操作管理。

另外还包括如下功能:

用户权限分级管理:可以技照部门设置多级管理员,不

同部门的管理员可以且只能按照本部门的最高访问控制权

限设置、编辑和修改本部门用户的权限。

控制权冲突解决机制:高级刖用户优先取得控制权,同

级刖用户以先取得控制权为先。

控制权超时自动释放:如果某个用户在段定时间内没有

对系统进行操作,将自动放弃控制权,由其它用户取得。

4.2、用能计量管理模块

421、模块介绍

用能计量管理是符建筑内部能耗计量数据采集到系统中

,集中监管、远程抄表、自动统计、自研分析,实现建筑能

'源审计的信息化。分层次对建筑内部使用的各种段备参数

(照明系统、冷源系统、热源系统、空调系

统、办公投备、电梯设备、水泵段备、风机

设备、厨房设备、室外景观)进

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校园物蛾网解决方案V3.0

行实时采集监测、运行状态监管,提供能耗账单(用电、

给水、生活热水、天然气、市政蒸汽、然煤、汽车用油)数

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校园物联网解决方案V3.0

据(用量及参数)。系统提供按区域、类型、段备名称等

选项来帮助用户确定需要查询的具体数据,同时提供日、月

、季、年年、自定义等多种时间选择方式帮助用户快速确

定需要选择的时间范围,实现对能耗超限、对时段超限的报

警段置。按折标煤总量、能源分类、总用量排名、单位面

积排名进行统计。对建筑进行能耗统计分析,为节能技术改

造提供科学详尽的数据。

用能计量管理由物联网云平台和智能物联网关、各种监测

传感器、运营商GPR觑络、后台服务等组成,利用大数据

、云计算、云分享、数据挖掘、专家系统等技术,实现了“

云+端”的服务模式,结合行业特点,提供给客户用能环节

整体解决方案。

4.2.2、模块架构

4.2.3、模块身能

用能服务平台可自动准确的采集相关用能单位内部每

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校园物联网解决方案V3.0

一个能耗计量器具监测节点的用能参数,在本地直接显示的

同时,能的通过通信接口接人到在线监测平台中实现集中监

控、远程抄表、自动统计、自讥分析的目的。

垓平台主要具有以下几大身能:

4.2.3.1、能源审计

为了更好的开展节能工作,需要对高校建筑进行能源审

计,了解高校建筑用能精况,给出节能建议。要求实现高校

建筑能源审计的信息化,实现高校建筑基本信息、设备参数

(空调系统、冷源系统、热源系统、照明系统、办公投备、

电梯设备、水泵设备、风机设备、厕房设备、室外景观)

能耗账单(用电、给水、生活热水、天然气、市政蒸汽、热

煤、汽车用油)、现场观察(节能现场管理、现场观察记录、

室内环境监测)、审计评价的录入,并根据录入的数据和对审

计建筑的各类建议,最终生成电子版的建筑能源审计报告,审

计报告可以导出WORIg行修改和上传保存。

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校园物联网解决方案V3.0

能源审计

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4.2.3.2、能耗总宽

利用各类图形的表现形式,展示本月用电前三的高校建

筑读数、区域近三年用电量、区域近三年单位面积用电量、

高校本年建筑用电分项、高校本年建筑初能分类、本月本年

24小时用电趋势等,实现对高校全区域监测建筑的能耗总览。

实时监控

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