摘要：基于無線傳感器網絡能耗監測系統，在現有教學建筑、實訓建筑、圖書館、學生宿舍建筑的水、電、供熱等設備和分支系統中添加無線傳感器節點，對所有設備和分支系統的能耗數據進行測量，通過網關將能耗數據傳輸到云平臺服務器，在服務器上建立實時能耗數據庫。服務器管理軟件對統計數據進行分析比較，發現高校能耗設備能耗的主要原因。在此基礎上，制定了有針對性的節能方案和控制措施，實現了高校區節能增效的目標。該系統采用布。

關鍵字：傳感器；數據分析；節能；

引言

中國大部分高校老校區都是人工干預電力、水和天然氣消耗管理。人工抄表存在綜合數據不準確、實時采集性能差、工作量大、管理困難等問題。如果沒有其他方法可以直接有效地獲取與實際能耗相關的信息，就不可能進一步提出明確的*優節能高效解決方案，有效降低高校老校區的能耗。

現有大學能源消耗監測系統一般采用有線網絡進行監測。如果舊校園改造，設備種類繁多，布線復雜，對現有建筑造成嚴重破壞。在國外，能源消耗實時監測系統也發展到了一個非常完善的水平，形成了一定的特定標準。但市場價格并不便宜，缺乏適合中國大部分高校的測控設備應用軟件。

無線傳感器網絡采用總線結構，設備可共享，品種少，無需布線，現有建筑未損壞，網絡靈活。因此，基于無線傳感器網絡的大學能源消耗監測系統在大學老校區節能工作中具有一定的實用價值。

1整體設計結

1.1總體設計

該系統采用4G無線數據傳輸技術將傳感器連接到網關、主機、互聯網服務器、移動終端等設備上。改造了高校老校區現有的校園能源調度監控系統，實現了覆蓋全校無線傳感器網絡范圍的能量自動監控系統。該系統由無線傳感器環境的測量節點、網關和互聯網(傳輸網絡)的服務器組成。互聯網(傳輸網絡)的服務器由互聯網終端用戶提供(在計算機和移動應用中)，如圖1所示。

圖1

1.2功能特點

無線傳感器節點主要由各種傳感器控制節點和網絡服務器組成，努力實現電力消耗、水資源利用、小環境等相關參數(如室內溫度、光強等)的采集和網絡傳輸。).通過無線傳感器技術，數據可以通過網關實時向云平臺傳輸信息，這些數據可以根據地址存儲在服務器的數據庫中，控制指令轉換后會自動發送到云平臺。云平臺可以分組發送存儲信息的數據，然后發送到相應的網絡節點，從而減少無線傳感器網絡上收集的數據和存儲服務的數據分組傳輸流量。

本系統具有下列基本功能：

(1)基于無線傳感器技術和網絡技術的高校能耗實時監控系統，將高校老校區的能耗數據安全上傳到高校后勤管理平臺，如無線傳感網、云平臺等先進技術，顯著提高了高校老校區能源儲備數據的準確性和及時處理能力，共享綜合能耗數據和各種處理信息。

(2)通過自動化管理降低能耗。根據部分學生宿舍、員工宿舍、實驗室、基礎教學樓能耗的突出特點，完成學校電力消耗數據的綜合統計，生成水電統計分析報告。

(3)及時報警，確保能源使用安全。根據學生宿舍、教師宿舍、實驗室、教學建筑的能耗特點，制定合理的策略，及時發出預警和報警，在特殊情況下自動切斷電源:根據不同地區的能耗特點和不同季節的教學建筑，在工作日和非工作日的實際情況下做出正確的決策。根據不同地區的能耗特點，對不同季節、工作日、非工作日的教學樓進行節能改造，對相關能耗數據進行詳細統計分析。當能耗超過標準值或無法正常使用時，將及時發送信息和報警。

對學校建筑、水泵、空調設備等大型設備進行大規模監控和預警分析，確保關鍵監控設備的正常運行。

2功能模塊設計

2.1傳感器節點

傳感器測試節點包括無線通信設備、內置核心處理器、各種傳感器、功率檢測模塊、功率模塊和無線射頻收發模塊。傳感器包括照明、風扇、空調、流量監控、人員監控等傳感器。每個傳感器網絡節點都具有數據采集模式和相關設備控制的基本功能。

基本功能如下：

資料采集功能；控制相關設備的功能

2.2無線網絡節點和云平臺管理系統

無線傳感器網絡節點和云平臺管理系統也是介于無線傳感器網絡節點和高速以太網系統之間連接的無邊界設備，在該系統結構中始終發揮著重要的橋梁作用。無線網絡節點主要由網絡協調器、核心處理器模塊、無線射頻能量控制模塊、內部存儲模塊和電源插頭模塊組成。無線傳感器控制的節點設備和網絡服務器通電啟動后，自動建立無線傳感器和網絡。接收數據后，核心處理器模塊使用串口監控無線傳感器和網絡的接觸狀態，并允許接觸狀態數據。

核心處理器模塊的第一步是通過無線傳感器網絡和云平臺將協調器發送的消息數據傳輸到數據存儲模塊，然后通過無線路由模塊端口將集成數據傳輸到云平臺服務器，然后將數據傳輸到云平臺服務器。專用軟件使用設置的閾值處理能耗數據，并直接將消息發送到相應的命令中。網關收到命令數據后，首先對綜合數據包進行分析處理，然后執行控制指令，向相應的多個傳感器和控制設備節點發送綜合控制執行命令信息，控制節點上各種設備的運行狀態。

2.3手機APP

該軟件開發完成了一套移動應用系統專業軟件，具有與云平臺服務器系統基本使用功能相同的功能。移動應用程序具有一些與云平臺服務器系統相同的基本網絡功能。您可以在實時平臺上查看舊校區的能源消耗信息，并隨時隨地控制相應的控制設備。通過智能能源消耗監測，其移動性將極大地方便高校老校區的能源消耗監測。

3服務器管理軟件

目前，流行的Windows平臺已經應用于語言工作室的研發。基于無線傳感器技術和網絡技術，開發了大學能量消耗實時監控系統。整個軟件結構有四種類型和四層*解決方案:現場多終端數據采集人層、系統集成數據平臺、業務應用層、基礎平臺層、應用層，每層快速完成不同的任務，上層為下層提供更多相關的核心技術支持專業服務。該系統符合國家相關核心技術開發的兩個標準，并具有真實身份機構認證、綜合數據加密算法、數據庫等綜合防染等。

4方案的合理性

4.1資源利用率和市場預測

我國大部分高校老校區能耗管理部門缺乏直接有效的電力、水、氣等能耗管理手段，無法獲取關鍵點的實際能耗信息，無法進一步提出節能計劃。基于無線傳感器網絡能耗監測系統，通過老校區建設，有效降低能耗，實時監測能耗數據，優化節能工作。適用于大多數高校，也可以促進企業和居民社區的節能工作，具有良好的市場前景。

4.2技術合理性

目前，隨著現代互聯網技術、傳感器技術應用和網絡計算機技術的不斷快速健康發展，通過互聯網添加各種硬件處理設備技術和網絡傳感器技術，可以通過移動互聯網快速上傳監控設備數據到服務器。任何計算機電腦或手機都可以通過寬帶互聯網隨時訪問能源和消耗計量管理部門的工作人員登錄能源和消耗管理網站。運行數據信息也可以通過計算機監控查詢系統隨時查詢，實際能耗可以準確分析。

5高校綜合能效解決方案

校園電力監控與運維；物流收費管理；能源管理系統；智能消防系統

6平臺部署硬件選擇

7結束語

基于無線傳感器的網絡能源消耗監測系統在網絡中使用先進的無線傳感器，并實時監控數據。通過互聯網上傳到服務器，高校能源監管部門可以通過任何接人方式登錄能源消耗監測系統，查詢能源消耗數據、分析能源消耗等操作，wan全實現能源消耗監測系統。該系統采用總線技術，設備共享，成本低，對現有建筑的破壞程度小，施工強度低，布線少，維護量小。

本系統可以實時監測和分析舊校區的能源消耗，利用現代化管理手段進行能源配額管理，逐步培養教師和學生的節能意識，雖然實現建設節能校園的目標需要一定的時間，隨著傳感技術和網絡技術的應用也將會盡快實現該目標。

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