能耗管理系统的组成

　系统采用物联网、云计算、精细计量、数字传感等先进技术，能够实时、全面、准确地采集水、电、油、气等各种能耗数据，动态分析能耗状况、辅助制定并不断优化节能方案、智能控制耗能设备的最佳运行状态、实时准确地核算节能量，具有在线计量、监测、分析、控制、管理等功能，为用能单位实施定额控制、制定节能措施、提高节能效率、核定节能收益提供科学、有效的实时管控手段，是精细化、智能化、现代化的节能减排管理不可或缺的重要保障。
系统是由前端设备、传输网络、数据中心、管理平台等主要部分构成，功能上包含用电管理、用水管理、供热管理、燃气管理、物业管理、维修管理、路灯管理、车辆管理、环境管理等若干个子系统，并可根据用户需求扩展其他的应用子系统，能够完成能耗监测、能耗审计、信息公示、能耗结算、辅助系统、数据上报、信息查询、用户服务等功能。
按照《中华人民共和国节约能源法》的规定，用能单位应当加强能源计量管理，建立能源消费统计和能源利用状况分析制度，对各类能源的消费实行分类计量和统计。但是，目前粗放式的管理方法和低层次的技术手段，根本无法有效地指导节能减排工作，导致出现能耗数据残缺不全、能耗管理成本过高、能耗评估机制缺乏、节能方案实施不力等诸多的问题难以解决。为此，湖南弘龙科技开发有限公司专业研发了基于物联网的能耗计量与管控系统——HNE200，有效地解决了精细计量、智能处理、动态分析、实时评估等节能减排的关键问题，为用能单位实施合同能源管理、实现技术节能和管理节能提供了随时随地、直观准确的计量核算和动态管控手段，有利于建立科学、系统的节能减排分析方法，完善节能减排的评价指标与体系，实现“感知～管控～再感知～再管控”的良性循环，深入挖掘节能潜力，持续优化节能方案，不断提高节能效益，全面实现节能目标。

零、登录页面

平台包含WEB监控管理端和手机APP移动运维端两大终端应用，平台按功能维度分由数据管理、数据监控分析和运维保障三大模块组成，按数据管理维度分别提供学校、楼宇、院系、商户四方面的水电等能源使用情况的管理、监控和分析，上述特征将会在各类界面展现和功能使用中体现到。

一、监控大屏

1、登录后首先展示平台的监控大屏，从设备实时状态、运维工单状态、能耗使用状态等方面展开，大屏以科技蓝的界面风格提供用户视觉体验。

2、根据学校管理监控的具体需要，提供建设基础数字三维模型或者平面模型，以学校建筑物模型为信息载体提供用电、用水以及用气、供暖等数据的高交互性体验。

二、基础管理

1、楼栋建筑管理，对各个楼宇建筑物的基本信息、坐标位置、功能用途、建筑特征等属性进行采集、记录、维护和查询。对于校园建筑物的管理，提供建设基础数字三维模型，以更直观和友好的方式提供更智能的可视化的物联网管控手段。

2、学院机构管理，提供对学校内各个院系的基本信息、区域位置关系、使用楼宇建筑关系等的信息管理功能。

3、校内商户管理，为商户管理提供独立的商户管理平台， 提供校内商店、理发店、无人售卖机等商户的用水和用电的在线管理和智能监控。》界面上的特征简单说明。

4、设备管理，提供水、电、气、暖的物联网设备的接入和和集中管控，包含电表的通电、断电，工业用表的报警复位、电表参数设置等。电表设备根据实际用途可分为工业用表、常规用表两大类，区别是工业用表将会提供对电缆温度、电流、电压、漏电的智能监测和预警，由于学校中没有大型用电设备建议使用相对价格更优惠的常规用表。

三、实时监测

1、实时监测分为设备状态监测、用电安全监测、运维工单监测、用户状态监测、实时能耗分析以及水网表监测，由于能耗使用为主要业务部分因此单独配置“能耗分析”模块用于详细展现。

2、现在简要预览下“实时监测”模块的四类监测内容：以地图打点展示各学院、建筑和设备的位置，在地图上简要标注设备在线、离线、投产的数量；提供按照区域、项目单位、责任人的树结构快速检索组件；点击某监测节点可查看详细的监测数据。

3、在实时监测中以地图为载体、学院为元素进行统计展现，对学院的整体统计能在地图上直观展示。

4、分别展示界面效果和简要说明。
四、能耗分析

1、实时能耗分析，属于实时监测的能耗专题功能，分析界面的展现方式与实时监测一致。实时能耗分析提供日月年的当前和同期的能耗统计，提供今日能耗趋势分析，提供日月年的能耗环比分析。

2、整体能耗分析，提供学校所有用电情况的能耗分析，提供与实时能耗分析相似的分析项，不同点在于相对于实时分析中数据具有一定的时间跨度，并且在统计维度上也存在学校和学院的粒度差异。

3、楼宇能耗分析，以学校的楼宇为单位展开的楼宇间横向比较分析和楼宇内能耗的分析展现。

4、学院能耗分析与商户能耗分析的逻辑与界面体验与楼宇能耗分析基本一致，不同之处在于以学院和商户为基础维度的统计分析。

5、宿舍用电量分析，提供所有宿舍、宿舍楼、楼层和房间的今日、本月和年度的用电量汇总，可以提供按照不同粒度的能耗排名分析，找到电耗子。
五、报告报表

1、安全用电评比，对各个学院（可根据需要提供各个楼宇和商户）的月度用电情况进行数据计算分析，目前提供的是用电安全的评分测算，可根据学校关注点提供能耗能效或其他方面的评测。

2、运行分析报告，提供对各个学院的月度用水用电以及运维等综合内容的数据分析报告，报告内容将会与次月定期智能生成，并且以邮件的方式通知学院的相关负责人。

3、能耗月表，根据统计维度不同可分为学校、楼栋、学院和商户四类月度报表。提供报表的月度查询、导出EXCEL和在线打印。

六、运维运营

1、故障报警，平台运行过程中遇到的设备掉线、通讯异常等无法正常时触发故障报警，并发送手机APP消息和短信消息。

2、运维工单，分为智能派单和常规工单，智能派单既故障报警时触发的智能派单，常规工单包括常规巡检、运行隐患、设备定期维护三种类型。

3、手机APP应用，为后勤运维工程师提供在线设备状态查看、报警通知、工单处理等移动办公功能。

4、为平台管理员提供平台的用户、权限、日志、参数、帮助、APP等管理维护功能。

5、后勤运维人员可通过手机APP提供的运行检测、设备管理等应用在线对设备进行维护管理；同时APP提供对用电评比、能耗分析、工作能力、工单分析等应用功能；可通过手机进行下单、现场故障排查和处理。

一般有两种方案， 一是找JAVA的牛人， 很牛逼，不过价钱也很牛逼，随便一个大几百万； 另外就是使用多比移动智慧能源物联网云平台软件了，自己通过拖拽就能够智慧能源物联网云平台画面，配置能耗分项报表，能耗历史曲线， 趋势图， 有破解版， 可以度娘一下。

微控制器和处理器

微控制器 - 微控制器英文写法是 Microcontroller Unit，简写为MCU。微控制器是将计算机运行所需要的一些资源（如ROM、RAM、I/O、定时器、ADC、DAC等）集成到了一个芯片上，可称之为单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），俗称为单片机。因软件存放在微控制器的存储器中，与硬件紧密配合使用，又称之为嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller Unit，EMCU)。

处理器 - 处理器又称为中央处理器（CPU，Central Processing Unit），处理器一般需要依赖外部的硬盘或存储介质进行运行，系统资源丰富、复杂。是计算机、电脑、平板和手机等的核心

根据处理性能的不同，运行的 *** 作系统也有所不同。微控制器多运行实时 *** 作系统（RTOS），对任务时间性要求比较高。处理器多运行Windows、Linux、Android、iOS等 *** 作系统，对任务处理能力要求比较高。

物联网 *** 作系统的特点

一般地，对实时性控制要求比较高的应用MCU用不到RTOS，如电机控制等。而随着物连接到网络的发展，对通信协议有了新的需求，RTOS就可以比较好地对通信进行管理。物联网 *** 作系统没有严格的定义，可以将物联网 *** 作系统特性，简单地概况如下：

连接 - 互联互通、互 *** 作性

安全 - 设备安全、通信安全、数据安全

能效 - 设备能耗管理

通信 - 支持通信协议，如低功耗蓝牙、以太网、Thread、 Wi-Fi、Zigbee、6LoWPAN、LPWAN（LoRa、NB-IoT…）等等

标准 - 开放标准，开放的标准有利于设备的互联互通

微控制器 *** 作系统

ARM mbed OS - ARM公司专为物联网 (IoT) 中的“物体”设计的开源嵌入式 *** 作系统，主要支持ARM Cortex-M微控制器

FreeRTOS - 非常流行的嵌入式 *** 作系统，支持多种微控制器

Contiki OS - Contiki是一个开源的物联网 *** 作系统。 Contiki将小型低成本、低功耗微控制器连接到互联网。Contiki是构建复杂无线系统的强大工具箱。

LiteOS - 类UNIX *** 作系统,多用于无线传感网络

RIOT - 物联网友好的 *** 作系统。RIOT实现了所有物联网相关的开放标准，支持连接、安全、耐用和隐私。

TinyOS - 适用于低功耗无线设备，用于无线传感器网络

Huawei LiteOS - 华为公司的 *** 作系统。Huawei LiteOS是轻量级的开源物联网 *** 作系统、智能硬件使能平台，可广泛应用于智能家居、穿戴式、车联网、制造业等领域，使物联网终端开发更简单、互联更加容易、业务更加智能、体验更加顺畅、数据更加安全。

μTenux - 基于ARM Cortex M0-M4的开源物联网嵌入式 *** 作系统。内核源于T-kernel。

RT-Thread - 中国的开源嵌入式实时 *** 作系统

ChibiOS/RT - 提供了一个嵌入式应用的完整开发环境(RTOS、HAL、外设驱动、支持文件和工具)

Micrium uCOS - 免费商业化应用需授权，2016年为Slicon Labs收购

Unison - Unison RTOS是面向IoT和M2M通信嵌入式应用的实时 *** 作系统

Zephyr - Zephyr项目是一个可扩展的实时 *** 作系统（RTOS），支持多种硬件架构，针对资源有限的设备进行了优化，并以安全性为基础构建。由Linux基金会托管。

eCos - eCos是面向嵌入式应用的免费开源实时 *** 作系统。高度可配置性使得eCos能够根据精确的应用需求进行定制，提供最佳的运行时性能和优化的硬件资源占用。

TI-RTOS Kernel - TI公司的RTOS

NXP MQX - NXP(原Freescale公司）的RTOS

处理器 *** 作系统

Android Things， Google物联网 *** 作系统

Windows 10 IoT，微软物联网 *** 作系统

SylixOS，是一款嵌入式硬实时 *** 作系统

还有更多的 *** 作系统，在此不一一列出。

工业物联网是指在工业中应用物联网技术，实现工业特有的价值增值的技术模式。

所有物联网都是为了实现万物互联，特别是物与物的互联，但是工业物联网又有其专有属性，原因是与工业物联网相对的消费物联网本身的联网密度、联网的实时性、联网物的异质化要求都不高，而工业物联网的要求主要表现在联网密度、联网实时性及联网异质化三个方面。

思考所有问题都需要从宏观到微观的细化过程，工业物联网也不能例外，我认为对工业物联网进行深度思考，需要从以下五个维度进行分析，否则将会要么带来一叶障目，要么带来好高骛远。

首先需要我们思考的问题是，工业物联网的价值、意义和目的是什么；第二个是工业物联网需要连什么的问题，这是一个范围的概念；第三个需要我们思考的是连入物联网的物的层级问题，也就是深度的问题；第四个需要我们思考的是实现物联的价值成本分析；第五个需要我们思考的是如何建设工业物联网。
互联网实现了计算机与计算机的连接，或者说实现了人与人的连接，这个连接带来了人的交互的便利，在这个基础上涌现出很多全新的、颠覆性的商业模式，例如，电子商务、即时通讯，社交媒体等等；而物联网将实现人与物、物与物的连接，同样我们也期望带来全新的、颠覆性的商业模式，甚至更进一步，期望带来人类生活、生产方式的全新的颠覆性的模式。

作为物联网主战场的工业物联网，人们对其的期许是在工业设计、制造、流通环节带来革命性的变革，为传统工业注入新的活力，提供新的势能，驱动工业在更高维度上发展、创新、乃至变革。随着计算、存储能力的提升，特别是大数据、人工智能的发展，任何行业对数据获取手段都提出了前所未有的要求。对数据获取手段的要求主要表现在四个特征，第一是高效性；第二是准确性；第三是实时性；第四是经济型；在当前技术能力下，能够同时满足这四个特征的就是工业物联网，首先，芯片技术已经发展到一个具有较强计算能力的MCU在美元以下，RFID芯片价格甚至已经到美分这个量级，使得工业物联网有了物质基础，同时满足了经济性要求；近三十年的通讯技术的发展，从模拟到数字，从简单调制到复杂调制技术的商用化，使无线通讯可以很廉价地覆盖几百米甚至数公里的范围，满足了数据获取的密集部署要求，同时由于工业物联网的永久在线的特征，使工业物联网满足数据获取的高效性、实时性要求；微电子技术在近年也发生了突飞猛进的发展，不论在价格上还是在进度上都有了长足的突破，满足了数据获取的准确性。

总而言之，工业物联网的出现是在以下几个条件成熟时涌现出来的不可逆转的趋势：

1、快速变化的市场需要数据支撑，产生了市场对数据获取的急切要求；

2、MCU的发展使得计算能力快速提升；

3、以调制技术为核心的通讯技术发展为联网建立的管道基础；

4、传感技术，特别是以MEMS为标志的微电子技术的发展给予感知世界提供的保证；

工业物联网不是规划出来的，是各种技术与需求发展进化的产物，是生活、生产、经济发展到一定高度后自然而然出现的，是在需求的驱动下，众多行业创新带了的自然产物。

通过工业物联网，可以把传统经济中不可数字化之物数字化，可以把传统不可数字化之行为数字化，可以把传统不可能变为可能，甚至变为容易获得、解决的方案。
这个问题是第一个问题的延续，如果不考虑经济性，那么我们可以说工业物联网连接一切可连接之物，但是，当我们在做一个务实的、有价值的方案时就不能不考虑可行性及经济性，那么工业物联网连什么呢？我们认为这是一个从哪里来到哪里去的问题，我们通过上面对价值、意义和目的分析可知，我们应该从目的反推，一切从目的出发，时刻盯紧企业需要弥补的最关键环节，例如，如果对量化OEE有需求，那么我们就要连接设备状态；如果要减少在制品，那么我们就要对在制品进行追踪；如果能源消耗对企业是重中之重，那么我们就要把能效物联化，等等。世界上不存在同样的两片树叶，同样地，世界上也不存在同样的两个企业，我们只能对企业本身进行深入分析，紧紧聚焦于企业价值，在保证经济性的基础上，确定工业物联网的实施范围方案。联网范围一个核心点是连入物的属性，也就是说我们通过分析连入物的属性与企业建设工业物联网目标的耦合度，决定需要实施工业物联网的广度。
通过分析工业物联网连什么后，我们得到了连入物的内容，接下来需要我们决定是对每个/每类连入物我们该数字化哪些属性，这里遇到工业物联网特有的一个障碍，需要连入工业物联网的物的可连通性问题， 特别是在设备互联时，可连通性表现的特别突出，例如，有的设备具有开放的通讯协议和可用的通讯接口，有的设备不开放协议等等，那么可连通性就是对方案供应商的很大的考验，我们的经验是有四种方案可供选择：

1、使用设备开放的协议；

2、使用设备自带的传感器；

3、添加新的传感器；

4、改变观察侧面及维度，使用全新的采集模式；

其中第四条，改变观察的侧面和维度，使用全新的连接方式是使用第一性原理，避开设备不开放协议或接口的阻碍，避开被设备供应商牵着鼻子走的方向，从本质上获取数据。例如：通过能效检测获得设备的使用状态，通过震动传感分析设备部件的故障、甚至是转速等，只要通过第一性原理从你需要的信息入手，而不是被动地从设备可以提供的数据入手来提供物联解决方案的方式。直接把我们需要的信息做为目标，观察除了直接连接设备外，我们还能够如何获得需要的信息，因为只有我们获得的数据能够与设备提供的数据在信息上能够“同构”即可。例如，我们可以在我们的物联设备上安装一个震动传感器，从传感器获得的数据中，我们即得到了设备是否开机，又得到了是否启动工作，同时还得到设备的转速。如果不用第一性原理，而是硬要跟设备互联，那至少要采集三个数据，并且未必设备能够给你。这就是典型的边缘计算的案例，边缘计算的计算规则一定要具有定制能力，可以说边缘计算一定是一个知识容器，可以方便地把客户、厂家，甚至是第三方的知识融入的容器，我们开发的支持脚本的设备已经具有了初步的边缘计算的功能，我们需要在这个方面继续加大支持力度。

所以，通过分析企业价值和物的可连通性，我们就可以明确定义需要连入物层级，也就明确了连入物的连接深度；

在连入物联网的物的层级中一个重要的概念是管理粒度，对于制造业来说，连入物的管理粒度大概分为如下几个层级：

1、传感级；

2、设备级；

3、产线级；

4、车间级；

5、企业级；

也就是说我们要在经济性可行的前提下定义数据获取的粒度。理论上讲，细粒度一定比粗粒度更好，更有价值，但是当加入成本分析后，可能并不一定粒度越细越好，需要按照各种制约因素找到一个平衡点。
价值成本永远在企业行为中持有权值最高的赞同或者否决的一票，通过前三项分析，我们仅剩下最后一个问题没有解决，这也是关乎价值成本的关键：管理粒度问题，我们到底需要在多细的粒度下进行管理？这带来了一个哲学问题：世界是不是需要黑盒子。什么意思呢？当我们确定一个管理粒度后，比管理粒度更细的信息将被隐藏在黑盒子中，这个黑盒子将成为我们分析深度或者认知深度的制约因素和约束条件。我们可以通过价值成本分析来找到这个平衡点，从而明确黑盒子的大小，并最终确定连入工业物联网的物的特性。
我们的期许是工业物联网建设的价值观，其他一起都是方法论。首先，我们在规划物联网时要本着既要有高瞻远瞩，又要有务实可行的精神。在思考黑盒子的大小时我们要高瞻远瞩，设计方案尽可能地以黑盒子尽量小为目标，而实施方案则按照价值成本分析选择合适的黑盒子的大小，也就是选择合适的管理粒度，从而保证投入收益的平衡，甚至我们可以把黑盒子尽量定义的大些，用以验证工业物联网的可行性，最大可能地降低工业物联网实施的风险。

总之，我们应该从以几个方案来确定工业物联网的建设原则：

1、期望获得什么结果？

2、期望用什么方式获得想要的结果？

3、需要信息基础提供什么？

4、工业物联网是否能够获得这些信息？

5、工业物联网如何获得这些信息？

6、获得这些信息的性价比如何？

7、回归分析，评估预期结果是否符合经济利益？

8、落地实施。

一般提高能源的使用效率除了采用回收再利用的方法之外就是尽可能增大反应物的表面积以提高受热面积,产生更多的活化分子 要从建筑物的外观、位置、使用材料的设计入手，调节能源需求；使用高能效锅炉、水泵，使用蓄冷系统、电热联产和三连供系统并对系统定期进行维护，以此提高能效，除此之外，还要尽可能使用风能、太阳能等可再生能源。

各种能源消耗情况的掌控是企业资源节约和可持续发展面临的关键内容之一。为了更深入地掌握目前企业能源规划落地的实际情况，总结和推广绿色建筑建设的成功经验，通过持续优化，保证企业内能效指标和节能目标的贯彻执行，展示绿色低碳成就，见证低碳之路上的每一个足迹，传统的管理方式和举措已难以满足节能管理的需求；所以借助信息技术工具，搭建企业能源管理平台，已成为持续推进节能减排、实现用能精细化管理的必需。
工业能源物联网解决方案或者能源管理系统（简称EMS）是企业信息化系统的一个重要组成部分，在企业信息化系统的架构中，常常把能源管理作为MES系统中的一个基本应用构件，作为大型企业自动化和信息化的重要组成部分；所以建立符合公司需求和特点的企业能源管理平台势在必行。
“能云服”企业智慧能效管理平台，以能效管理升级业务为切入口，为企业搭建工业大数据平台。通过对企业工业数据的采集分析，打通企业信息孤岛，围绕企业全方位赋能，提供企业全生态链的多维度升级服务。

---