监测与报警系统

监测与报警系统（精选12篇）

监测与报警系统 第1篇

数字电视业务的技术特点是除视音频节目播出外还附带数据信息。

由于数字电视业务都是基于码流, 码流及服务信息中各个表的内容影响着用户的接收, 为此在前端主要节点输入输出部分都插入码流监测设备就能够监测到基于码流告警信息, 及时判断码流传输中的故障所在, 并保证系统稳定运行。非法信号入侵时必然会导致码流的变化, 因此码流状态监测与非法信号防范密切相关。对数字电视传输系统的实时监测是保证系统稳定运行的关键。

2 电视监测系统的发展

电视监测系统主要用于对电视台播出的节目实行监测, 把电视频道的节目录制下来以便于查询和回放, 同时, 监测节目播出是否出现故障, 将故障记录保存下来便于事后监督, 节目的录制和故障事件监测通常由一个工作站完成, 而录像文件回放和故障事件查看则可以在局域网上的任何一台安装有回放软件的机器上完成。

手工处理方式是一种较为低级的处理方式, 工作人员定时录制播出节目, 记录下节目的录制时间, 记录节目播出故障时间和故障现象, 会导致操作人员劳动强度大, 同时受到个人主观因素的影响导致记录的可靠性和准确性差。另一种方式是模拟处理方式, 也存在其固有的缺陷, 电视节目保存在录像带上, 需要大量的录像带来保存节目, 因此录像带的管理工作劳动强度很大。因为录像带的定位比较繁琐, 故障片断提取需要大量的手工操作。模拟处理方式采用计算机管理模拟录像设备, 比手工操作有进步, 故障时刻和文件的录制时间等记录比较准确, 但也有上述一些缺点。

数字处理方式用视频、音频采集卡实现了监测管理数字化, 有了很大的进步。节目以文件方式保存在计算机的存储设备上, 录制文件和故障事件的查找完全由计算机自动完成, 减轻了操作人员劳动强度。节目的录制和故障检测全部由计算机和外围板卡完成, 完全不需要人工参与。在电视监测的数字化进程中, 国外近年采用了一种专用的数字设备视频服务器, 视频服务器是将视频图像以专用的压缩芯片进行视频压缩, 用专用的解码芯片解压缩来完成视频素材的重放。可以实现自身多段素材指定入点和出点间的无缝播放。

3 电视监测系统设计分析

(1) 电视监测系统设计原则。

考虑到电视监测网络系统实际运行特点以及数据的实时性和一致性, 在整体设计过程中应遵循以下原则: (1) 可靠性原则, 妥善处理各种数据访问冲突, 妥善安排多个任务之间的协同工作, 保证软件能够稳定可靠的运行, 合理分配系统的内存等资源。 (2) 设计的系统应该具有较高性价比原则。 (3) 要保证可升级性原则。随着技术的发展, 先进的监测设备及产品不断涌现, 因此要保证电视监测网络系统能够平滑过渡到先进的监测设备, 而不至于大规模修改软件和更换硬件。 (4) 还有先进性原则, 在设计电视监测网络系统时要有一定超前意识, 顺应发展趋势, 在设计时应该充分考虑使用方便, 系统功能在操作界面上应该一目了然, 能够灵活配置各个工作站上的系统参数, 各个工作站的功能都可以在一定范围内调整、变更。

(2) 电视监测系统设计要点和采用的技术。

电视监测系统设计包括视频音频信号检测装置和外围辅助监测硬件接口、存储设备选择、视频压缩方式和视频音频采集卡选取、使用的数据库以及在系统软件设计中需要使用的一些重要的技术。对基础网络选择, 要注意电视检测网络系统和一般的数据传输不太相同的是, 视频音频数据的传输实时性要求比较高, 以太网传输速率的提高为采用交换结构的以太网奠定了基础。另外, 以太网的普及使它的价格相对低廉, 明显降低了系统费用。视频、音频信号检测装置用于检测视频、音频信号有无和质量好坏, 并可以通过串口与计算机通讯, 将检测结果返回给计算机。还有存储设备选择, 要选择大容量存储设备, 由于视频、音频的信息量非常大, 因此直接导致录制下来的视频、音频文件也非常大, 必须选用硬盘阵列或大容量的硬盘来存放视频、音频文件。数据库使用SQLSERVER7.0关系式数据库, 该数据库具有真正的客户机/服务器体系结构、丰富的编程接口工具, 可以灵活制定数据库表的各种视图为用户提供数据, 可以很好的保证数据库表中的数据的一致性。视频文件压缩方式有多种, 如MPEG-l、MPEG-2等。视音频采集卡是用来将视频、音频流保存为磁盘文件的硬件板卡, 开发工具一般采用DELPHI作为软件开发工具, 作为一个非常优秀的编程工具, 它具有简洁明快的编程语言、功能强大的组件、强大的网络和数据库操作功能和灵活方便的编程调试环境的特点。

另外需要注意的是在电视监测网络系统软件的设计中用到了大量的多任务处理技术, 即在一个进程中同时执行多个任务。线程的引入可以保证在多个任务并行执行的情况下完成本线程任务顺序执行。线程将各个任务隔离开来, 每个线程在各自的执行空间里执行, 由于线程共享存储器, 因此多个线程也能共享数据。临界区是一种最直接的线程同步方式。另一种使线程同步的技术是使用信号量对象。

4 结语

进入20世纪90年代之后, 随着计算机技术、数字处理技术等高科技技术的迅猛发展, 广播电视走入了数字电视发展的新时期。本文通过电视监测网络系统的探讨, 可以了解到电视监测网络系统很好地满足了当前电视监测工作的需要, 通过利用计算机改变节目监测方式, 降低监测成本, 提高工作效率, 规范监测工作管理, 使电视监测工作实现数字化和网络化。

摘要：电视监测网络系统的开发和建设顺应了电视监测工作的数字化发展趋势, 减轻了操作复杂性, 降低了监测工作强度。并综合运用了通讯技术、计算机端口操作技术、多媒体和数字视频技术。本文初步探讨了电视监测系统构成, 实现电视节目的综合监测。

关键词：电视监测,分析,数字电视

参考文献

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上海药品监测与评价系统 第2篇

（Shanghai Drug Monitoring & Evaluation System）• SDMES 数据库创建于2001年，并不断发展.• 包含3个数据库

– ADR 自发报告数据库

– 住院病人数据库

– 社区药物流行病学数据库

药物流行病学是近些年来由临床药理学与流行病学两个学科相互渗透、延伸而发展起来的新的医学研究领域，也是流行病学的一个新分支。它是应用流行病学的原理和方法，研究人群中药物的利用及其效应的一门应用科学

药物流行病学最初主要关注药物不良反应，但近些年来研究领域不断扩大，如从不良反应监测扩大到不良事件监测，从强调药物利用扩大到研究有益的药物效应，以及药物疗效的卫生经济学评价、生命质量评价和meta分析等，药物流行病学研究设计除了可以提高上市前临床试验的质量，更多的是用于上市后研究，如补充上市前研究中未获得的信息，获得上市前研究不可能得到的新信息

药物流行病学可以根据研究目的使用流行病学的各种研究方法，如常用的描述性研究、分析性研究和实验性研究。尤其在上市后监测和重大药害事件的调查中，可以灵活运用多种流行病学研究方法确定药物与不良结局的关系。评价时应当遵循药物不良反应因果关系评价的准则，同时要充分注意药物流行病学研究的特殊性

药物流行病学的定义

应用流行病学的知识、方法和推理研究药物在人群中的效应(疗效和不良反应)及其利用

(Porta & Hartzema，1987)研究人群中与药物有关的事件的分布及其决定因素，以进行有效的药物治疗

(Last 1988)应用流行病学的原理和方法，研究人群中药物的利用及其效应的一门应用科学（中国，1995）

药物流行病学研究范畴  新药上市前研究  药物不良反应监测  药物利用研究

 药物有利作用研究  药物经济学 药物流行病学的研究方法 描述性研究 分析性研究

实验性研究

药物不良反应

 药物不良反应的严重性

 药物不良反应的概念及种类  药物不良反应的影响因素  药物不良反应的判断  药物不良反应的监测

ADR的危害性

药物不良反应（adverse drug reaction, ADR）

 合格药品在正常用法用量下出现的与用药目的无关的或意外的有害反应

ADR的危害性

 上世纪国外曾发生16起重大药害事件，累计死亡2万余人，伤残万余人

 美国近期meta分析表明，住院患者中6.7%发生严重ADR，0.32%为致死性ADR，由此推算全美国每年有220万住院病人发生严重ADR，10.6万人因此死亡，居住院病人死因的4～6位。

 我国约有5000万～8000万残疾人，1/3为听力残疾，其致聋原因60％～80％与使用过氨基甙类抗生素有关

ADR分类

 A类反应

与剂量有关，可预测  B类反应

与常规的药理作用和剂量无关，可能涉及遗传易感性和变态反应等机制，难以预测

ADR的影响因素

 药物因素  机体因素  给药方法  药物相互作用

药物不良反应的判断

 个体药物不良反应的判断  群体药物不良反应的判断

群体药物不良反应的判断

 泊松分布判断法  横断面研究  病例对照研究  对列研究  再激发试验  干预试验

药物不良反应的监测

 药物上市后监测的必要性  药物不良反应监测的方法  中药的不良反应监测

药物不良反应监测的方法  国家监测机构  自发报告系统  义务报告系统

 医院为中心的监测系统  生命统计

监测与报警系统 第3篇

关键词：自动监测　故障　处理方法

中图分类号：TP39　　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1007-3973（2012）003-084-021 引言

随着《广西北部湾经济区发展规划》的实施，北部湾经济区将逐步成为中国沿海经济新高地和发展新一极，广西沿海经济将进入高速发展阶段，规划的实施对促进广西沿海区域经济增长和城市化进程起到推动作用，但也会给近岸海域环境带来一定的不利影响。一些污染较重、对生态环境可能存在影响的项目进入沿海工业区，随着工业的发展，污染物入海量增加，将对广西近岸海域带来新的压力，发生赤潮的可能性增加，从而直接影响到当地生态环境安全。广西近岸海域水质自动监测系统是目前国内最大的自动监测系统，该系统从建设之初至今已运行3年有余，对广西近岸海域实现了有效的实时监控，为政府部门的管理提供提供了科学依据。海水自动监测系统在日常运行中容易出现一些故障,并存在某些问题,现根据广西近岸海域水质自动监测系统运行2年多来的工作经验，就海水自动监测系统常见故障实例及解决方案提出一点观点和看法，供同行参考。3 标体设备故障实例及解决方案

3.1 GPS故障及解决方法

故障表现：自动监测站的GPS安装在浮标顶部，当GPS固定螺丝过紧，昼夜温差较大时， GPS朔料底座会逐渐开裂，海水顺着裂缝渗入GPS内部腐蚀内部元件，导致其内部电路工作电流增大甚至出现短路，从而将电子舱GPS熔断丝熔断。以上情况会导致GPS数据定位报警系统失效，监控中心的技术人员将无法对浮标的位置进行定位，存在浮标丢失的危险。

解决方法：防止GPS进水，主要是做好安装时的防护工作，只要在GPS底部螺丝固定孔内注入防水胶，在固定板上面也加注防水胶，就可防止螺丝固定孔因螺丝拧的过紧，在温差大时因热胀冷缩而出现开裂。如果已出现进水现象，只能对GPS进行更换。

3.2 标灯故障及解决方法

故障表现：标灯不亮或者灯光暗淡，不按程序闪烁，致使标灯内部出现异常。假如警示灯不正常工作，浮标受到船舶撞击的可能性将大大增加。

解决方法：更换标灯或维修（更换电瓶；维修主板）。

3.3 电子仓故障及解决方法

故障表现：长时间阴雨天气导致电子仓蓄电池电压≤10V而无法工作；充电控制器出现故障致使其无法正常充电。以上情况将导致中心监控室无法获取仪器数据，无法正常开展工作。

解决方法：定期查看电压数据，检查电子仓蓄电池相关部件，发若现部件损坏，及时进行更换。

3.4 锚系故障及解决方法

故障表现：万向节、锚链及锚由于长时间浸泡在海水中而被腐蚀；“万向节”因不能自由旋转导致锚链缠绕或脱链。这些故障将导致锚系无法固定，使得浮标移位甚至漂移至其他国家。

解决方法：当万向节不能旋转时，更换“万向节”；当锚系无法很好的固定浮标时，应改良锚系结构；当锚链系统因腐蚀而存在断裂的危险时，及时更换锚链及锚。

3.5 平衡重锤故障及解决方法

故障表现：牺牲阳极耗完脱落，重锤钢管被腐蚀。这将使浮标重心偏移，无法平稳的漂浮于海面，进而危及整个浮标的安全。

解决方法：更换“平衡重锤”，加装新的牺牲阳极。

3.6 太阳能板故障及解决方案

故障表现：经查看电池相关数据发现，电子仓蓄电池的电压在日照条件满足的条件下，仍无法达到饱和状态；太阳能板被撞裂；太阳能板因其接线柱被海水腐蚀而失效。

解决方法：修复被腐蚀的太阳能板或更换新的太阳能板。

4 仪器设备方面的故障实例及处理方法

4.1 多参数水质监测仪（6600V2）主机故障及解决方法

(1)主机工作异常，数据中断。

故障表现：海上风浪较大时，6600V2主机在PVC保护管内随波浪上下运动，碰撞底部横栓，导致主机主板出现故障。

解决方法：在PVC保护管内加装一根PVC顶杆，一头顶住6600V2主机顶部，另一头拴锁在防盗横栓上面，这样可防止其受波浪影响上下运动。

(2)6150ROX溶解氧探头、6025叶绿素探头、6136浊度探头、6132藻红蛋白探头故障。

故障表现：探头在海水中浸泡一段时间后，其表面容易附着浮游生物，浮游生物较大时会阻碍清洁转刷的正常旋转，导致其停位不正确，甚至导致其出现故障不再转动。

解决方法：加大维护力度，除进行常规维护外，当发现浊度、叶绿素等监测数据缓慢升高时，应及时出海对仪器进行维护；在探头表面涂刷能有效防止浮游生物生长的防护漆；若实在无法维修，则更换新探头。

(3)6569 PH/ORP探头故障。

故障表现：该探头的使用寿命约1年左右，当其使用约一年后，就会出现线性偏离过大，无法校准的现象。

解决方法：当pH探头出现无法校准的情况是，首先采用长时间浸泡缓冲液、超声波清洗、等办法进行处理，若仍无法校准，只能更换探头。

4.2 营养盐分析仪（NPA-PRO）故障及解决方法

故障表现：程序意外中断运行导致仪器工作紊乱；长时间阴雨天导致电瓶电压低于12.0V，因而无法工作；仪器运行一段时间后比色皿和管路过脏导致监测空白过高，基线发生漂移；水样较脏时，导致采样管堵塞，无法顺利进样。这些问题都将导致监测结果出现偏差或数据缺失。

解决方法：仪器工作紊乱时可重新上传程序使其正常运转；阴雨天持续时间过长时，及时出海更换电瓶，保证电压在12.0V以上；保证每15天对仪器进行维护，维护期间认真清洗比色皿和管路，并进行基线调零，同时更换上新配制的试剂。

5 软件通讯方面的故障及解决方法

5.1 LOGGERNET软件故障及处理方法

故障表现：无法接收数据。

解决方法：检查SETUP端口设置、密码设置、站点MODEM编号与映射COM配置情况。若出现问题，应对其重新设置。

5.2 VIRTUAL软件故障及处理方法

故障表现：无法与浮标进行通讯，无法接收数据。

解决办法：当无法接受数据时，查看virtal软件，根据故障代码分析问题所在，根据分析结果有针对性的解决问题。故障代码解释如下：

E10001：MODEM不在线，检查浮标MODEM拨号情况，确认是否为移动服务平台问题。

E10060：网络路由端口错误，检测路由端口映射。

E10061：服务器通讯错误，需要检查网络连接，是否能上网。

E10038：V-GGS软件故障，需要重新开启。

E10009：线路忙，其他用户正在接收数据。

基于网络互动的电梯监测与报警系统 第4篇

电梯是现代城市中不可或缺的垂直交通工具[1]。随着高层建筑数目的不断增加, 电梯的数量也在与日俱增, 目前, 我国在用电梯总量已经达到200万台, 且大、中城市电梯数量的年增幅高达20%。与此同时, 随着使用年数的增加, 电梯也逐步进入事故多发期, 据统计, 电梯事故占特种设备事故总数的12%左右, 主要发生在商场、宾馆、医院、地铁等场所[2]。

因此, 如何能对电梯的运行状况进行实时有效的监测, 及时发现电梯存在的故障[3]做出研究;当故障发生时, 远程控制中心如何能够在第一时间获知故障信息, 并在信息充分的基础上展开救援工作, 成为当下政府和相关机构密切关注的课题[4]。为了规范电梯运行数据检测、救援服务平台建设和故障远程报警, 国家质量监督检验检疫总局于2009年发布了两个新标准:《电梯远程报警系统》[5]及《电梯、自动扶梯和自动人行道数据监视和记录规范》[6], 并从2010年3月1日起正式开始实施。实际上, 对于电梯远程监测和故障报警的研究和应用早已展开。仲兆峰等人[7]设计了一种基于网络通讯技术的电梯远程故障诊断系统, 能够在电梯控制系统发生电气故障时, 第一时间追踪故障信号源并将故障数据发给远程计算机进行处理。浙江工业大学的徐航和赵国军[8]开发了一种基于Android的电梯远程监控系统, 通过手机就可以实现异地了解电梯故障信息并分析电梯故障的功能。常玲等人[9]设计了一套实用性、通用性较强的电梯远程监控系统, 能够有效提高系统的效率、安全性和可靠性。杭州电子科技大学的吴丽萍等人[10]开发了一种基于无线传感器网络的电梯跟踪系统, 能够在上位机远程显示电梯运行状况, 系统简单, 可扩展性强。

本研究以“监测电梯是否出现故障, 以及故障中是否有人被困”为目标, 设计一种兼具稳定性和可靠性的电梯远程监测与智能报警系统, 用于保障城市电梯的安全运行。

1 电梯故障分类分级建模

电梯是典型的机电一体化装备, 由控制、驱动、传动和承载等功能部件构成, 基本结构示意图如图1所示。

电梯系统的复杂性, 以及其频繁运行、负载动态不断变化等因素都是促使电梯发生故障的原因。

电梯发生故障有内部原因和外部表现, 内部原因是指电梯零部件故障, 外部表现是电梯处于某种故障状态。零部件故障的监测范围太大, 实现成本很高[11]。

电梯发生故障时, 具体故障类型可以通过电梯的各种状态信号推断出来。《电梯、自动扶梯和自动人行道数据监视和记录规范》及《电梯远程报警系统》两个标准给出了电梯故障判断的基本逻辑, 但是没有体现“监测电梯是否运行正常, 以及发生故障时是否困人”这一电梯安全监管的实际需要, 因此, 本研究根据电梯安全运行逻辑和技术检验专业知识[12], 研究设计电梯故障分类分级模型, 模型如图2所示。

1减速器;2曳引轮;3曳引机底座;4导向轮;5限速器;6机座;7导轨支架;8曳引钢丝绳;9开关碰铁;10紧急终端开关;11导靴;12轿架;13轿门;14安全钳;15导轨;16绳头组合;17对重;18补偿链;19补偿链导轮;20张紧装置;21缓冲器;22底坑;23层门;24呼梯盒;25层楼指示灯;26随行电缆;27轿壁;28轿内操纵箱;29开门机;30井道传感器;31电源开关;32控制柜;33曳引机;34制动器

电梯故障分类分级模型由电梯运行状态集和故障判断逻辑组成。电梯运行状态集包括基本状态信号和扩展状态信号, 信号通过独立传感器进行采集。此时, 门区外停梯、运行超时、运行中开门、冲顶、蹲底、超速、困人等典型故障的推理逻辑可以进一步细化为:

(1) 门区外停梯。上、下两个平层光电开关没有同时被平层插板隔开光路, 且距离上次电梯平层时间超出ts (单位:s) 。实际应用中, ts可以由下式确定:

式中:tf电梯从平层位置上升一层或下降一层所需的最大实测时间;k保险系数, 通常取k=1.2~1.5。

(2) 运行超时。上、下两个平层光电开关没有同时被平层插板隔开光路, 楼层数有变化, 且距离上次开门时间超出tl (单位:s) 。实际应用中, tl可以由下式确定:

式中:th电梯从一端站运行到另一端站所需的最大实测时间。

(3) 运行中开门。上、下两个平层光电开关没有同时被平层插板隔开光路, 且轿门打开;

(4) 冲顶。上极限磁开关检测到信号, 且当前楼层为顶层;

(5) 蹲底。下极限磁开关检测到信号, 且当前楼层为底层;

(6) 超速。电梯运行速度超出其额定运行速度的1.1倍;

(7) 困人。电梯出现门区外停梯、运行超时、冲顶、蹲底等故障中的任何一种, 且电梯轿箱内有人。

故障推理所需的参数, 均可以通过终端系统配置软件进行设置, 并固化到电梯运行状态监测报警系统的非易失存储器EEPROM中。

2 运行状况监测报警终端

由于大部分电梯没有主板通讯口, 或者有主板通讯口但电梯生产厂商不正式公开主板通信协议, 本研究设计的电梯运行状况监测报警终端采用独立传感器采集方式。这种方式的优点在于不仅能获取电梯的运行状况, 同时还不会影响电梯已有的机械结构和控制电路。

电梯运行状况监测报警终端的系统结构图如图3所示。该终端是以8位高速MCU为核心的嵌入式系统, 分为决策层、信号调理层和信号采集层。决策层包括监控中心和终端用户两个部分, 主要对终端进行决策控制。信号调理层包括电源、状态指示灯、EEP-ROM、实时时钟、RS485总线和Mega64等。Mega64是采用RISC指令集的8位高性能、低功耗微处理器, 具有64 K可编程Flash、2 K EEPROM、4 K SRAM, 工作于16 MHz时性能高达16MIPS, 有4个定时器、2路串口和53个可编程I/O口, 内外部资源完全满足电梯运行状态在线监测与故障远程报警系统要求。信号采集层包括各种传感器:上、下平层光电开关, 基站磁开关, 轿门磁开关, 上、下极限磁开关, 红外人体感应器。其中, 上、下平层光电开关用于计算电梯的运行速度、方向和所在层数, 磁开关用于获取位置到达的信号, 红外人体感应器用于检测电梯内是否有人。所有传感器采集的信号经过光电隔离后进入MCU, 信号状态通过状态指示灯显示出来。EEPROM用于保存系统参数和最近10次的电梯故障信息。

系统包括两路RS485通信口, 一路与RS485转Internet数据传输器连接, 将电梯的运行状态等信息通过Internet送至监控中心, 另一路用作扩展接口, 接考勤、测速等功能模块。由于RS485总线只能实现半双工通讯, 本研究在终端与远程管理中心的通信中, 都设计了应答协议, 以防止总线冲突造成的通讯数据和指令丢失。由图3可知, 电梯运行状况监测报警终端适用于各种品牌的电梯。一定区域内的终端介入Internet, 与监控中心建立连接, 即可实现电梯运行状况的监测和管理。

3 网络音视频模块

当电梯发生困人故障时, 采用视频监控和语音对讲技术实现应急救援辅助具有重要意义。音、视频系统一方面可以使救援服务组织获知电梯内被困人员数量和精神状态等情况, 可以通过语音对讲与被困人员沟通, 实现语音安抚, 另一方面还可以抓拍、录像, 为事故调查处理提供证据。

由于网络传输带宽的限制, 优秀的视频压缩编解码技术显得异常重要。考虑到H.264具有很高的数据压缩比, 在同等图像质量的条件下, 其压缩比高于MPEG-2和MPEG-4等压缩技术, 故将基于H.264视频压缩编解码技术的网络音视频模块应用于电梯的监测与报警系统是一种理想的解决方案。

本研究设计的网络音、视频模块是基于高性能嵌入式系统的电梯状态监测报警与应急救援辅助信号远程传输装置, 其硬件结构和实施接口如图4所示。

该系统的硬件以ARM+DSP双核微处理器HI3510为核心, 具有硬件加速引擎和自适应网络带宽功能, 采用H.264视频算法实现高压缩、低码率的视频编码, 视频流支持16 Kbps~3 Mbps的带宽, 支持D1分辨率, CIF分辨率下最高帧率达30 fps;扩展大容量高速SDRAM, 作为程序运行时的数据存储器;扩展大容量高速Flash, 用于存放操作系统内核、应用程序代码和系统配置参数;扩展RS232接口, 用于获取电梯状态监测仪采集的电梯状态信息;挂接视频编码器, 支持4路视频信号输入, 对视频输入信号的亮度、对比度、饱和度进行调节, 自动适应PAL和NTSC格式的视频信号, 并将模拟视频信号转换为数字信号, 视频编码模块与ARM+DSP双核主控制器通过I2C总线进行通讯;挂接音频编解码器, 支持2路输入和2路输出, 内置高信噪比∑-Δ模数和数模转换电路, 音频输入采样频率可以在8 k Hz~96 k Hz之间调节, 音频编解码模块与ARM+DSP双核主控制器通过SPI总线进行通讯;挂接10 Mbps/100 Mbps兼容的Internet适配器, 通过Internet有线网络与远程管理平台保持连接, 工作在服务器和客户端双重模式下, 两种模式下与中心管理平台的连接均由装置ID和连接口令保证信息安全。系统启动后, 即开启服务器线程, 等候管理平台的连接, 用于接收并响应远程中心管理平台的音视频传输请求和电梯状态上报请求。当RS232接口收到电梯状态监测仪报送的电梯故障信息时, 开启具有较高优先级的客户端线程, 连接远程中心管理平台, 上报电梯故障信息。

网络音视频模块的操作系统采用嵌入式Linux。本研究采用C/C++语言开发所有用户程序, 包括硬件初始化程序、软件初始化程序、网络通讯程序、串口通讯程序、视频处理程序、音频处理程序等核心子程序, 采用gcc和g++的交叉编译器编译得到目标代码, 将目标代码烧写到装置的Flash存储器中, 即完成嵌入式操作系统和应用软件的移植。

网络音视频服务器的程序流程图如图5所示。系统上电复位或者指令复位后, 首先启动操作系统, 然后执行系统参数配置指令, 系统参数主要包括音视频参数、网络连接参数和串口通讯参数。然后, 建立TCP服务器, 等候中心管理平台的连接请求以及电梯状态监测仪的故障报警信息。中心管理平台的连接请求主要包括请求配置系统参数、请求音视频流和请求电梯状态, 当装置收到中心管理平台的请求时, 根据管理平台的指令, 执行系统参数配置、音视频传输和电梯状态上报等任务。当装置收到电梯状态监测仪上报的电梯故障信息时, 立即主动连接中心管理平台, 并转发来自电梯状态监测仪的电梯故障信息。通过等候平台指令和主动连接平台两种方式, 保证装置与中心管理平台之间信息的流畅传输, 使电梯状态得到有效监测。

远程管理平台可以通过网络配置电梯状态监测与救援辅助信号远程传输装置的工作参数, 也可以通过网络更新装置的系统软件, 实现软件版本和系统功能的升级。

4 运行效果

目前, 研制的电梯运行状态在线监测与故障远程报警系统已杭州市中心城区试点应用300余套, 并接入“杭州市特种设备应急处置中心”, 运行效果良好。

电梯的状态和视频监控画面如图6所示。从监控画面中可以清楚的看到电梯内的状况, 同时监测窗口中还提供了门状态、楼层信息、运行方向、当前速度、是否有人、故障状态等电梯运行的信息。点击对讲、录像、抓拍按钮可以分别启动双向语音对讲、视频录像和图像抓拍功能, 点击“远程配置”按钮可以对网络音视频服务器进行参数远程配置。

5 结束语

本研究对电梯故障进行分级分类, 并研制了电梯运行状况监测报警终端, 同时集成网络音视频模块, 实现了互动式的电梯远程监测和智能报警, 具有以下特点:

(1) 采用独立传感器获取电梯运行相关信息, 具有普适性, 对电梯运行无干扰, 安全可靠。

(2) 网络音、视频模块和终端系统均采用嵌入式系统, 性价比高, 环境适应性好。

(3) 传感器配置合理, 简单高效的监测电梯运行状况。

(4) 以故障中是否困人为最高优先级, 且设有音、视频传输模块与被困人员互动, 体现了以人为本的宗旨。

该系统为实时、直观和高效的监管电梯提供了一种新的思路。

参考文献

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[10]吴丽萍, 申兴发, 陈放.基于无线传感器网络的电梯跟踪系统[J].机电工程, 2011, 28 (8) :983-985.

[11]许林, 陈强, 刘祺.浅析电梯安全隐患与对策[J].机电工程技术, 2011, 40 (10) :122-123.

石化环保监测系统的设计与实现 第5篇

石化环保监测系统的设计与实现

中国石化广州分公司在4月19日发布和实施HSE管理体系的.基础上,对HSE管理综合信息集成系统建设进行了规划,并开展了基础平台的建设.

作 者：黄剑锋 申屠灵女 Huang Jianfeng Shentu Lingnv  作者单位：黄剑锋,Huang Jianfeng(茂名学院,广东茂名,525000)

申屠灵女,Shentu Lingnv(中国石油化工股份有限公司广州分公司,广东广州,510726)

刊 名：安全、健康和环境 英文刊名：SAFETY HEALTH & ENVIRONMENT 年，卷(期)：2007 7(12) 分类号：X8 关键词：石油化工   HSE管理   环保监测  

光伏发电系统谐波监测与评估研究 第6篇

关键词：谐波监测；光伏发电系统；福禄克435；畸变率；电流值

中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）05-0038-03

光伏发电系统将清洁的、丰富的、可再生的太阳能转化为电能，对缓解全球能源危机、保护生态环境等具有重要意义。光伏发电不仅节能减排、安全可靠，而且故障率低、寿命长，近年来得到蓬勃发展。典型的太阳能光伏发电系统由光伏电池组件、并网逆变器、配电箱、计量装置及上网配电系统组成，逆变器等非线性部件易产生谐波污染电网，因此有必要对光伏发电系统谐波等电能质量进行监测与评估，为光伏系统谐波控制与治理提供理论依据。以沈阳农业大学40 kW光伏示范系统为研究对象，设计光伏系统谐波监测方案，并对监测数据进行分析，依据国家电能质量相关标准对发电系统谐波水平进行评估。

1 光伏系统谐波监测方案

沈阳农业大学光伏示范发电系统装机峰值容量为40 kW，部分容量接入0.38 kV电网。采用的光伏组建类型是普通多晶组件和双玻组件，安装方式为屋顶固定式，其中20 kW通过三相并网逆变器并网运行；10 kW通过双向逆变器和800 Ah双向胶体蓄电池储能系统组成微网系统，组件发出的电能优先存储在蓄电池中，富余电量并入电网；10 kW双玻组件接微型逆变系统。选取其中20 kW三相逆变器并网组件为监测对象，监测点选取并网前公共连接点PCC处，如图1所示。谐波测试装置需满足《GB198862-2005电能质量监测设备通用要求》《光伏站接入电网测试规程》（Q/GDW618-2011），并符合IEC61000-4-30 A级测试精度要求，选取福禄克F435电能质量分析仪进行测试，仪器的采样率为10.24 kHz，分析谐波次数50次。

监测时间为2016年4月2—8日，为期一周，满足测试一个完整周期要求。测试采用连续测试方式。

2 电网谐波评估依据与指标计算

光伏电站接入电网后，公共连接点的谐波电压应满足GB/T 14549-93《电能质量公用电网谐波》规定，畸变率计算公式为：

畸变率计算结果见表1。

光伏电站接入电网后，在标称电压为0.38 kV、基准短路容量为10 MVA条件下，公共连接点处的总谐波电流分量（方均根）应满足GB/T 14549-93《电能质量公用电网谐波》规定，不超过表2中规定的允许值。其中，光伏电站向电网注入的谐波电流允许值，按此光伏电站安装容量与其公共连接点的供电设备容量之比进行分配。

沈阳农业大学公共连接点的最小短路容量为2.694 MVA，不同于正常基准短路容量10 MVA，各次谐波的电流允许值按式（2）确定：

式中：Sk为公共连接点的最小短路容量，MVA； Sk为基准短路容量，MVA；Ihp为表2中第h次谐波电流允许值，A；Ib为短路容量为2.694 MVA时的第h次谐波电流允许值。

3 测试数据分析

光伏发电系统并网后谐波是否合格，由接入点的短路容量、光伏系统装机容量及逆变器注入谐波电流大小决定，依据测试仪器Fluke435采集数据导入Matlab平台进行分析，对照上面计算的谐波电压、电流允许限值对谐波水平进行评估。

监测的非零三相电压谐波畸变率和电流谐波数据如表3和图2所示。

以AB相为例分析谐波特性，电压总谐波畸变率为0.99%；电压奇次谐波含量高于偶次谐波含量，其中3次、5次、7次、11次、19次、25次谐波含量比较高，畸变率分别0.17%，0.44%，0.62%，0.26%，0.22%，0.26%；对比总畸变率5%、奇次谐波电压畸变率限值4%，电压谐波均未超限。

以A相电流为例，电流值范围为0.02～0.94 A，而注入公共点的电流允许值最小值为24次谐波1.75 A，电流值未超限，符合国家标准转换后的电流允许值。监测时间范围内光伏系统谐波电能质量正常。

4 结论

光伏发电系统对电能质量的影响之一体现在谐波方面。光伏发电系统的连接方式、安装方位决定谐波的影响程度。根据光伏电站并网对谐波的相关要求，结合沈阳农业大学光伏示范点，对信电学院40 kW并网光伏电站进行谐波评估计算，分析谐波对电压、电流产生的影响，通过实测数据与计算数据对比，得出光伏系统在任意辐照度下基波及谐波输出特性。电压奇次谐波畸变率大于偶次谐波畸变率，电压畸变率最高为5，7次谐波；最高电流值总是小于1 A，偶次谐波的电流值略大于奇次谐波电流值，电流值最大的是6，8次谐波。虽然谐波对光伏系统的影响不能够完全消除，但根据所提供的理论依据可以在一定程度上减少谐波对光伏系统的影响。

参考文献

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[3] 丁明，王伟胜，王秀丽，等.大规模光伏发电对电力系统影响综述[J].中国电机工程学报，2014，34（1）：2-14.

Abstract： 40kW harmonic detection of PPGS system in Shenyang Agricultural University was selected as research object， and using Fluke 435 monitoring instrument the data was collected based on one-week monitoring. According to power quality requirements of the distributed photovoltaic power station connected to the power grid， the harmonic level of photovoltaic power generation was evaluated. Then according to harmonic evaluation results determined whether it was accord with the national standard. The calculation results showed that， the photovoltaic system access point voltage harmonic distortion rate and current values were not overrun， in line with the electric quality requirements.

Key words： harmonic detection； PPGS； Fluke 435； distortion factor； current value

网络监测系统的设计与实现 第7篇

1 网络监控系统的需求分析

1.1 功能需求

校园网内被检测的设备都支持SNMP[1]协议，SNMP为一种基于用户数据报协议UDP的应用层协议。这些信息被监控系统采集模块捕获，在获得协议数据单元PDU后，将所取得的相应值送入数据库，然后对数据进行分析统计形成图表。被管理设备有二层的设备，也有三层的设备。对于管理信息库MIB中的IP组的信息，从三层设备中获取，对于二层设备，取其工作状态数据。

采集模块的实现以SNMP协议为基础，监测系统采集一定周期内我们所要获取的变量，并将获取的变量存入数据库中，这是网络监测系统实现的基础。MIB库中包含了所有的管理信息数据，MIB中信息为网络中被管资源，它是一个概念上的数据库。系统每隔一定时间，对被管设备发出请求，这样，校园网中的网络运行数据就会不断地被记录下来。

1.2 性能需求

1)系统的移动性：网络管理人员不受地理条件的限制，只要能上网，就可以随时随地监控网络的运行;

2)平台独立性：不受操作系统平台的限制，只要安装了WEB浏览器，就解决了跨OS的问题;

3)系统的快速反应：要求系统能够在300毫秒内做出回应;

4)系统高度的开放性和扩充性：降低耦合性，支持一些公共的参数的变化。

1.3 安全需求

在系统的总体结构设计和实施中，应考虑到系统级安全、设备安全、操作系统安全、数据库安全、数据备份及恢复、交易系统容错等。

2 网络监控管理系统的设计与实现[2,3,4,5,6,7,8,9]

2.1 网络管理系统模型

网络监测系统的设计主要涉及以下几方面的内容：

1)数据的采集与存储。这部分主要遵循简单网络管理协议SN-MP，按照该协议的规定定义生成SNMP报文，设备的网管代理在采集设备的161号端口循环侦听来自管理站的报文，获得请求后，将MIB库中的数据通过SNMP协议返回反馈报文，然后对报文进行分析，获取管理信息。数据的采集与存储是整个监测系统的核心和难点。

2)数据库的设计与构造。常用的数据结构包括：(1)三层设备数据表：存放三层网络设备的相关信息，应用系统进行轮询的网络设备均记录在该数据表中;(2)管理信息数据表：包括网络设备在某一时刻获得的IP地址、MAC地址、存取时间，设备号等数据;(3)物理地址管理信息表：存储联网主机网卡的物理地址对应的相关数据，包含网卡所在主机的地理位置、负责人姓名、所属部门、用途、联系方式等信息，该表中的数据主要来源于人工收集。数据库中还构造了一些视图，主要针对特定的查询需求，如查询某天、某月、某年联网主机数据分布、故障记录等。数据库的设计与构造是网络监测系统的核心，所有采集的数据和相关管理数据均存放在数据库中。

3)数据的提取和分析。主要实现对数据库中的数据进行提取和分析，数据的提取和分析是监测系统功能实现的主要部分。

2.2 数据采集的设计与实现

AGENT接受来自网管站的串行化报文，经解码、团体名验证、分析得到管理变量在MIB树中对应的节点，从相应的模块中得到管理变量的值，再形成响应报文，编码发送回网管站。网管站得到响应报文后，再经同样的处理，最终显示结果。根据不同的PDU,SNMP协议实体将做不同的处理：

系统采集部分分为自动采集和手动采集两种方式，自动采集为每隔一个时间片自动轮询校园网的网络设备，获取数据。手工采集为指定某个网络设备进行采集。

2.3 数据库的设计与实现

构造一个容纳采集数据的联网信息数据表，存放校园网中联网设备的地址信息，该数据表中包含：联网设备的MAC地址、联网设备的IP地址、联网时刻等。还有校园网中的网络设备数据表，因为所采集的数据位于IP层，所以只有三层的设备含有这些数据，该表中包含如下字段：Device Name、IP Address、Community Name、Device Number、physical location。

该监测系统可以检测出联网计算机的实际信息，这是系统的一个相当重要的功能，所以，数据库中必须有一份MAC地址信息表，该表根据网络中心人工统计生成，内容包括计算机的MAC地址、地理位置、所属部门、负责人姓名、用途、联系方式等信息。

监测系统还应该有一张网络设备运行状态表，这张表中记录了全校联网设备的工作状况，并将每次出现故障信息记录到此表中，为网络管理人员判断故障提供依据。

2.4 查询分析模块的设计实现

网络监测系统具有以下的功能：

1)随时查询当前的计算机联网情况;

2)对任一时间段的查询;

3)通过IP地址进行查询;

4)进行一定周期的统计;

5)故障查询。

在线主机查询，可查询所有在线主机信息列表。

监控系统可以对某个IP进行追踪，查询该地址在某时间的使用情况，输入IP和时间后得到相应信息，如图4。

监控系统对校园网中联机设备是否在线进行追踪，可以快速发现设备故障，进行联机故障统计，如图5。

根据流量的颜色图示可发现故障设备，可以迅速赶往现场处理。

2.5 系统安全设计实现

针对管理系统安全的主要威胁：信息篡改(modification)、冒充(masquerade)、报文流的改变(message stream modification)、报文内容的窃取(disclosure)，系统中增加了验证(Authentication)机制、加密(Privacy)机制以及时间同步机制来保证通信的安全。

3 结论

本论文开发设计的网络监测系统，具有较强的针对性和可靠性。本网络监测系统基于校园网实际出发，现已进行了初步的应用，通过该网络监测系统的分析和统计，网络管理人员可以及时进行数据分析和故障诊断，直观、准确的掌握校园网的规模、位置、连接方式及使用状况，加强了网络管理的力度，为校园网的高效、可靠、稳定、安全的运行提供了良好的保障。

参考文献

[1]David Zetserman.A Practical Guide to SNMPv3and Network Management:Prentice-Hall Inc.,1999.

[2]Mani Subramanian.Network Management Principles and Practice:Pearson Education North Asia Limied and Higher Education Press,2001.

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[5]张国鸣.网络管理实用技术[M].北京:清华大学出版社,2002.

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[7]D.Harrington,R.Presuhn,B.Wijnen.An Architecture for Describing SNMP Management Frameworks(RFC2271).January1998.

[8]刘晓辉.网络管理标准教程[M].北京:人民邮电出版社,2002.

监测与报警系统 第8篇

1 系统结构

系统运行于联入专线网络的任一Windows平台。监测对象为联入网络的专线和重要的业务节点，实时监测与报警网络结构示意图如图1所示。

系统开发环境：Delphi 7.0+Windows XP。系统由主程序、节点信息库、系统配置文件(监测间隔、报警设置、短信发送端口、目标手机号)、报警和短信发送日志等文件组成。其中主程序为监测功能主体，节点信息库、系统配置文件由用户生成，报警和短信发送日志由系统运行时生成。功能主界面如图2所示。

2 网络监测功能设计

2.1 监测原理

气象广域宽带网络是基于IP的信息网络，其中的ICMP (Internet控制报文协议)是TCP/IP协议簇中用来发送差错报文的协议，该协议提供了发送请求报文和接收应答报文的功能，根据所接收的应答报文来判断网络状态。

2.2 系统监测与报警流程

系统以广域宽带网络节点库中节点的记录为顺序，逐一完成对全部节点的监测，并及时调用IP节点库维护功能、日志处理功能的相关功能，完成节点库的相关维护(“状态”，“持续时间”字段值)和日志的添加更新，同时根据“状态”字段值实时改变信号灯以示报警，最后依“报警开关”、“短信开关”的值完成音响报警和短信报警作业。一次完整的监测与报警作业流程如图3所示。

2.3 监测功能设计

2.3.1 基于ICMP组件的监测功能设计

在Delphi 6.0 IDE的元件选项板“Indy Clients”页上有个“IdICMPClients”组件，通过调用其Ping方法向计算机发送和接收ICMP包来诊断与该计算机的连接状态。以下是基于ICMP组件的监测功能函数具体设计，返回“真”为网络通，返回“假”为网络中断。

2.3.2 基于ICMP.Dll监测功能设计

在Windows的System目录下有一个ICMP.Dll文件，该动态链接库几乎包含了ICMP协议的所有功能，通过对该动态链接库内相关功能函数的调用来完成发送请求和接收应答，并根据应答结果得到网络状态。该动态链接库内相关接口函数为：

IcmpCreateFile：打开一个句柄，通过该句柄发送ICMP的请求报文;

IcmpSendEcho：通过打开的句柄发送ICMP请求，在超时或接收到应答报文后返回。

IcmpCloseHandle：关闭通过IcmpCreateFile函数打开的句柄;

以下是基于ICMP.Dll的监测功能函数具体设计，返回“真”为网络通，返回“假”为网络中断:

3 报警功能设计

报警功能是为了在系统自动监测过程中实时获得监测结果，使相关网络故障能及时被发现并得以处理而设计。分三种报警方式：信号灯报警、音响报警和短信报警。三种方式设计独立，功能互补。

3.1 信号灯报警

信号灯报警是根据节点库中“状态”字段的布尔值，动态改变其在DBGrid组件中对应“状态”栏的信号灯显示，当某一IP节点的链接中断时(“状态”字段值为F)显“红灯”、正常时(“状态”字段值为T)显“绿灯”，本报警功能是在对IP节点库中的某一节点执行监测过程中，根据监测结果对其“状态”字段值修改时进行的。本报警功能可以将故障具体定位，便于排查处理。具体是调用DBGrid组件的OnDrawColumnCel事件来完成的，相关功能代码如下：

其中NormalIcon、DisableIcon分别为“绿灯”和“红灯”图标句柄，是通过调用图像列表(ImageList)的GetIcon方法从该列表中取得。

3.2 音响报警

音响报警是在一次完整的IP节点监测完后，根据“音响报警开关”的值来进行音响报警，当“音响报警开关”为真就进行音响报警，否则不报警。音响报警技术设计可分两种。

3.2.1 API函数法

调用相关的API函数播放声音文件 (一般为Wav文件) ，以达到音响报警效果，这里使用的API函数为PlaySound(属于MmSystem单元库)，其函数原型为：BOOL PlaySound (LPCSTR pszSound, HMODULE hmod, DWORD fdwSound) ，其中参数pszSound指定用来报警的Wav文件。为了使用方便，可以将用来报警的声音文件(Wav文件)做成资源文件，编译到系统执行文件中。这种API函数播放法的实现需要系统额外配置声卡和音箱等外设。

3.2.2 嵌入汇编技术

为了使声音报警简易可靠，无需计算机系统额外配置声卡和音箱等外设，在处理声音报警时，可不采用常规的API函数，而是采用了嵌入汇编技术，直接对计算机系统的扬声器端口地址[61H]进行写操作，也能产生响亮的报警声，同时加快了声音报警功能的执行，又增强了该报警功能的可靠性。

3.3 短信报警

短信报警也是在一次完整的IP节点监测完后，根据“短信报警开关”的值来进行短信报警，当“短信报警开关”为真就进行短信报警，否则不报警。在发送质疑信息时，采用了一组短信发送接口函数，功能强大、可靠，并有发送日志文件。

4 功能开发的主要特点

4.1 报警功能的多样性

包括信号灯、声响、短信等报警方式，并可根据应用的需要依系统功能设置而重新组合，设置界面如图4所示。

4.2 选用第三方产品

选用了简单易行的环境和方法，选用成熟且实用第三方产品(硬件和接口函数等)，如深圳梦网科技 (MONTNETS) 的短信发送机(GMS-SM MODEM)，它是基于无线方式进行短信收发的通信网络设备，无须上网即可完成动态信息的发送。

4.3 保证实时性

为了保证重要功能的可靠，设置了对重要功能的在线检测，如短信发送、声音报警等。

5 应用效果

所设计的系统功能除了能对宽带网络进行监测与报警外，也可完成对重要业务用机的网络监测，通过实时监测与报警来减少宽带网络的故障时间，减轻值班人员的劳动强度，细化宽带网运行质量的检查与考核，对雷达观测用机的监测与报警有效地提高了雷达的数据和状态信息的上传率，提升本业务的自动化程度。

摘要：采用计算机网络编程技术, 设计并实现对专线网络状态的实时自动监测与报警系统, 主要包括专线网络实时自动监测、多种报警等功能, 并就每种功能进行了多种实现方法的探讨。所生成的业务系统能完成对宽带专线业务网络的自动监测与报警功能, 从而可以减少宽带专线网络的故障时间, 有效地提高了气象信息的传输率, 减轻值班人员的劳动强度, 同时细化了宽带网运行质量的检查与考核。

关键词：自动,监测,报警

参考文献

[1]鲁礼炳.基于IP网络状态实时监测系统的设计与实现.电脑编程技巧与维护, 2003;11:71～72.

煤矿安全监测系统的研究与实现 第9篇

我国是一个矿产资源丰富的国家, 也是世界上最大煤炭消费国和生产国, 随着煤炭需求量的不断攀升, 超负荷生产已成为采煤行业增加产出的主要手段之一。随着煤炭需求量的增长, 矿难事故也在频繁发生。

煤炭生产作为我国能源生产的一个支柱性产业, 对国家工业化建设与发展和国计民生都有很大影响。同时它又是高危行业, 因此, 安全是煤矿生产的重中之重。

1 煤矿安监系统的概况

多年来, 为了提高矿井的安全生产, 降低事故率, 减少人员和资源的损失, 全球矿井科技工作者在煤矿安全检测领域做了大量的研究工作。总体而言, 煤矿安全检测系统的发展可划分为如下三个阶段:

1) 瓦斯遥测地面接收阶段。瓦斯是煤矿井下采掘过程中从煤和煤岩中涌出的有害气体。一旦瓦斯浓度处于爆炸界限内 (5%～16%) , 就有可能酿成瓦斯爆炸的严重后果。矿井瓦斯涌出异常或通风不良, 都可能使瓦斯浓度超限。因此, 大多矿井科研工作者把精力投向了瓦斯的检测监控方面, 研究出了大量的瓦斯测试及超限报警装置, 这些产品使生产指挥人员及时了解矿井下甲烷的浓度变化, 掌握生产的基本状态, 矿井安全生产出现了新面貌。

2) 煤矿安全检测阶段。20世纪80年代初, 欧美等发达国家率先研制了一批煤矿安全检测系统, 在学习和交流技术的基础上, 大量自产的系统在我国煤矿已大量使用。但是, 当时相当一部分安检系统由于功能和扩展性能差、现场维修维护和技术服务跟不上等原因, 或已被淘汰和停产。因此, 造成相当一部分矿井无法继续正常使用己装备的系统。

3) 煤矿智能安全检测阶段。随着计算机技术的不断发展与应用水平的不断提高以及现场总线技术的广泛应用, 为煤矿安全检测系统的开发提供了良好的契机, 相关领域涌现出了不少智能型安全检测产品。这些检测检控系统能对矿井井下的工况进行实时检测监控, 并根据预先制定的应急策略对某一区域的突发情况进行相应的处理。极大地缓解了提高生产效率与安全事故之间的矛盾, 为提高煤炭安全生产及原煤产量做出了很大贡献。

2 煤矿安全监测挖掘模型设计

煤矿安全监测系统的作用是对煤矿生产过程中的整体状态进行实时监控。由于煤矿生产过程是一个动态的复杂过程, 因此, 在构建煤矿安全监测系统时也需要考虑各种因素。数据挖掘系统不是各项技术的简单组合, 而是一个相互关联的整体, 它需要辅助技术的支持, 才能完成数据采集、数据分离、数据挖掘、结果表述等一系列的任务, 最后将分析结果呈现在用户面前。根据煤矿安全监测数据的情况与数据挖掘的结构, 煤矿安全预测系统挖掘模型设计如图1所示, 主要由数据采集、分离数据、数据挖掘预测评价等组成。该挖掘系统中, 主要由监测数据采集模块、数据分析模块 (煤矿生产监测数据库) 、数据挖掘模块 (关联规则挖掘) 、预测评价模块组成。

在此监测数据采集系统中各组成部分的功能如下:

1) 数据采集模块:通过煤矿生产中各种传感器采集到的各种关于煤矿安全信息的数据 (包括自然灾害、开采过程中的设备情况、人员信息等) , 消除噪声数据, 最终将数据以二维表的形式录入到煤矿安全监测原始数据库中。

2) 分离数据模块:在原始的数据库中 (可以是一个或一组数据库) 进行数据挖掘的源数据, 根据数据挖掘任务确定数据源, 抽取数据进行数据清洗、分离和集成, 形成有效的数据。

3) 数据挖掘模块:是实现系统的核心部分, 由数据准备 (数据清洗、集成、变换) 、数据挖掘算法执行、结果表达等阶段组成。主要进行指标分析, 多维数据分析。将采集到的瓦斯浓度、CO浓度、风速、顶板压力、温度、甲烷浓度等指标进行数据预处理, 利用关联规则对预处理后的数据进行挖掘。

4) 预测评价模块:对挖掘产生的关联规则进行分析, 找出领域知识中的强规则。利用挖掘得到的强关联规则对煤矿安全生产状态进行监控与预测, 从而为煤矿监管提供决策支持。

3 煤矿安全检测数据库系统的创建

建立用于挖掘的系统数据库是数据准备的核心工作, 数据准备占用整个数据挖掘过程的大部分时间和精力。因为已有数据库的数据形式一般不能满足数据挖掘的需要, 需要根据具体的煤矿安全生产监测数据库来建立一个适合挖掘的数据库系统。具体的数据库系统如图2所示:

4 数据预处理

在煤矿生产过程中, 煤矿信息系统中存储着大量的数据, 这些监测信息蕴含了煤矿生产过程中的全部数据资源。煤矿生产由于地质条件和环境随着采掘进度与采掘方式的不断改变, 其数据在时间和空间中变化较大, 各种类型传感器监测的数据来源广泛, 容量庞大, 随时间、空间不断更新。因此, 煤矿监测数据具有以下几个特点:

1) 煤矿监测数据的不完整性:煤矿数据的采集和处理过程经常相互脱节, 数据采集是以煤矿安全管理为目的的, 而处理则是以寻找一般规律为目的。因此, 采集到的数据可能无法涵盖研究需要的所有信息。

2) 煤矿监测数据的异质性:由于煤矿监测系统建设于不同年代, 采用的监测设备使用不同的技术, 所以采集到的数据很难进行标准化。

3) 煤矿安全监测数据的关联性:几乎每一次的矿难都与各自然灾害数据之间有很大的关联性, 例如粉尘浓度引发的矿难大都与开采区域的温度、通风等有相当大的关系。

5 数据的清洗与集成

本步骤的目的:在源数据库中选取数据, 并将数据按实际情况进行标准化处理, 建立待挖掘数据表。

1) 数据清洗:

实际系统中收集到的原始数据往往是不完整的、有噪声的和不一致的。数据清洗就是要去除数据源中的噪声数据和无关数据, 处理遗漏数据, 考虑时间顺序和数据变化;整理不确定属性, 忽略或删除含有异常、孤立数据的记录, 清除与产生关联规则无关的属性, 减少数据空间复杂度。如清洗各表中对挖掘无关的数据采集人、采集设备等属性, 对于空缺数据可以人为添加或删除此记录。

2) 数据集成:

根据用户需要从原始资料中确定知识, 发现任务的目标数据, 包括数据对象和数据集中属性的选取。本文挖掘对象是煤矿生产中自然灾害间的相互关系, 可以根据以上各表产生一个关于时间、采集点为事务集, 以瓦斯浓度、CO浓度、粉尘浓度、温度、甲烷浓度、顶板压力等属性为项集与数据挖掘相关的完整数据集合, 删除采集设备、采集人等没有积极意义的属性。

6 结论

安全生产管理是现代工业企业管理中的重要工作环节, 在此环节上存在着大量的监测数据, 这些数据具有数据量大, 数据分散, 数据条目繁多, 不易统计等诸多特点。因此, 在这个监测管理环节我们必须要做到方便、合理、有效的统计、记录与提取数据。信息化工程的建设使得信息技术在各行各业得到很好的应用, 这为企业的安全管理和决策提供了有效可靠的工具。通过先进的计算机技术和通讯技术对企业独立的、分散的数据信息进行统一、有条理的管理, 满足了现代企业的安全生产管理需求。我们要把安全监测技术应用到煤矿安全生产中, 建立煤矿安全生产决策支持系统, 为煤炭企业的管理者决策提供切实可行的依据。总之, 安全监测系统在煤矿安全生产中的应用将会大大提高企业的生产效率, 是矿井生产现代化管理的一个重要标志。

摘要：煤炭行业一直是我国的支柱产业, 近年来, 煤矿安全生产的形势日益严峻, 矿难事故频频发生。对此, 国家有关部门给与了高度重视, 投入大量的人力物力研制各种类型的计算机监控系统。在某种程度上, 大大降低了矿难事故的发生机率, 但依然存在不足和缺陷。

关键词：煤矿,安全监测,数据挖掘

参考文献

[1]王清, 高原.矿井生产灾害信息化管理模型探讨[J].煤矿安全, 2008 (3) :90-91.

[2]高春矿.煤矿安全监控系统现状与发展前景[J].煤炭技术, 2004, 23 (11) :23-24.

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[8]Tian-Rui Li, Jun Ma, Yang Xu.An Improving Mining AlgorithmAiming at a Kind ofSpecific Function of Degree of Interest[J].IEEE, 2002:1214-1218.

配变监测系统的设计与实现 第10篇

“配变监测系统”是融现代测量与计量、自动化控制、无线通信 (专网+公网) 远程自动抄表、计算机网络、故障感知与识别、网络数据库、WEB等技术于一体的综合系统。主要包括:无功自动补偿、配变运行状态数据实时采集与传输、远程自动抄表、设备故障自动识别与自动定位、设备故障和配变运行状态异常短信自动报警、WEB信息发布、数据共享等功能。

在“配变监测系统”建设中, 采用采用何种通信手段组网, 是首先要考虑的问题。综合现有技术和一些实际应用情况, 大致可分为如下几种方式:

1) 无通信主站, 终端闭环运行, 自动测量电流、电压、功率因数, 并自行控制补偿电容投切。如要获得监测数据, 需持相关人员到现场, 通过485或红外方式与终端通信采集取得。

2) 采用无线组网方式, 向无线电委员会申请专用频率, 架设通信主站, 主站和终端之间通过专用频率通信。

3) 采用电信营运商提供的GPRS或CDMA作为通信方式, 主站和终端间通过公用网络通信。

对比以上三种方式, 可以发现, 第一种方式不能及时获取监测数据, 自动化程度较低, 帮助有限;第二种方式, 实时性高, 通信距离远, 但城区配变架设地周围建筑较多, 在箱式变上天线架设的高度有限, 无线通信容易受到影响;第三种方式, 由于采用电信营运商提供的服务, 基本不用考虑通信可靠性的问题。但是付给营运商的数据流量费用, 会随着系统内终端数量的增加, 而飞速递增。

4) 采用有线通信。通信速率高, 可同时传送多路信号, 但系统建设费用昂贵。基本上只用于中继站或子站建设。

5) 电力载波通信。由于技术复杂, 要求环境较高, 难与维护。目前这项技术在国内配变监测系统应用较少。

“配变监测系统建设”还要考虑一个问题是通信规约的选择。依据国家电网公司的要求, 多采用《电力负荷管理系统数据传输规约》04版或05版, 一些地方也有采用自行制订的规约或借用国外规约的情况。笔者认为采用统一的国网公司推广的规约, 有利减少了系统开发过程中重复过程, 降低开发的风险和费用, 也有利于对产品质量的管理。当然对于一些小规模的系统, 采用自行制定规约, 或借用其他现有规约的方法, 也可满足系统建设需要。

在配变自动化系统, 可根据地区实际情况的不同, 采用单一方式组网, 或两种乃至三种通信方式组网。但组网方式越少越简单, 则系统越容易维护, 较复杂的组网方式, 不但提高了维护难度, 也影响到系统的可靠性。

整个“配变监测系统”主要包括:配变监测终端、“中继站”、配变主站管理系统。其工作过程为, 配变监测终端实现电量数据采集, 并通过GPRS或无线数传电台通信与主站管理系统连接, 将数据上传到主站, 主站端完成配变数据的分析、存储和发布。配变监测终端本地闭环实现无功补偿。对于通信距离较远, 通信环境较差的终端, 采用中间架设中继站的方式, 确保通信的可靠。

中继站系统可架设各用电营业厅和分局中, 也可协商架设在符合条件的其他建筑顶端, 中继站和主站间可利用多种方式通信, 如企业内部网络通信, 无线专网或GPRS等。网通信, 中继站主要起到上行和下行信号接力的作用。中继站也可以作为子站, 自主召测所辖终端, 并将数据上传主站, 以缩短整个系统的循测时间, 提高效率。

配变监测系统终端的选择, 宜采用有较好信誉厂商, 产品符合技术条件的同时, 也应关注厂商对售后产品的技术支持情况。对产品的检测应严格参考相关国家和行业标准。

配变监测系统终端的组成逻辑框图如下所示, 装置以单片机或DSP为核心, 终端与电台或GPRS无线通信模块通过RS-485总线进行通信。

终端的主要组成为:1) 模拟量转换及信号调理电路;2) 人机接口的键盘和液晶显示芯片;3) 时钟和存储芯片;4) 与手持抄表终端或便携式计算机等智能设备通信的RS-232接口电路;5) 监测配电变压器开关状态的开关量输人、隔离电路;6) 监控配电变压器开关的开关量输出、隔离电路;7) 读取脉冲电度表电量的脉冲计数输人接口;8) 提供系统工作的电源模块。

其中CPU是控制器的核心部分, 它不仅要处理输入信号和输出信号, 而且要控制和协调各部分的工作。可采DSP或高性能单片机, 还可根据需要采用嵌入操作系统。

主站端设计及功能。根据系统规模和通信方式的选择, 可设置一台或多台“前置机”, 来处理不同的信道的通信。其工作过程为, 前置机从不通信到获得数据并效验后, 传递给后台处理程序, 后台程序在对数据类别和内容识别后, 选择传递给主站操作程序 (SCADA) 或存入数据库。Web发布系统, 对数据库中的信息分类提取并发布。

在前置机的设计中, GPRS前置机相对较为复杂, 其性能必须满足同时刻几百到上千个网络连接的和保持, 对机器性能和程序性能要求较高, 一般宜采用PCServer, 并应用IOCP软件设计技术, 来解决SOCK连接的并发响应效率, 相对其结构如下:

主站的功能主要有以下几点:

系统应用功能可以从如下几方面考虑:

1) 实时数据监测。实时监测配电变压器各种运行参数, 包括电压、电流、有功 (无功) 功率、有功 (无功) 电能量、功率因数和电容投切状况等。如发现异常, 及时提示相关人员处理;2) 电能量管理。以年、月、日为时间单位, 或不固定时段形成统计分析报表和曲线?对用电负荷情况时跟踪并预测;3) 供电可靠性管理。及时反映配电网的运行状态, 合理调整配电网运行方式, 及早发现并及时消除事故隐患, 保证配电网的可靠运行, 提高供电可靠性;4) 异常状态管理。根据采集的实时数据, 对配电网和配电变压器的过负荷、电压越限、缺相、线路故障、配电变压器油温过高等异常情况提供实时报警;5) 防窃电。通过电量对比, 和各项运行参数对比, 排查可能存在窃电情况台区, 并提醒相关人员进行排查。

监测与报警系统 第11篇

关键词：单片机 土壤湿度监测 传感器 盆栽

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（b）-0023-02

很多盆栽植物具有净化空气、怡神静气的功效，已经成为家家户户必不可少的装饰品，盆栽可以给人们带来愉悦心情与视觉享受，但是同时，盆栽是有生命的，需要适时浇水。上班族忙于工作，养几株盆栽怡养性情，平时却疏于照料，经常是想起来时花已经凋亡，让人唏嘘不已。该文利用单片机技术，设计了一个监测与提醒系统，该系统能实时检测花盆土壤湿度，并根据湿度情况进行文字及语音提醒，提醒养花者自行浇水，让养花者既能摆脱时时的牵挂又能体会到亲自浇水的乐趣。

1 系统设计方案

盆栽土壤湿度检测与提醒系统主要由五部分组成：单片机、湿度传感器、模式选择、湿度显示、报警模块。系统原理框图如图1所示。模式选择模块用于设定盆栽湿度类型，有3种模式：S（湿生花卉）、M（中生花卉）、H（耐旱花卉）。湿度传感器模块完成盆栽土壤湿度的采集，并将湿度信息传给单片机的A/D转换部分，完成湿度由模拟值向数字量的转换，单片机控制部分将转换后的湿度值经由显示模块显示出来，供资深养花者做浇水与否的判断参考，同时，当湿度值低于所选模式对应的湿度范围时，系统可自动判断盆栽处于缺水状态，自行启动报警模块，以文字和语音两种方式提醒养花者浇水。本系统只监测土壤湿度，空气温度与湿度不予考虑。

2 系统硬件设计

2.1 湿度传感器模块

土壤湿度传感器又称土壤水分传感器，用来测量土壤容积含水量。该文所选型号是FC-28（图1），表面采用镀镍处理，有加宽的感应面积，可以提高导电性能，防止接触土壤容易生锈的问题，延长使用寿命。

将探针插入土壤里，过几秒等充分接触土壤后，信号传至单片机的AD转换模块，经处理后由单片机控制输出至显示模块。

2.2 单片机

单片机是整个系统的核心部件，通过它实现对整个系统硬件的控制，包括土壤湿度的采集转化、显示、语音提醒及报警信息等。

该设计所选单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机STC12C5A60S2（图2），它是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍，且内部集成有8路高速10位A/D转换模块，可简化总电路，A/D转化速度可高达250 K/s，即25万次/s。

2.3 模式选择

不同湿度类型的盆栽所需土壤的湿度范围也不同，根据盆栽所需土壤的合适湿度范围，可将盆栽大致分为湿生花卉、中生花卉、耐旱花卉三种。模式选择模块用于选择所监测盆栽的湿度类型，从而确定该盆栽的湿度监测范围。该部分电路用按键实现。

2.4 湿度显示模块

湿度显示模块用于显示当前湿度值，以及警示信息。该设计中的显示模块采用带中文字库的12864LCD液晶显示屏，如图3，它是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64，内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也较低。

2.5 报警电路

报警电路采用语音芯片直接驱动喇叭的方式，用于实时播报当前湿度，以及土壤湿度低于设定湿度范围时的语音警报，由单片机控制其输出报警信号（图4）。

3 软件设计

该系统软件部分采用C语言编程，首先进行系统初始化，模式选择后确定湿度设定范围，检测当前湿度值与设定范围进行比较，如果在范围内，则输出湿度值及文字、语音提醒；若低于设定值，则输出湿度值并发出文字、语音报警信息，及时提醒为盆栽浇水，程序流程图如图5所示。

4 结语

该设计用单片机控制技术指导操作者科学地为盆栽浇水，使盆栽照料工作变得更加轻松愉快。系统采用集成了AD转换模块的单片机作为控制核心，并采用液晶显示模块显示提醒及报警信息，简化了硬件电路，降低了电路板的体积，而且操作方便。

参考文献

[1]方泽鹏，黄双萍，陈仲涛.基于单片机的花盆土壤湿度控制系统设计[J].现代农业装备，2013（4）：41-45.

[2]张玮，王东锋.基于AT89S51单片机的微型土壤湿度检测仪设计[J].机电产品开发与创新，2010（7）：74-75.

[3]侯殿有.单片机C语言程序设计[M].北京：人民邮电出版社，2010.

绿色建筑能源监测与管理系统 第12篇

在我国目前能耗结构中, 建筑能源消耗已占我国总商品能耗的20%~30%。在建筑的全生命周期中, 建筑材料和建造过程所消耗的能源一般只占其总能源消耗的20%左右, 大部分能源消耗发生在建筑物的运行过程中。

目前我国在大型公共建筑的新建和既有改造项目中, 由于对室内环境要求的不同理念和不同标准, 建筑设计盲目追求“与国外接轨”, “新、特、奇”, 造成大量全玻璃、全密闭的高能耗建筑。

我国的建筑运行能耗控制水平, 尤其是大型公共建筑的能耗控制水平都远低于同等气候条件的发达国家, 更远低于美国大多数建筑。因此, 我国大型公共建筑的节能应该有很大的空间。通过建立大型公共建筑分项用能实时监控及能源管理系统, 采集实际能源消耗数据, 结合绿色建筑评价标准, 逐步通过管理及技术改造实现建筑节能。

2 建筑能耗监测系统的相关技术标准

2.1 国际标准

(1) IEEE Std 739-1995, 《IEEERecommended Practice for Energy Management in Industrial and Commercial Facilities》是由美国电气和电子工程师协会制定的关于工业和商业企业系统中各系统和设备能量消耗监控和管理的指导性建议。该建议通过如何实施能源审计, 考察建筑物各设备有无能源浪费现象, 并对照明系统、空调系统、电机、空压机等系统分别给出了能效判断和提高能效的方法。

(2) 《IPMVP国际节能效果测量和认证规程》是由国际节能效果测量和认证规程委员会颁布, IPMVP为评估确认能效、节水和可再生能源项目的实施效果提供了现有最佳技术及方法。

2.2 国内标准

为能耗统计、能源审计、能效公示、用能定额和超定额加价等制度的建立准备条件, 促使办公建筑和大型公共建筑提高节能运行管理水平, 住房和城乡建设部在2008年6月正式颁布了一套国家机关办公建筑及大型公共建筑能耗监测系统技术导则, 共包括5个导则:

(1) 《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》。

(2) 《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则》。

(3) 《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统楼宇分项计量设计安装技术导则》。

(4) 《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设与维护技术导则》。

(5) 《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设、验收与运行管理规范》。

3 建筑能源监测管理系统概述

一般来讲, 建筑能源监测管理系统就是将建筑物或者建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水等能源使用状况, 实行集中监视、管理和分散控制的管理系统, 是实现建筑能耗在线监测和动态分析功能的硬件系统和软件系统的统称。它由各计量装置、数据采集器和能耗数据管理软件系统组成。基本上, 通过实时的在线监控和分析管理实现以下效果:

(1) 对设备能耗情况进行监视。

(2) 找出低效率运转的设备。

(3) 找出能源消耗异常。

(4) 降低峰值用电水平。

通过上述过程及方法实现降低能源消耗, 节省费用。

4 建筑能源监测管理系统架构

能源管理系统一般由各计量装置、数据采集器、管理系统组成, 它帮助用户建立实时能耗数据采集、能源管理、能耗数据统计与分析系统等。

以基于Web技术的能源检测及管理系统架构为例, 各种计量装置用来度量各种分类分项能耗, 包括电能表 (含单相电能表、三相电能表、多功能电能表) 、水表、燃气表、热 (冷) 量表等。计量装置具有数据远传功能, 通过现场总线与数据采集器连接, 可以采用多种通信协议 (如MODBUS标准开放协议) 将数据输出。数据采集器通过以太网将数据传至管理系统的数据库中。管理系统对能源管理工程进行组态和浏览能耗数据, 将能耗数据按照《国家机关办公建筑及大型公共建筑分项能耗数据传输技术导则》远传至上层的数据中转站或数据中心。

5 建筑能源监测管理系统与楼宇自控系统的结合

建筑能源监测管理系统的目标是为了对建筑的能耗实现精确的计量, 进行能耗分类归总, 计算单位平均能耗, 并查找耗能点和挖掘节能潜力。

楼宇自控系统的目标是对建筑内机电设备及环境信息进行实时的监测和管理, 实现节能、舒适、高效、安全的目标。

一般会把以上两个系统独立设计, 作为并行的两套系统, 末端设备独立、通信联网部分独立、软件独立。这样做其实存在很大的问题, 不管是能源管理系统还是楼控系统, 都是体现建筑内机电设备的特征之一, 只有两者结合才能描述完整的建筑内机电设备状态和环境状态。原因如下:

(1) 能源管理系统的表具 (包括电表、水表等) 价格较贵, 如果完全依靠能源管理系统测量, 则投资巨大, 影响用户安装的积极性。

(2) 很多被测能耗, 如照明灯具、风机、水泵等, 属于固定功率运行, 只需通过楼宇自控系统测量开机时间, 即可得到比较准确的能耗数据, 完全可用于能源管理系统。

(3) 能源管理系统的能耗数据需要和设备状态相结合, 进行耗能点分析, 才更有价值;同时, 设备自身的运行时间及运行规律, 与设备自身的寿命和维修周期有关, 这同样属于能源管理系统的范畴。

(4) 能源管理系统要与环境参数相结合, 比如:气象参数、室内环境参数等。一方面节能要建立在满足用户正常需要的基础上, 另一方面, 自然环境的变化, 对能耗的影响, 需要建立长期的数据模型, 才能得出符合实际的规律。

(5) 楼宇自控系统会对部分能源进行计量, 这部分数据可直接进入能源管理系统, 避免重复投资。

(6) 能源管理系统和楼宇自控系统, 可共享总线网络和网络控制器, 节省投资。

(7) 能源管理系统会根据能耗数据进行分析, 会对楼宇自控系统的参数进行调整, 以满足节能的目标。

综上所述, 能源管理系统和楼宇自控系统应该作为一个整体加以设计, 才能实现数据完整、功能完整、节省投资的目标。

两者的整体设计, 建议采用如下步骤:

(1) 按照能耗分类、分项、分区域的划分原则, 列出建筑主要耗能机电设备清单。

(2) 根据楼宇自控系统的设计方案, 列出楼控系统已监控的机电设备清单, 如为额定功率运行, 则计入时间型电计量点;否则不计入时间型电计量点。计入时间型电计量点的设备, 需明确记录额定功率值。

(3) 在耗能设备清单中, 除去时间型计量点, 余下部分, 需全部设计安装专用计量仪表 (如:水表、电表、热表等) , 同时, 必须选择带远传通信接口 (一般为RS485总线) 的计量仪表, 推荐采用支持开放通信协议的仪表。

(4) 把专用计量仪表就近接入楼控DDC中。

(5) 按照标准楼控系统设计控制部分和通信部分。

(6) 通过楼控系统工作站软件提供的对外开放协议接口, 读取数据。

楼控系统只提供能耗相关数据的实时值, 对数据的二次加工 (如:把时间型电计量点转换为能耗数值等) 和数据统计等, 均在能源监测管理系统中实现。

6 能源监测管理系统实施要点

能源监测管理系统的实施必须符合国家、地方相关技术导则标注及规范。能源监测管理系统的实施必须落实以下几点:

(1) 能源监测管理系统的目标:能源监测管理系统的目标是为了对建筑的能耗实现精确的计量, 进行能耗分类归总, 计算单位平均能耗, 并查找耗能点和挖掘节能潜力, 并最终实现节能减排。

(2) 能源监测管理系统是一个系统工程:能源监测管理系统是一个复杂和庞大的系统, 它需要建筑内多个系统的配合, 涉及到硬件、软件、网络、环境以及人员的支持, 实现前必须对系统的困难作充分估计。

(3) 能源监测管理系统是一个自完善工程:能源监测管理系统成功的实施, 必须是以建筑的管理使用人员为核心, 不能完全交给节能顾问及产品供应商。只有建筑的管理者及使用者真正参与进来, 能源监管系统才具有意义。

因此, 能源监测与管理系统的实施, 必须注意以下关键点:

(1) 现场调查:提前发现实施中可能出现的问题, 并预先进行规划和改进。

(2) 能源监测管理系统必须与建筑已有系统充分结合, 并尽量利用已有资源, 不能影响现有系统安全及性能。

(3) 系统必须具有完整的设计方案、工程图纸、设备清单及施工方案等资料。

(4) 系统建设及验收必须严格执行相关技术标准。

(5) 进行建筑管理者及使用者的业务培训, 提高相关人员业务水平。

(6) 系统的日常运行维护及定期检修必须制定严格的管理规范。

(7) 系统应留有一定的升级扩展能力。

7 工程案例

建筑楼宇实施了能源监测与管理系统后, 通过现场总线、通信网络组成的“神经系统”收集数据, 通过管理系统这个“大脑”判断能耗浪费和异常, 通过数据分析, 并做出决策。建筑节能不是一蹴而就的, 它需要经过一个不断循环、不断反馈、不断优化的过程, 最终达到节省能源, 节省成本的目的。本节选取某办公建筑B大厦为例来简要说明能源监测及管理系统在建筑节能中的应用。大楼能耗模型如图1所示。

7.1 建筑基本信息

B大厦占地面积42500m2, 总建筑面积40000m2。大厦地上9层, 地下2层, 是一座办公智能化、楼宇自动化、通信传输智能化、消防智能化、安保智能化的5A型智能写字楼, 每层办公部分和影视部分各一台9k W热水器, 影视部分地下一层另设一台热水器, 整个建筑共19台热水器。

大厦采用中央空调和新风机、风机盘管系统。整个大厦大概600个风机盘管。

配电室位于地下一层, 由4台1250k VA和1台500k VA变压器组成, 各配电支路按不同功能分别由对应变压器分出, 变电柜为抽屉式立柜。

7.2 分项用能实时监控管理平台建设概要

B大厦通过建立分项用能实时监控管理平台来采集实际能耗数据, 并对大厦的现有用能状况进行分析, 进一步对空调系统、照明系统等进行节能诊断, 得出切实可行的节能方案, 包括管理节能和技术节能。

通过实施节能方案, 基本实现了减少能源消耗、降低运行成本、提高运行管理水平的目标。

(1) 用能分项的划分

根据B大厦强电考察分析, 此大厦总共可以划分154个强电支路, 经过后台软件分析和处理, 最终形成以下用能分项:照明用电、室内插座和办公设备用电、暖通空调用电、综合服务用电、影视演播厅等特殊用电。

以上各分项还包括各种二级分项, 分项计量设计方法和能耗模型。

(2) 设计原则

采用完全符合建设部《分项计量技术导则》的方法和设备。

7.3 分项计量设计

分项计量的基本原则是:在一定投资成本和不改动已有配电线路的前提下, 以最大程度的获得能耗分析需求数据为目标, 按公共建筑能耗模型在既有配电支路上有选择性的加装电表。

具体分项计量原则如下:

(1) 总用电量的计量。在变电站各台变压器低压侧加装电能表。

(2) 空调系统用电计量、分体空调用电计量。有条件则尽量单独计量, 否则计量其上级供电回路总电量。

(3) 照明、插座系统用电量。有条件则对照明和插座各自总用电量进行单独计量;若两者掺混, 则对混合电量进行计量, 然后充分利用以瞬态数据特征为基础的标准拆分方法进行拆分。

(4) 电梯用电量。选择两个典型电梯机房的工作供电回路 (消防电梯、高区电梯) 加装有功电能表。

(5) 事故照明回路的用电量。事故照明通常都是走廊和楼梯间的照明负荷, 故在其工作回路加装电表。

(6) 其他用电。这里包括厨房用电、信息中心用电等, 应在各用电支路安装总计量表即可。

另外还需考虑对集中供热等其他能源供给方式进行合理计量。

7.4 数据采集系统

数据采集系统主要由采集单元、数据采集器、传输网络和数据中心采集服务器四部分组成。采集系统网络拓扑图, 如图2所示。

(1) 数据采集单元主要由各种电子远传式采集终端设备组成, 包括采集电量的电子式远传电能表、采集水量的电子式远传水表、采集空调冷量的超声波冷量计和采集气量的远传气表等。

(2) 数据采集器主要由高性能嵌入式产品组成。

(3) 传输网络主要由有线网络和无线网络两种形式。

(4) 数据中心采集服务器主要由各种计算机服务器、磁盘阵列和网络设备组成。

7.5 建筑分项能耗在线监测系统