胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘 要：基于無線傳感器網(wǎng)絡能耗監(jiān)測系統(tǒng)將無線傳感器節(jié)點添加到高校老校區(qū)現(xiàn)有教學建筑、實訓建筑、圖書館和學生宿舍大樓的水、電力、供熱等設備及分支系統(tǒng)上，測量所有設備和分支系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)，能耗數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關傳輸?shù)皆破脚_服務器，在服務器上建立實時能耗數(shù)據(jù)庫.服務器管理軟件對統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析比較，發(fā)現(xiàn)高校能耗設備能源消耗的主要原因。在此基礎上制定針對性的節(jié)能方案和控制措施，來達到高校老校區(qū)節(jié)能增效的目的。本系統(tǒng)采用無線數(shù)據(jù)采集和傳輸，布線少，*大限度減少了對現(xiàn)有建筑的改造成本，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時共享，控制迅速準確。

關鍵詞：傳感器；數(shù)據(jù)分析；節(jié)能

0 引言

中國大多數(shù)高校老校區(qū)都是人工干預電力、水和天然氣的消耗管理。人工抄表在原有狀態(tài)下存在著綜合數(shù)據(jù)不準確、實時采集性能差、工作量大、管理困難等問題。如果沒有其他途徑可以直接有效地獲取實際能耗相關信息，就不可能進一步提出明確的*優(yōu)節(jié)能高效解決方案，并有效降低高校老校區(qū)能耗。

現(xiàn)有高校能耗監(jiān)測系統(tǒng)一般采用有線網(wǎng)絡進行監(jiān)測。如果老校園改造了，需要設備種類多，布線復雜，對現(xiàn)有建筑破壞嚴重。在國外，能耗實時監(jiān)控系統(tǒng)也發(fā)展到非常完善的水平，已形成一定的特定標準。但是，市場價格并不便宜，缺乏與中國大多數(shù)高校老校區(qū)相適應的測控設備應用軟件。

無線傳感器網(wǎng)絡采用總線結(jié)構，設備可共享，品種少，無需布線，現(xiàn)有建筑物未損壞，網(wǎng)絡靈活。因此，基于無線傳感器網(wǎng)絡的大學能源消耗監(jiān)控系統(tǒng)是非常必要的，在高校老校區(qū)節(jié)能工作中具有一定的實用價值。

1 總體設計結(jié)構

1.1 總體設計

系統(tǒng)采用4G無線數(shù)據(jù)傳輸技術將傳感器連接到網(wǎng)關、主機、互聯(lián)網(wǎng)服務器、移動終端等設備。改造了高校老校區(qū)中現(xiàn)有的校園能源調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)覆蓋了全校無線傳感器網(wǎng)絡范圍的能量自動監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)是由無線傳感器環(huán)境的測量節(jié)點、網(wǎng)關和互聯(lián)網(wǎng)（傳輸網(wǎng)絡）的服務器等組成，互聯(lián)網(wǎng)（傳輸網(wǎng)絡）的服務器是由互聯(lián)網(wǎng)終端用戶提供（在計算機和移動應用程序上）組成，如圖1所示。

1.2功能特點

無線傳感器節(jié)點主要由各種傳感器控制節(jié)點和網(wǎng)絡服務器組成，努力實現(xiàn)電力消耗、水資源利用、小環(huán)境等相關參數(shù)（如室內(nèi)溫度、光強等）的采集和網(wǎng)絡傳輸。通過無線傳感器技術，數(shù)據(jù)能夠通過網(wǎng)關實時傳輸信息到云平臺中，把這些數(shù)據(jù)按照地址儲存在服務器的數(shù)據(jù)庫上，控制指令經(jīng)轉(zhuǎn)換完成后自動發(fā)送給云平臺，云平臺對發(fā)送存儲過來信息的數(shù)據(jù)進行分組后，再發(fā)送給相應網(wǎng)絡節(jié)點，以達到減少了無線傳感器網(wǎng)絡上的采集數(shù)據(jù)分組傳輸流量。服務器用于接收和存儲網(wǎng)絡傳感器設備上收集的環(huán)境信息數(shù)據(jù)、生活環(huán)境中多種因素的閾值、環(huán)境中控制設備的開關量。這些信息可以由專用軟件來處理，供高校后勤供應日常管理部門使用和管理。

本系統(tǒng)具備以下基本功能：

（1）基于無線傳感器技術和網(wǎng)絡技術的高校能耗實時監(jiān)測系統(tǒng)，以無線傳感網(wǎng)、云平臺等先進技術將高校老校區(qū)的能耗數(shù)據(jù)安全上傳至高校后勤管理平臺，顯著提高了高校老校區(qū)能源儲備數(shù)據(jù)的精確度和及時處理能力，使綜合能耗數(shù)據(jù)和各類處理信息得以共享。

（2）通過自動化管理減少能源消耗。根據(jù)部分學生宿舍、職工宿舍、實驗室和基礎教學樓能耗的突出特點，完成學校電力消耗數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計，以及生成水電統(tǒng)計分析報告。

（3）及時預警報警保證用能安全。根據(jù)學生宿舍、教師宿舍、實驗室和教學建筑的能量消耗特征，制定合理的策略，可以及時發(fā)出預警和報警，在特殊情況下自動切斷電力：根據(jù)各個地區(qū)的能量消耗特征以及不同季節(jié)的教學建筑，工作日和非工作日實際情況下做出正確的決策。根據(jù)不同地區(qū)的能量消耗特征，對不同季節(jié)、工作日和非工作日的教學樓進行了節(jié)能改造，詳細統(tǒng)計分析相關能耗數(shù)據(jù)，當能量消耗超過標準數(shù)值或無法正常使用時，及時報警，并將信息發(fā)送給相關人員。

對大型設備進行大規(guī)模地監(jiān)控和預警分析，如學校建筑、水泵和空調(diào)裝置等大型設備，確保關鍵監(jiān)控設備的正常運行

2 功能模塊設計

2.1傳感器節(jié)點

傳感器測試節(jié)點由無線通信設備、內(nèi)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(fā)器模塊。傳感器包括照明、風扇、空調(diào)、流量監(jiān)控、人員監(jiān)控等傳感器，每個傳感器網(wǎng)絡節(jié)點都有數(shù)據(jù)采集模式和相關設備控制的基本功能。

基本功能如下：

（1）數(shù)據(jù)采集功能。自動采集高校老校區(qū)消耗電能、水能、環(huán)境參數(shù)（如溫度、光照度等）數(shù)據(jù)，在組合數(shù)據(jù)之后，通過串行端口發(fā)送到射頻無線收發(fā)器模塊，然后被網(wǎng)絡發(fā)送到有關網(wǎng)關。

（2）控制相關設備的功能。當傳感器的某些節(jié)點檢測到的室內(nèi)溫度、相對濕度，當照明和其他環(huán)境條件達到閾值時，通過射頻收發(fā)器模塊將相應的控制命令發(fā)送到本地環(huán)境相關參數(shù)控制設備，例如自動和智能地關閉或重新打開控制的設備，增加或減少電扇的速度調(diào)整室內(nèi)溫度等，為了實現(xiàn)各種設備的智能化和控制，引入無線網(wǎng)絡技術。智能應用電源開關通過無線局域網(wǎng)的各種信號在網(wǎng)絡服務器上獲取控制命令，通過控制電路來控制照明電源插頭的接通和斷開。

2.1.1 照明傳感器的設計

（1）照明傳感器采用人射發(fā)光波長，一般為約520nm波長的光電耦合集成照明傳感器，內(nèi)置的雙敏感元件接收器具有高可見光響應范圍，輸出照明電流能與照明器線性變化。當室外環(huán)境光線照明較強勁時，關閉所有照明供電設備內(nèi)的所有電源回路以幫助實現(xiàn)電源節(jié)能化管理。當外部光線照明為偏暗色時，照明控制電路可以自動連接。

（2）故障傳感器。照明及控制自動化設備上采用的各種故障傳感器通常主要由故障電壓傳感器、電流傳感器和控制照明自動化設備門端電路的與門、與非門電路等組成。當故障電壓傳感器和電流傳感器發(fā)送電流信號到與門柵極上時，與門之間就形成正常的電流，發(fā)送正常運行的信號。如果只有一個標準的電壓信號但還沒有產(chǎn)生標準的電流信號，則與門將發(fā)送故障信號。

2.1.2 空調(diào)內(nèi)置傳感器

（1）溫度傳感器

空調(diào)機組是我國一種比較常用的生活用電溫度控制設備，在節(jié)能管理方面充當主色。空調(diào)高效節(jié)能溫度傳感器系統(tǒng)由一個低溫閉式傳感器和一個帶有高溫閉式的溫度開關并聯(lián)所組成，當室內(nèi)環(huán)境溫度低于10°C時，微處理器會控制該低溫開關自動閉合；當室外環(huán)境溫度高于25C時，微處理器可以控制高溫開關自動閉合：但如果戶外環(huán)境溫度維持在10~25°C，微處理器控制2個開關斷開 。

（2）空調(diào)故障傳感器

空調(diào)故障傳感器一般由工作電壓測量傳感器，壓縮機壓力測量傳感器和非柵極電路組成。工作電壓測量傳感器檢測空調(diào)的工作狀態(tài)。壓縮機壓力測量傳感器用于確定空調(diào)是否處于正常操作狀態(tài)。如果是空調(diào)系統(tǒng)脫機非正常運行，壓縮機系統(tǒng)無法正常的運行或壓縮機空轉(zhuǎn)運行時，壓縮機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子兩端之間沒有形成壓力容差。因此，壓力傳感器系統(tǒng)需要同時檢測到高壓管之間和驅(qū)動壓縮機轉(zhuǎn)動的2個低壓管頭之間發(fā)生的瞬間壓力級差。

差壓傳感器是用于實時測量壓縮機系統(tǒng)的高壓管和中低壓管這2個管道壓力分布之間的微小差異，并通過數(shù)據(jù)處理發(fā)出警報信號，使得工作人員可以及時收到報警信號。整個傳感器系統(tǒng)元件精確度高，數(shù)據(jù)采集準確，根本上解決了高校建立綠色節(jié)能數(shù)字化校園管理的共性技術問題，并同時解決了傳統(tǒng)高校能源計量管理中效率低的諸多關鍵瓶頸問題。工作原理則是由于測量儀表的輸人壓力差直接疊加在壓力傳感器內(nèi)的隔膜片上，導致傳感器隔膜內(nèi)部產(chǎn)生一種與輸出壓力差大小成反比例值的微觀位移，從而間接使壓力傳感器中的電容值改變。電子電路元件用于準確檢測出該數(shù)值變化，并快速轉(zhuǎn)換信號直接輸出到與測量壓力變化相對應 數(shù)值的標準電壓的測量控制信號。

為了能防止故障誤回報，故障傳感器通常需要事先用數(shù)字萬用表來測量芯片處于工作狀態(tài)端處的相對電位，確認其是否已存在低工作電壓。故障傳感器的基本工作原理是，如果需要讓空調(diào)系統(tǒng)改變室內(nèi)環(huán)境溫度，則利用溫度開關可以控制整個空調(diào)裝置的工作運行和狀態(tài)，并且使差壓傳感器系統(tǒng)也由此獲得穩(wěn)定了的工作電源。如果傳感器存在差壓，則非門輸出壓力低，傳感器一般不會發(fā)生報警。如果在壓縮機回路中還沒有建立一個足夠高的壓力位差，則非門輸出高壓力電位，故障傳感器警報。

2.1.3 人員監(jiān)控傳感器

人員監(jiān)控傳感器一般的都采用紅外傳感器，其基本探測功能是在一個沒有人員可以進人的地方時，該地點內(nèi)的探測器主電源開關將斷開；當有人員可進入探測器時，主電源開關會閉合。

2.2 無線網(wǎng)絡節(jié)點和云平臺管理系統(tǒng)

無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點和云平臺管理系統(tǒng)同時也是介于無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點和高速以太網(wǎng)系統(tǒng)之間連接的無邊界設備，其在本套系統(tǒng)架構中始終扮演著一個重要的橋梁作用。無線網(wǎng)絡節(jié)點主要由網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器、核心處理器模塊、無線射頻能量控制模塊、內(nèi)部存儲模塊和電源插頭模塊組成。無線傳感器控制的節(jié)點設備和網(wǎng)絡服務器全部通電啟動后，自動建立無線傳感器和網(wǎng)絡。核心處理器模塊接收到數(shù)據(jù)后，利用串口對無線傳感器和網(wǎng)絡進行監(jiān)控，并在應答器數(shù)據(jù)允許的情況下觸發(fā)相應的串口終止事件。

核心處理器模塊的第一步是將協(xié)調(diào)器發(fā)送的消息數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡和云平臺傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲模塊，再通過無線路由模塊端口將集成數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_服務器，再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_服務器中。專用軟件使用設置的閾值處理能耗數(shù)據(jù)，并將消息直接發(fā)送到相應的命令。網(wǎng)關接收到命令數(shù)據(jù)后，首先對綜合數(shù)據(jù)包進行分析和處理，然后執(zhí)行控制指令，將綜合控制執(zhí)行命令信息發(fā)送給相應的多個傳感器和控制設備節(jié)點，控制節(jié)點上各類設備的運行狀態(tài)。

2.3 手機APP

軟件開發(fā)完成了一套具有與云平臺服務器系統(tǒng)基本使用功能相同的移動端應用系統(tǒng)專業(yè)軟件。手機移動端應用程序具有與云平臺服務器系統(tǒng)相同的一些基本網(wǎng)絡功能。可以在實時平臺上查看老校區(qū)的能耗信息，隨時隨地控制相應控制設備的工作。其移動性將通過智能的能耗監(jiān)測為高校老校區(qū)能耗監(jiān)控帶來很大的便利。

3 服務器管理軟件

目前，*流行的Windows平臺被應用到語言工作室的研發(fā)中。開發(fā)了一種基于無線傳感器技術和網(wǎng)絡技術的高校能量消耗實時監(jiān)測系統(tǒng)。整體軟件結(jié)構有4種類型和4層*佳方案：現(xiàn)場多終端數(shù)據(jù)采集人層、系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)平臺、業(yè)務應用層、基礎平臺層、應用層，各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(yè)服務。本系統(tǒng)符合國家相關核心技術開發(fā)的兩大標準，并具備真實身份機構認證、綜合數(shù)據(jù)加密算法、數(shù)據(jù)庫備份、病毒感染預防等安全綜合保障體系建設。

4 方案的合理性

4.1 資源利用率和市場預測

我國的大部分高校老校區(qū)能源消耗管理部門，對電力、水、燃氣等能源消耗管理，缺直接和有效的手段，并無法獲得關鍵點的實際能耗信息，不能進一步提出節(jié)能計劃。有效地減少能耗，基于無線傳感器網(wǎng)絡能源消耗監(jiān)測系統(tǒng)通過舊校區(qū)的建設，實時監(jiān)測能源消耗數(shù)據(jù)，優(yōu)化節(jié)能工作，適合大多數(shù)高校，也可以促進企業(yè)、居民社區(qū)為節(jié)能工作，具有良好的市場前景。

4.2 技術合理性

目前，隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術，傳感器技術應用和網(wǎng)絡計算機技術等的持續(xù)快速健康發(fā)展，通過互聯(lián)網(wǎng)添加各種硬件處理設備技術和網(wǎng)絡傳感器技術，監(jiān)控設備數(shù)據(jù)就可以快速通過移動互聯(lián)網(wǎng)直接上傳到服務器。能源及消耗計量管理的部門工作人員可以隨時通過寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接訪問的任何計算機電腦或手機，登錄能源和消耗管理網(wǎng)站，通過計算機監(jiān)控查詢系統(tǒng)還可以隨時查詢運行數(shù)據(jù)信息并準確分析實際能量消耗。

5 高校綜合能效解決方案

5.1校園電力監(jiān)控與運維

集成設備所有數(shù)據(jù)，綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運行，集中調(diào)控，集中監(jiān)控，數(shù)字化巡檢，移動運維，班組重新優(yōu)化整合，減少人力配置。

5.2后勤計費管理

采用先進的網(wǎng)絡抄表付費管理技術，實現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計費，實現(xiàn)遠程抄表、費率設置、賬單統(tǒng)計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設置補貼方案。通過能源付費管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識。

5.2.1宿舍用電管理

針對學生宿舍用電進行管理控制：可批量下發(fā)基礎用電額度和定時通斷功能；

可進行惡性負載識別，檢測違規(guī)電氣，并可獲取違規(guī)用電跳閘記錄。

5.2.2商鋪水電收費

針對校園超市、商鋪、食堂及其他針對個體的水電用能進行預付費管理

5.2.3充電樁管理平臺

充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲、充"信息能源結(jié)構中是必*。充電樁應用管理同樣是校園生活服務中必*一部分。

5.2.4智能照明管理

通過對高校路燈的全局監(jiān)測，提供對路燈靈活智能的管理，實現(xiàn)校園內(nèi)任一線路，任一個路燈的定時 開關、強制開關、亮度調(diào)節(jié)，以及定時控制方案靈活設置，確保路燈照明的智能控制和高效節(jié)能。

5.3能源管理系統(tǒng)

針對校園水、電、氣等各類接入能源進行統(tǒng)計分析，包含同比分析、環(huán)比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。

按校園建筑的分類進行采集和統(tǒng)計的各類建筑耗電數(shù)據(jù)。如辦公類建筑耗電、教學類建筑耗電、學生宿舍耗電等，對數(shù)據(jù)分門別類的分析，提供領導決策，提高管理效能。

構建符合校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容及要求的數(shù)據(jù)庫，能自動完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作，自動生成各種形式的報表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計報告，能夠監(jiān)測能耗設備的運行狀態(tài)，設置控制策略，達到節(jié)能目的。

5.4智慧消防系統(tǒng)

智慧消防云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監(jiān)控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網(wǎng)絡，并對這些設備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學預警火災、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nèi)，相關報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。

6.平臺部署硬件選型

6.1電力監(jiān)控與運維平臺

應用場合

型號

功能

變電所運維云平臺

AcrelCloud-1000

AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動通訊等技術開發(fā)的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監(jiān)測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現(xiàn)場設備或環(huán)境視頻場景等需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個中心，集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

智能網(wǎng)關

Anet系列

8個RS485串口 2kV隔離，2個以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上傳協(xié)議、支持多中心不同數(shù)據(jù)服務要求，支持斷點續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。

ANet-2E4SM

4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊，485擴展模塊,可擴展16路。

10KV進/饋線

AM6-L

相間電流速斷保護，相間電流速斷保護（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護，反時限相間過流保護（可帶低壓閉鎖），零序反時限過流保護，過負荷保護，控制回路異常告警。

10/0.4KV變壓器

AML-S

分合閘位置、手車工作/試驗位置、接地刀閘位置、硬接 點信號(保護跳閘、裝置告警、控制回路斷線、裝置異常、未儲能、事故總等)、報文(過流、過負荷、超溫報警、過溫報警、裝置告警、PT 斷線、CT 斷線、對時異常等) 、遙控 開關、故障波形分析(故障錄波、故障波形、故障記錄、跳閘、故障電流電壓)等。

35kV/100kV/6kV

間隔智能操控、

35kV/10kV/

6kV傳感器

ASD500

一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動溫濕度控制及顯示（標配一路強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應、柜內(nèi)照明控制、RS485接口、高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫。

35kV/10kV/

6kV傳感器

合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5A，測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；無線傳輸距離空曠150米；

35kV/10kV/6kV

間隔電參量測量

APM810

三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及需量；電流、電壓不平衡度；負載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO

RS485/Modbus；LCD顯示；

變壓器接頭測溫低壓進出線柜接頭測溫

ARTM-Pn

可至多配套60個ATE400測溫傳感器，無線溫度傳感器 ATE400 適用于手車式動觸頭，電纜與母排搭接處，隔離刀閘搭接處等電氣搭接點的溫度測量，采用捆綁式安裝。可使用ATC-400無線測溫接收器接收數(shù)據(jù)。該終端可單獨安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內(nèi)。

中低壓回路

WHD72-11

WHD溫濕度控制器產(chǎn)品主要用于中高壓開關 柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等設備內(nèi)部溫度和 濕度調(diào)節(jié)控制。工作電源：AC/DC 85～265V 工作溫度：-40.0℃～99.9℃ 工作濕度：0RH～99RH

ADW300

三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能 、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次） ；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級（改造項目推薦）

DTSD1352

三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統(tǒng)計，總正反向無功電能統(tǒng)計；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級

6.2后勤計費管理

6.2.1宿舍/商業(yè)預付費平臺

應用場景

型號

保護功能

預付費云平臺

AcrelCloud-3200

系統(tǒng)為B/S架構，主要包括前端管理網(wǎng)站和后臺集抄服務，配合公司的預付費電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶計量箱ADF300L系列，實現(xiàn)電能計量和電費管理等功能。另外可以選配遠傳閥控水表組成水電一體預付費系統(tǒng)，達到先交費后用水的目的，剩余水量用完自動關閥。

智能數(shù)據(jù)采集

Anet系列

8個RS485串口 2kV隔離，2個以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上傳協(xié)議、支持多中心不同數(shù)據(jù)服務要求，支持斷點續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。

ANet-2E4SM

4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊，485擴展模塊,可擴展16路。

ABox5000

多路RS485接口，能對多種終端設備進行數(shù)據(jù)采集

支持網(wǎng)口通過ModbusTcp協(xié)議采集其它系統(tǒng)或設備轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)提供6路DC12/24V電壓輸出接口支持4級遙測越限告警，遙信變位告警功能支持斷點續(xù)傳功能，實時檢測，防止數(shù)據(jù)丟失

計量及預付費儀表

DDSY1352-Z

·全電參量測量：U、1、P、Q、S、PF

·預付費功能：可設置欠費蔬閘功能，除欠用電功能

·惡性負數(shù)識別，作息時間

·RS-485通訊接口，MODBUS或DL／T645規(guī)約

·具有CPA證書

DTSY1352-Z

.全電參量測量：U、1、P、Q、S、PF

·不平衡度、2-31次請波測量

.數(shù)據(jù)凍結(jié)功能

·高精度0.5S級電能計量

·預付費功能

·惡性負載識別，作息時間管理

·RS-485通訊接口，MODBUS或DL／T645規(guī)約

·具有CPA證書

ADW300

支持多種通訊方式：支持RS-485，NB-loT、LoRa、WIFI及4G通訊

支持多種規(guī)格外置開口式互感器，方便改造項目接線

支持多路DUDO、溫度、漏電監(jiān)測

·具有電能質(zhì)量分析和需量統(tǒng)計功能

·具有CPA證書

DDSY1352-xDM

一進多出，可實現(xiàn)宿舍照明，插座、空調(diào)，衛(wèi)生間等用電分路計量和控制

·諧波1％（2-42），2％（43-63）

·全電參量測量：U、1、P、Q、S、PF

ABox5000數(shù)據(jù)融合終端

·預付費功能：基礎用電下發(fā)

·支持網(wǎng)口通過ModbusTcp協(xié)議采集其它系統(tǒng)或設備轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)

多路RS485撞口，能對多種終瑞設備進行數(shù)據(jù)采集

·惡性負載識別：阻性負載識別、相位插座識別、夜間小功率載跳閘記錄

·提供6路DC12／24V電壓輸出接口

·作息時間管理

ADF400系列

支持12路三相或36路單相組合計量，可單三相混用，直接接入與互感器接入混用：

全電參量測量：U、1、P、Q、S、PF

·高精度0.5S級電能計量

·預付費功能

·惡性負載識別，作息時間管理

LXSY系列

·預付費功能∶∶先買水后用水，欠費

關闖

遠傳功能支持總線通訊和物聯(lián)網(wǎng)

通訊

雙顯功能電子顯示和機械字輪顯

示

閥門自動維護、IP68防防護ENC測試達到國家標準、克服環(huán)境

電磁干擾影響，穩(wěn)定性強

中壓產(chǎn)品

AM系列綜合保護裝置

·具有級強的數(shù)據(jù)處理，邏輯造算和信息存儲能力，可為35kY及以下電壓等級的進線，饋線、變壓器，高壓電動機，高壓電容器等對象提供過負荷、低電壓、過電壓、熱過載、非電量等保護功能，防止事故擴大，降低高價值設備損壞的風險。

APView500

相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓／電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動／閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發(fā)及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內(nèi)存32G,16D0+22D1,通訊

2RS485+1RS232+1GPS,3以太網(wǎng)接口（＋1維護網(wǎng)口）＋1USB接口，支持U盤讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。

智能儀表及用電監(jiān)控裝置

APM系列

全電量測量，四象限電能，復費率電能，儀表內(nèi)部溫度測量，總有功、總無功、總視在電能脈沖輸出、秒脈沖等可選。三相電流、有功功率、無功功率、視在功率實時需量(包含時間戳)。電流、線電壓、相電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、電流總諧波、電壓總諧波的本月值和上月值(包含時間戳)。中文顯示，有功電能0.2s級。通訊方式：RS485，Prifibus-DP、以太網(wǎng)

AEM系列

三相電力參數(shù)測量、電壓和電流的相角、四象限電能計量、復費率、需量、歷史電能統(tǒng)計、開關量事件記錄、歷史值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開關量、報警輸出

通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 協(xié)議

ARCM系列

ARCM系列電氣火災探測器可對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理，集成度高，體積小巧，安裝方便，防范因泄漏電流而導致的電氣火災.

6.2.2充電樁管理平臺

應用場景

型號

保護功能

充電樁管理平臺

AcrelCloud-9000

采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預警、設備管理等服務，平臺可以廣泛應用于多種領域。

新能源汽車充電樁

AEV-AC007D-LCD

輸入輸出電壓：AC 220V

1個充電接口，充電線長5米；輸出功率7km；掃碼、刷卡支付：標

配無線通訊：4G、WIFI、藍牙三選一（下單備注規(guī)格，無備注默認 4G

通訊）。

AEV-DC060S

直流60kw雙槍一體充電機

AEV-DC120S

直流120kw雙槍一體充電機

智能電動車充電樁

ACX10A系列

10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。

ACX10A-TYHN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電

ACX10A-TYN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，免費充電

ACX10A-YHW：防護等級IP65，支持刷卡，掃碼，免費充電

ACX10A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電

ACX10A-YW：防護等級IP65，支持刷卡、免費充電

ACX10A-MW：防護等級IP65，僅支持免費充電

ACX2A系列

2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。

ACX2A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡、掃碼充電

ACX2A-HN：防護等級IP21，支持掃碼充電

ACX2A-YN：防護等級IP21，支持刷卡充電

6.2.3智能照明管理

應用場景

型號

功能

普通照明

配電箱

ASL220-S

系列

1、ALIBUS總線擴展模塊，通信鏈路供電。

2、功耗：≤5VA

3、4路16A磁保持繼電器輸出，輸出可通過按鈕手動控制，輸出狀態(tài)液晶屏顯示。

4、2路開關量輸入，可接入開關、報警、人體紅外感應器等信號。

5、外形尺寸:144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。

6、35mm標準導軌式安裝

按鍵面板

ASL220-F1/2

1聯(lián)兩鍵

1、ALIBUS總線場景面板，通信鏈路供電；

2、1聯(lián)2鍵輕觸按鍵，多彩背光指示，金、黑、灰可選；

3、每個按鍵支持長按、短按功能，均可實現(xiàn)開關、調(diào)光、場景控制；

4、外形尺寸:86mm(W)*86mm(H)*24mm(D)；

5、86底盒安裝

探測器

ASL220-PM/T

PIR+照度傳感器

1、ALIBUS總線傳感器，通信鏈路供電,功耗：20mA@24V；

2、特殊運算電路，可通過紅外感應探測到人體動作；

4、安裝方式：嵌入式；

5、外形尺寸：ф80mm*33mm；產(chǎn)品外露尺寸：ф80mm*2.5mm

備用照明

雙切箱

ASL210-S

系列

1、ALIBUS總線擴展模塊，通信鏈路供電。

2、功耗：≤3VA

3、4路16A磁保持繼電器輸出。

4、1路開關量輸入，可接入開關、報警、人體紅外感應器等信號，1路485通訊。

5、外形尺寸:108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。

6、消防聯(lián)動啟動一般照明（備用照明）。

7、35mm標準導軌式安裝

應用場景

型號

功能

普通照明

配電箱

ASL220-S

系列

1、ALIBUS總線擴展模塊，通信鏈路供電。

2、功耗：≤5VA

3、4路16A磁保持繼電器輸出，輸出可通過按鈕手動控制，輸出狀態(tài)液晶屏顯示。

4、2路開關量輸入，可接入開關、報警、人體紅外感應器等信號。

5、外形尺寸:144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。

6、35mm標準導軌式安裝

按鍵面板

ASL220-F1/2

1聯(lián)兩鍵

1、ALIBUS總線場景面板，通信鏈路供電；

2、1聯(lián)2鍵輕觸按鍵，多彩背光指示，金、黑、灰可選；

3、每個按鍵支持長按、短按功能，均可實現(xiàn)開關、調(diào)光、場景控制；

4、外形尺寸:86mm(W)*86mm(H)*24mm(D)；

5、86底盒安裝

探測器

ASL220-PM/T

PIR+照度傳感器

1、ALIBUS總線傳感器，通信鏈路供電,功耗：20mA@24V；

2、特殊運算電路，可通過紅外感應探測到人體動作；

4、安裝方式：嵌入式；

5、外形尺寸：ф80mm*33mm；產(chǎn)品外露尺寸：ф80mm*2.5mm

備用照明

雙切箱

ASL210-S

系列

1、ALIBUS總線擴展模塊，通信鏈路供電。

2、功耗：≤3VA

3、4路16A磁保持繼電器輸出。

4、1路開關量輸入，可接入開關、報警、人體紅外感應器等信號，1路485通訊。

5、外形尺寸:108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。

6、消防聯(lián)動啟動一般照明（備用照明）。

7、35mm標準導軌式安裝

IP網(wǎng)關

ASL200-485-IP

IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器（ALIBUS<-->TCP/IP）

1、1路ALIBUS通信總線接口。

2、1路RS485

3、1路以太網(wǎng)接口，以太網(wǎng)通訊

4、串口速率1200~115200bps可配置。串口支持標準MODBUS-RTU協(xié)議。

5、外形尺：96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D)。

6、35mm標準導軌式安裝

7、IP地址設置連接、ALIBUS系統(tǒng)組網(wǎng)擴容、ALIBUS通訊軟件連接

IP輔助電源

ASL200-P20

輔助電源

1、輸入電壓范圍：176-264VAC

2、輸出電壓及功率：24VDC/20W

3、電壓調(diào)整范圍：21.6~29V

4、工作溫度:-40~+70℃

5、外形尺寸：96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D)

6、35mm標準導軌式安裝

6.3能源管理系統(tǒng)

應用場景

型號

保護功能

能耗管理云平臺

AcrelCloud-5000

采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預警、設備管理等服務，平臺可以廣泛應用于多種領域。

智能網(wǎng)關

Anet系列網(wǎng)管

采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。

高壓重要回路或低壓進線柜

APM810

具有全電量測量，電能統(tǒng)計，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設計，當客戶需要增加開關量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時，只需在背部插入對應模塊即可。

APM520

三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，需量，支持付費率，越限報警，SOE,4-20mA輸出。

低壓聯(lián)絡柜、

出線柜

AEM96

三相多功能電能表，均集成三相電力參數(shù)測量及電能計量及考核管理，提供上 24 時、上 31 日以及上 12 月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng) 計。具有 63 次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)“遙信" 和“遙控"功能，并具備報警輸出，可廣泛應用于多種控制系統(tǒng)，SCADA 系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。

動力柜

ACR120EL

測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。

DTSD1352

DIN35mm導軌式安裝結(jié)構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

AEW100

三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。

6.4智慧消防系統(tǒng)

6.4.1電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

應用場景

型號

功能

各變電所、各動力箱

0.4KV出線

ARCM200

系列

用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)中的剩余電流、溫度等電氣參數(shù)，從而預防電氣火災的發(fā)生。

區(qū)域

變電所

區(qū)域分機

Acrel-6000/B3

接收電氣火災監(jiān)控探測器信號，實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制與管理，采用485通訊

主變點所

監(jiān)控中心

控制主機

Acrel-6000/B

接收電氣火災監(jiān)控探測器信號和各區(qū)域分機數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制與管理，可采用485通訊。

配套附件

0.4kV電流

互感器

AKH-0.66

測量型互感器，采集交流電流信號。

6.4.2消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)

應用場景

型號

功能

消防設備電源電壓監(jiān)控

AFPM3-2AVM

監(jiān)測兩路三相交流電壓，二總線通訊。

區(qū)域

變電所

區(qū)域分機

AFPM100/B3

接收消防設備電源監(jiān)控探測器信號，實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制與管理，可采用二總線通訊。

主變點所

監(jiān)控中心

控制主機

AFPM100/B1

接收消防設備電源監(jiān)控探測器信號和各區(qū)域分機數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制與管理，可采用二總線通訊。

6.4.3防火門監(jiān)控系統(tǒng)

應用場景

型號

功能

配電室、綜合樓

常開防火門

AFRD-CK(YT)-65

AFRD-CK(YT)-85

AFRD-CK(YT)-120

監(jiān)測常開防火門的開閉狀態(tài)。

常閉防火門

單扇：AFRD-CB1(YT)

雙扇：AFRD-CB2(YT)

監(jiān)測常閉防火門的開閉狀態(tài)。

地下箱體防爆車間

常開/常閉

防火門

AFRD-MC

監(jiān)測常開、常閉防火門的開閉狀態(tài)。

監(jiān)測模塊

AFRD-CK/CB

接收AFRD-MC的狀態(tài)信息同步傳輸至防火門監(jiān)控主機。

區(qū)域

變電所

區(qū)域分機

AFRD100/B 3

接收防火門監(jiān)控模塊和防火門一體式探測器的信號，實現(xiàn)對防火門開閉狀態(tài)的報警、監(jiān)視、控制與管理，采用二總線通訊。

主變點所

監(jiān)控中心

控制主機

AFRD100/B

接收防火門監(jiān)控模塊和防火門一體式探測器的信號以及各區(qū)域分機的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對防火門開閉狀態(tài)的報警、監(jiān)視、控制與管理，采用二總線通訊。

6.4.4消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)

應用場景

型號

功能

配電室、綜合樓

常開防火門

AFRD-CK(YT)-65

AFRD-CK(YT)-85

AFRD-CK(YT)-120

監(jiān)測常開防火門的開閉狀態(tài)。

常閉防火門

單扇：AFRD-CB1(YT)

雙扇：AFRD-CB2(YT)

監(jiān)測常閉防火門的開閉狀態(tài)。

地下箱體防爆車間

常開/常閉

防火門

AFRD-MC

監(jiān)測常開、常閉防火門的開閉狀態(tài)。

監(jiān)測模塊

AFRD-CK/CB

接收AFRD-MC的狀態(tài)信息同步傳輸至防火門監(jiān)控主機。

區(qū)域

變電所

區(qū)域分機

AFRD100/B3

接收防火門監(jiān)控模塊和防火門一體式探測器的信號，實現(xiàn)對防火門開閉狀態(tài)的報警、監(jiān)視、控制與管理，采用二總線通訊。

主變點所

監(jiān)控中心

控制主機

AFRD100/B

接收防火門監(jiān)控模塊和防火門一體式探測器的信號以及各區(qū)域分機的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對防火門開閉狀態(tài)的報警、監(jiān)視、控制與管理，采用二總線通訊。

7 結(jié)束語

基于無線傳感器網(wǎng)絡能耗監(jiān)測系統(tǒng)在網(wǎng)絡中使用先進的無線傳感器，并實時監(jiān)控數(shù)據(jù)。通過互聯(lián)網(wǎng)上傳到服務器，高校能源監(jiān)管部門可以通過任何接人方式登錄能耗監(jiān)測系統(tǒng)，進行能耗數(shù)據(jù)查詢，能源消耗分析和其他操作，并實現(xiàn)能耗監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用總線技術，設備可以共享，成本低，并且在建設中對現(xiàn)有建筑破壞程度小，施工強度低、布線較少，維修量小。

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

【參考文獻】

【1】 夏文才，王展展，高浩 等，基于節(jié)能減排措施下的建筑建造能耗分析[J].山西建筑,2018,11(33）：167-168.

【2】 楊旭．綠色校園能源利用實踐[J].墻材革新與建筑節(jié)能,2018.11(45):57-59.

【3】 郭文會.基于無線傳感器網(wǎng)絡能耗監(jiān)測系統(tǒng)在高校老校區(qū)建設的研究[J].蘭州信息科技學院 2022版.

【4】 安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.

【5】 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.