CN106254428A - 基于云计算的全移动化监管控*** - Google Patents

基于云计算的全移动化监管控*** Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于云计算的全移动化监管控***，包括：执行监测装置采集每个监管控对象的工作数据，向监管控对象发送控制指令，以控制其执行相应动作；数据采集装置采集来自执行监测装置的监管控对象的工作数据；协议及数据格式转换装置对监管控对象的工作数据进行协议和数据格式的转换；云平台对工作数据和所属的监管控对象进行存储，并将工作数据提供监管控装置；监管控装置根据监管控对象和工作数据进行设备及***监控、能源管理和维保管理，其中，监管控装置安装于移动设备上。本发明实现监、管、控数据相互有制约、报警、控制、指导启停等作用，实现通过用户移动设备进行实时监控、维护保养管理、能源管理工作。

Description

基于云计算的全移动化监管控***
技术领域
本发明涉及云计算及设备运维技术领域，特别涉及一种基于云计算的全移动化监管控***。
背景技术
目前国内关于建筑设备监控、建筑能源管理监测、建筑设备设施管理的建设处于快速发展的阶段，同时越来越多的建设方看到了集中管理的优势，信息化的监测平台、管理软件层出不穷，然而同质化现象严重，技术水平及实施水平较低。并且我国目前的建筑设备管控***更多偏向于单体建筑独立的管控***。
随着云计算、移动互联网技术的发展，有部分企业及研究人员将目光转向云计算在建筑设备监管控领域的应用。在云计算应用方面，目前国内主要集中在IaaS阶段，也就是硬件虚拟化阶段，而国外先进的云计算普遍处于PaaS和SaaS应用阶段，即通过云计算产生服务价值的阶段。而在移动化方面，有学者设计了基于Android***的建筑电气监控***，对实际应用有一定参考价值。建筑设备监、管、控涉及多个技术领域和专业跨度，从专业角度说，这跨暖通空调、给排水、电梯、视频监控、电气、计算机等专业，从应用技术上说，涉及到本地或远程自动监测、控制以及设备设施管理。若结合云计算及移动化应用则更是增加了技术难度，因此该领域的前景虽然很好，但仍处于初期起步阶段，各企业及研究人员结合各自专长的细分领域，却没有人实现监测、控制、管理融合的云计算平台，亦没能够实现全移动化。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种基于云计算的全移动化监管控***，实现监、管、控数据相互有制约、报警、控制、指导启停等作用，实现通过用户移动设备进行实时监控、维护保养管理、能源管理工作。
为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提供基于云计算的全移动化监管控***，包括：执行监测装置，所述执行监测装置与多个监管控对象相连，用于采集每个所述监管控对象的工作数据，以及向所述监管控对象发送控制指令，以控制其执行相应动作；
数据采集装置，所述数据采集装置与所述执行监测装置相连，用于采集来自所述执行监测装置的监管控对象的工作数据；
协议及数据格式转换装置，所述协议及数据格式转换装置与所述数据采集装置相连，用于对所述监管控对象的工作数据进行协议和数据格式的转换，以符合后续通讯过程的标准；
通讯装置，所述通讯装置与所述协议及数据格式转换装置相连，用于接收经过协议和数据格式转换的工作数据，并转发至云平台；
所述云平台用于接收并分析工作数据，对所述工作数据和所属的监管控对象进行存储，并将所述工作数据提供所述监管控装置；
所述监管控装置与所述云平台进行通信，获取所述工作数据，并根据所述监管控对象和工作数据进行设备及***监控、能源管理和维保管理，其中，所述监管控装置安装于移动设备上，所述监管控装置包括：
维保管理模块，用于建立维保项目并对维保项目配置项目数据，根据来自所述云平台的监管控对象和工作数据对维保项目的项目数据进行更新管理，并向所述云平台发送保养工作中设备的启停指令；
能源管理模块，用于对来自所述云平台的工作数据中的能源数据和所述维保管理模块的项目数据进行能耗统计和计量计费，并进行能耗指标分析，根据分析结果进行能耗预警和能效评价，生成用能指导数据，发送至所述云平台；
设备及***监控模块，用于配置多个监管控对象的设备的监测参数和控制参数，以及对设备的运行数据的实时监测、运行画面的瞬时监测，并对各个设备的报警数据进行实时监测，并接收来自维保管理模块和能源管理模块的启停指令，转发至所述云平台，由所述云平台转发至所述执行监测装置，由所述执行监测装置控制对应的监管控对象的设备的启停动作。
进一步，所述执行监测装置包括监测单元和执行单元，其中，
所述监测单元用于采集监管控对象的工作数据，并进一步发送至数据采集装置；
所述执行单元用于根据来自云平台的控制指令，控制所述监管控对象执行相应的动作，以对所述监管控对象的工作状态进行调整。
进一步，所述监测单元包括：传感设备、控制器和自带通讯接口的仪表。
进一步，所述通讯装置采用http协议和socket协议与所述云平台进行通信。
进一步，所述云平台与所述监管控装置进行通信，包括：
所述监管控装置接收用户的配置请求，向所述云平台配置和录入设备及***监控模块、所述能源管理模块和所述维保管理模块的项目数据，由所述云平台对所述项目数据进行管理；
所述监管控装置接收用户的查询请求、维保工作请求、监控工作请求和/或能源管理工作请求，查询所述云平台的设备及***监控模块、所述能源管理模块和所述维保管理模块的项目数据，并通过可视化展示方式呈现给用户查看。
进一步，所述云平台还用于对所述设备及***监控模块、所述能源管理模块和所述维保管理模块的项目数据，利用大数据分析工具进行分析，并将数据分析结果以增值服务形式提供至监管控装置，以与所述用户进行交互。
进一步，所述监管控装置在所述移动设备上以Web在线和/或APP应用形式，向所述用户展现。
进一步，所述维保管理模块还用于接收所述云平台的需要报修的报警数据，并将所述报警数据发送至相应负责人的终端设备以通知其执行任务，并接收所述相应负责人的终端设备返回的任务执行数据，将所述任务执行数据实时反馈至所述云平台。
进一步，所述能源管理模块还用于根据能耗消耗情况与当时的实际监测的负荷率对比，当能耗超过实际负荷所需能耗的预设范围时，向对应的监管控对象的设备发出停止命令，通过所述云平台转发至所述监测执行装置，由所述监测执行装置控制相应的设备停止。
进一步，所述设备及***监控模块还用于接收用户的手动操作命令，对设备参数进行设定，并发送至所述云平台，过所述云平台转发至所述监测执行装置，由所述监测执行装置控制设备执行相应的动作。
根据本发明实施例的基于云计算的全移动化监管控***，利用云计算平台技术解决监控、管理、能源监测这三套***的融合问题，实现监、管、控数据相互有制约、报警、控制、指导启停等作用，实现通过用户移动设备进行实时监控、维护保养管理、能源管理工作。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的基于云计算的全移动化监管控***的结构框图；
图2为根据本发明实施例的维保管理模块的工作示意图；
图3为根据本发明实施例的能源管理模块的工作示意图；
图4为根据本发明实施例的设备及***监控模块的工作示意图；
图5为根据本发明实施例的云平台与用户的交互示意图。
附图标记：
1-配置后的能源管理模块的数据；2-配置后的设备及***监控模块的数据；
3-设备及***监控模块中配置的设备数据；4-保养工作数据中设备启停数据；
5-设备及***监控模块中报警监测数据；6-维保管理模块的项目数据；
7-能源管理模块中用能指导数据；
8-维保管理模块中配置的可被设备及***监控模块调用的设备数据。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例的基于云计算的全移动化监管控***，实现设备运行维护的监控、管理、能源监测***一体化设计，并且实现相互间的数据交互和数据的指导和数据驱动控制的目标，能够将设备监测、控制、维保管理、能源管理融合到云平台，实现监、管、控数据相互有制约、报警、控制、指导启停等作用，并采用移动应用的方式提供服务。本发明可以实现。
如图1所示，本发明实施例的基于云计算的全移动化监管控***，包括：执行监测装置100、数据采集装置200、协议及数据格式转换装置300、通讯装置400、云平台500和监管控装置600。
具体地，执行监测装置100与多个监管控对象相连，用于采集每个监管控对象的工作数据，以及向监管控对象发送控制指令，以控制其执行相应动作。即，通过执行监测装置100实行对多个监管控对象的数据传输和反馈控制。
在本发明的一个实施例中，执行监测装置100包括监测单元和执行单元。其中，监测单元用于采集监管控对象的工作数据，并进一步发送至数据采集装置200。
例如，监测单元可以包括：传感设备、控制器和自带通讯接口的仪表。上述监测单元通过数据采集装置200连接前置机。
监管控对象包括：智能仪表、成套设备、非标成套设备、单体设备、智能设备等。其中，智能仪表包括：智能电表、智能水表、能量表、智能巡检仪等设备。成套设备包括：冷冻机主机、锅炉、热泵主机等、非标成套设备包括：恒压供水装置、水处理器、定压补水装置等。单体设备包括：水泵、阀门、传感器等。智能设备包括：变频器、智慧阀等。智慧阀是指自带有通讯的、信号可接入监控***的阀门。
执行单元用于根据来自云平台500的控制指令，控制监管控对象执行相应的动作，以对监管控对象的工作状态进行调整。
数据采集装置200与执行监测装置100相连，用于采集来自执行监测装置100的监管控对象的工作数据。
多个不同协议格式的数据采集装置200通过物理接口与前置机连接。其中，物理接口的类型包括：RS485、RJ45、RS232、RS422等。
在前置机内内置有协议及数据格式转换装置300，实现将现场智能仪表或成套设备的运行数据上传至云平台500。
具体地，协议及数据格式转换装置300与数据采集装置200相连，用于对监管控对象的工作数据进行协议和数据格式的转换，以符合后续通讯过程的标准。
在本发明的一个实施例中，协议及数据格式转换装置300将工作数据转换为json格式数据。
通讯装置400与协议及数据格式转换装置300相连，用于接收经过协议和数据格式转换的工作数据，并转发至云平台500。
在本发明的一个实施例中，通讯装置400可以采用http协议和socket协议与云平台500进行通信。其中，http协议用于进行瞬时数据通讯，socket协议用于进行实时运行数据通讯。
云平台500用于接收并分析工作数据，对工作数据和所属的监管控对象进行存储，并将工作数据提供监管控装置600。需要说明的是，在云平台500上进行实施和开发时，需要综合考虑：分布式架构、负载均衡和大数据处理等问题。
在本发明的一个实施例中，监管控装置600在移动设备上以Web在线和/或APP应用形式，向用户展现。即，云平台500面向用户将通过Web端应用或APP的方式实现。其中，APP端可以为IOS操作***或Android操作***。
首先，需要说明的是，云平台500的用户分为管理员和非管理员，两者均可以通过Web端和APP端应用进行项目、维保、能源和监控的管理工作。
具体地，如图5所示，监管控装置600接收用户的配置请求，向云平台500配置和录入设备及***监控模块、能源管理模块和维保管理模块的项目数据，由云平台500对项目数据进行管理。上述项目数据的录入和配置均只能由管理员进行。管理员授权项目给非管理员后，非管理员可以在Web端和APP端应用层进行：查询项目、维保工作、监控工作和能源管理工作。
监管控装置600接收用户的查询请求、维保工作请求、监控工作请求和/或能源管理工作请求，查询云平台500的设备及***监控模块、能源管理模块和维保管理模块的项目数据，并通过可视化展示方式呈现给用户查看。
监管控装置600与云平台500进行通信，获取工作数据，并根据监管控对象和工作数据进行设备及***监控、能源管理和维保管理，包括：维保管理模块、能源管理模块和设备及***监控模块。
此外，用户通过Web和APP端应用层输入的数据和操作行为数据、管理数据都将在云平台500上长期保存。云平台500还用于提供用户信息维护、项目信息维护，同时基于大数据存储技术的基础上，对行为数据、管理数据、实时运行数据、报警数据及其他技术数据等进行存储。
具体来说，云平台500对设备及***监控模块、能源管理模块和维保管理模块的项目数据，利用大数据分析工具进行分析，并将数据分析结果以增值服务形式提供至监管控装置600，以与用户进行交互。
如图2所示，维保管理模块建立维保项目并对维保项目配置项目数据。其中，建立维保项目包括：项目新型、设备、资料、联系单位，维保项目作为云平台500中项目数据的一部分。
维保项目中的项目数据(设备数据)，包括：技术新型、保养规范、维保记录和备件配置需求等。
维保管理模块根据来自云平台500的监管控对象和工作数据对维保项目的项目数据进行更新管理，包括：保养工作、报修工作、在线任务、备件管理。其中，保养、报修和在线任务均属于设备维保记录的数据。
维保管理模块向云平台500发送保养工作中设备的启停指令。其中，保养工作中设备的停机时间数据4，发送到设备及***监控模块中设备的启停模块，通过设备及***监控模块发送启停指令给前置机，由前置机将该指令转换为反馈控制信号，发送至相应的设备控制器(例如，PLC、单片机或DDC类型的控制器)进行设备启停控制。
进一步，维保管理模块还用于接收云平台500的需要报修的报警数据5，桶云平台500的数据交互出发一条报修任务给该设备的负责人，实现将报警数据发送至相应负责人的终端设备以通知其执行任务，设备负责人接收到推送消息后执行任务，并将任务执行情况通过用户应用端发送给云平台500。即，由维保管理模块接收相应负责人的用户终端设备返回的任务执行数据，将任务执行数据实时反馈至云平台500。云平台500为用户维护工作过程的数据。
如图3所示，能源管理模块主要执行能源管理模块的配置和能源管理两部分。具体地，能源管理模块用于搭建相对完整的***分类、设备类型、以及设备和***的监测参数，通过Web端或APP端应用层与用户交互。用户在此应用上确定配置的具体参数，则表示完成一个完整的能源管理模块的配置。
能源管理模块对来自云平台500的工作数据中的能源数据和维保管理模块的项目数据进行能耗统计和计量计费。
具体地，由执行监测装置100将各类计量计费仪表的数据、各类能量、水量、电量等仪表的数据采集到前置机，通过前置机传输到云平台500。由云平台500相应建立计量计费数据库和能耗统计数据库，开发Web端和APP端应用，对接数据接口。
能源管理模块根据上述数据进行能耗指标分析。在本发明的一个实施例中，能耗分析可以包括：单独设备的能耗数据分析和***整体能耗数据分析。能源管理模块根据分析结果进行能耗预警和能效评价，生成用能指导数据，发送至云平台500。
在本发明的一个实施例中，能效评价可以根据《可再生能源建筑应用工程评价标准》GB/T50801-2013及《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014来执行，包括：单台设备总能耗Qj、***总能耗Qsys、单体设备制冷能效比EER、单台设备制热能效比COP、***制冷能效比EERsys、***制热能效比COPsys、节水率Rwr、非传统水资源利用率Ru、***费效比、负荷率。如果是太阳能***还包括:集热***的热量、总太阳辐照量等。
进一步，能源管理模块还用于根据能耗消耗情况与当时的实际监测的负荷率对比，当能耗超过实际负荷所需能耗的预设范围时，向对应的监管控对象的设备发出停止命令，通过云平台500、前置机转发至监测执行装置，由监测执行装置反馈给具体设备的控制器，控制相应的设备关停；启动设备则相反。
如图4所示，设备及***监控模块主要完成配置、数据监测、启停控制和参数设定几个功能。具体地，设备及***监控模块搭建相对完整的***分类、设备类型以及设备和***的监测参数。通过Web端和APP端应用层与用户交互，用户在此应用上确定配置的具体***则算完成一个完整的设备及***监控模块的配置。
设备及***监控模块配置多个监管控对象的设备的监测参数和控制参数，其数据来源包括维保管理模块中已经配置的数据8。与此同时，设备及***监控模块配置的设备数据也同样发送至维保管理模块存储。
设备及***监控模块对设备的运行数据的实时监测、运行画面的瞬时监测，并对各个设备的报警数据进行实时监测。
在本发明的一个实施例中，执行监测单元实时监测的运行数据和报警数据通过前置机以socket的通讯方式传输给云平台500，报警数据通过前置机以http的通讯方式传输给云平台500。
其中，云平台500中设定的报警数据：报警数据将传输至维保管理模块，自动发起对应设备的报修任务。
设备及***监控模块接收来自维保管理模块和能源管理模块的启停指令，转发至云平台500，由云平台500转发至执行监测装置100，由执行监测装置100控制对应的监管控对象的设备的启停动作。
在本发明的实施例中，启停控制的输入可以来自于：维保管理模块的保养工作数据中设备启停命令、能源管理模块中用能指导启停命令、人为判断并通过手动操作的命令。上述命令通过云平台500传输至前置机，通过前置机及协议转换成反馈控制的信号传输给具体设备的控制器(PLC、单片机、DDC等)，控制器进而控制设备启停。
进一步，设备及***监控模块还用于接收用户的手动操作命令，对设备参数进行设定，并发送至云平台500，通过云平台500发送至前置机，由前置机转换成反馈信号成反馈控制的信号传输给具体设备的控制器(PLC、单片机、DDC等)，改变具体参数的设定值。
根据本发明实施例的基于云计算的全移动化监管控***，利用云计算平台技术解决监控、管理、能源监测这三套***的融合问题，实现监、管、控数据相互有制约、报警、控制、指导启停等作用，实现通过用户移动设备进行实时监控、维护保养管理、能源管理工作。
本发明实施例的基于云计算的全移动化监管控***，具有以下有益效果：
1、实现监控、管理、能源监测的数据交互和相互间的数据复用；
2、现有技术的云计算平台的应用在设备领域并不成熟，大部分处于基础设施建设阶段，SaaS和PaaS的应用概率极低，源于没有成熟的技术解决方案。本发明解决了设备运维***的监控、管理、能源监测***基于云计算平台的SaaS和PaaS应用的技术架构(如：分布式架构，负载均衡以及大数据处理等)的问题。
3、监控的数据分为：运行数据和技术数据。其中运行数据是实时不间断采集。同时设备设施的管理涉及设备保养维护的数据，也涉及维修人员、值班人员等的行为数据。本发明利用大数据处理的技术解决监控、管理、能源监测过程中的实时数据、设备维保数据、人员行为数据的采集及存储的问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (10)

1.一种基于云计算的全移动化监管控***，其特征在于，包括：
执行监测装置，所述执行监测装置与多个监管控对象相连，用于采集每个所述监管控对象的工作数据，以及向所述监管控对象发送控制指令，以控制其执行相应动作；
数据采集装置，所述数据采集装置与所述执行监测装置相连，用于采集来自所述执行监测装置的监管控对象的工作数据；
协议及数据格式转换装置，所述协议及数据格式转换装置与所述数据采集装置相连，用于对所述监管控对象的工作数据进行协议和数据格式的转换，以符合后续通讯过程的标准；
通讯装置，所述通讯装置与所述协议及数据格式转换装置相连，用于接收经过协议和数据格式转换的工作数据，并转发至云平台；
所述云平台用于接收并分析工作数据，对所述工作数据和所属的监管控对象进行存储，并将所述工作数据提供所述监管控装置；
所述监管控装置与所述云平台进行通信，获取所述工作数据，并根据所述监管控对象和工作数据进行设备及***监控、能源管理和维保管理，其中，所述监管控装置安装于移动设备上，所述监管控装置包括：
维保管理模块，用于建立维保项目并对维保项目配置项目数据，根据来自所述云平台的监管控对象和工作数据对维保项目的项目数据进行更新管理，并向所述云平台发送保养工作中设备的启停指令；
能源管理模块，用于对来自所述云平台的工作数据中的能源数据和所述维保管理模块的项目数据进行能耗统计和计量计费，并进行能耗指标分析，根据分析结果进行能耗预警和能效评价，生成用能指导数据，发送至所述云平台；
设备及***监控模块，用于配置多个监管控对象的设备的监测参数和控制参数，以及对设备的运行数据的实时监测、运行画面的瞬时监测，并对各个设备的报警数据进行实时监测，并接收来自维保管理模块和能源管理模块的启停指令，转发至所述云平台，由所述云平台转发至所述执行监测装置，由所述执行监测装置控制对应的监管控对象的设备的启停动作。
2.如权利要求1所述的基于云计算的全移动化监管控***，其特征在于，所述执行监测装置包括监测单元和执行单元，其中，
所述监测单元用于采集监管控对象的工作数据，并进一步发送至数据采集装置；
所述执行单元用于根据来自云平台的控制指令，控制所述监管控对象执行相应的动作，以对所述监管控对象的工作状态进行调整。
3.如权利要求2所述的基于云计算的全移动化监管控***，其特征在于，所述监测单元包括：传感设备、控制器和自带通讯接口的仪表。
4.如权利要求1所述的基于云计算的全移动化监管控***，其特征在于，所述通讯装置采用http协议和socket协议与所述云平台进行通信。
5.如权利要求1所述的基于云计算的全移动化监管控***，其特征在于，所述云平台与所述监管控装置进行通信，包括：
所述监管控装置接收用户的配置请求，向所述云平台配置和录入设备及***监控模块、所述能源管理模块和所述维保管理模块的项目数据，由所述云平台对所述项目数据进行管理；
所述监管控装置接收用户的查询请求、维保工作请求、监控工作请求和/或能源管理工作请求，查询所述云平台的设备及***监控模块、所述能源管理模块和所述维保管理模块的项目数据，并通过可视化展示方式呈现给用户查看。
6.如权利要求5所述的基于云计算的全移动化监管控***，其特征在于，所述云平台还用于对所述设备及***监控模块、所述能源管理模块和所述维保管理模块的项目数据，利用大数据分析工具进行分析，并将数据分析结果以增值服务形式提供至监管控装置，以与所述用户进行交互。
7.如权利要求5或6所述的基于云计算的全移动化监管控***，其特征在于，所述监管控装置在所述移动设备上以Web在线和/或APP应用形式，向所述用户展现。
8.如权利要求1所述的基于云计算的全移动化监管控***，其特征在于，所述维保管理模块还用于接收所述云平台的需要报修的报警数据，并将所述报警数据发送至相应负责人的终端设备以通知其执行任务，并接收所述相应负责人的终端设备返回的任务执行数据，将所述任务执行数据实时反馈至所述云平台。
9.如权利要求1所述的基于云计算的全移动化监管控***，其特征在于，所述能源管理模块还用于根据能耗消耗情况与当时的实际监测的负荷率对比，当能耗超过实际负荷所需能耗的预设范围时，向对应的监管控对象的设备发出停止命令，通过所述云平台转发至所述监测执行装置，由所述监测执行装置控制相应的设备停止。
10.如权利要求1所述基于云计算的全移动化监管控***，其特征在于，所述设备及***监控模块还用于接收用户的手动操作命令，对设备参数进行设定，并发送至所述云平台，过所述云平台转发至所述监测执行装置，由所述监测执行装置控制设备执行相应的动作。
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