物联网在高校能源管理中的应用

长沙卫生职业学院 曹 旭

物联网是新一代信息技术中的重要组成部分，实际上就是物物相连的互联网，实际上有两层含义，其一，其核心与基础仍是互联网，是互联网的扩展可延伸网络；其二，用户扩展和延伸到了任何物品之间，在物品与物品之间实现信息的交换与通信。近年来随着物联网技术的不断发展，“智慧地球”概念开始被提出，因此引发了世界各国对物联网的追捧。物联网在高校中应用目前已经成为学校建设的一个重要组成部分，促进了教学、管理及科研等方面现代化的实现，成为高校信息发展的一种必然发展趋势。

1 物联网自动抄表系统的架构

1.1 自动抄表系统

在高校节能工作中，综合能源管理系统的建立是其中非常重要的组成部分，该系统建立以后，管理部门就可以对学校中的能源使用情况进行系统、全面的了解，清楚的根据新装节能设备结算出节能比，并针对区域内的能源使用情况展开统筹分析。物联网自动抄表系统是物联网系统的一个重要分支，将用户的的具体需求及相关资金投入作为工作的出发点，将相关技术综合在一起展开实际应用，然后将分离的仪表采集终端联接起来，在完成水、电、热等能源计量的过程中，能源计量终端还能将计量数据上传到系统平台中，并利用系统平台针对相关网络数据进行收集和存储，从而实现系统计量表的抄、查等相关功能。

1.2 自动抄表系统的组成

物联网自动抄表系统的整体组成共有能源管理系统、集中器以及智能仪表等部分组成，将互联网或者局域网与大量的智能计量终端连接起来，对产品稳定性及成本因素等多种相关因素进行分析，并不是将GPRS模块、以太网模块等通讯模块融合到每一台计量终端中，而是在二级系统架构模式的背景下，下行信道中选取的成本非常低廉，同时可靠性、专业性也更高一些，将这样的计量终端信道接入到集中器中，并利用GPRS模块、以太网模块等模块将这些信息传到能源管理系统中。

1.3 自动抄表系统中组网方式

下行信道采集主要有载波、无线以及总线等几种通信方式，其中，载波通信架构与电力线上，在电表中使用，通信性能比较好，但是在水表、热表中，电力线却体现出很多弊端，例如载波通信因为高噪声等特征，其可靠性、实时性被制约，难以胜任实施抄读的任务；无线通信利用无线电波方式进行数据传输，对环境要求比较高，同时模块成本也比较高；总线通信在水、电、热、气表集抄中适用，其实时性和可靠性都不言而喻，但是在具体应用中也暴露出了一些缺点，例如RS485总线标准化时间较长，一度被市场垄断，加上其抗干扰能力比较弱，在实际应用中很难展现其优势。

因为高校地理位置存在差异，网络资源配置也不同，利用单一的通信技术展开组网势必会出现一些不合理问题，因此，必须多样化共同组网，从而体现出不同环境中各自的优势。

2 智能仪表功能特点

在校园节能建设过程中，主要将以能源监控平台作为能源使用及验收的指标，所有相关数据都来自物联网中的智能表具，这样一来这些表具计量的准确性以及传输过程中的可靠性就成为了人们判定能源使用量的主要依据，为此为基础建立了能源管理系统数据平台。因此，智能仪表的特点主要可以通过以下几方面展开分析。

2.1 型号和规格的完整性

现在的物联网自动抄表系统已经覆盖了很多不同的能源领域，水、电、热、气4个种类目前均已经涵盖，该系统可以针对水、电、热、气四类能源展开监控和计量。这种智能仪表还能对能源的使用量进行高精度的测量，比方说利用电表可以针对用户的用电量等相关数据进行测量，这类智能仪表在工作中主要通过LCD将仪表显示出测量参数，还可以对多种费用展开结算等。

2.2 控制功能

要想建设出智能化的校园，那么就必须对能源展开有效的控制，通过对智能仪表的利用，可以针对程序中的参数及时间等参数进行设定，并充分利用这些量值控制这些值。例如可以利用电表中的相关功能（恶性负载识别）对学生宿舍中的加热棒等大功率负载进行有效识别，并及时断电报警。这种功能可以对学生宿舍中违章电器的使用进行有效限制，从最大程度上消除隐患，对学校师生的生命财产安全进行保证。除此之外，如果智能表具中设定了负荷值、使用时间，这时检测中使用能源已经超过了这一负荷值，那么也可以对其表具进行自动断电。

2.3 通讯功能的可靠性

通讯功能非常完善是这种智能仪表最为显著的特征之一，不同类型仪表中通讯模块是不同的，主要利用来实现载波通讯，并利用总线对仪表总线类的产品中的数据进行传输。现阶段在我国高校能源管理中，对通讯进行应用可以对当前仪表的状态、量值以及异常信息准确的传回到系统中，这样系统就可以对这些数据和信息进行进一步的分析与评估。

3 选择物联网自动抄表系统的组网方式

从集中器到智能仪表之间部分的通讯属于下行信道的采集工作，载波、无线以及总线三种通信方式是市场主流的方式，下面我们针对这几种不同方式展开分析。

3.1 载波通信

载波通信需要以电力线为基础进行架构，多数情况下在电表中使用，特别是高校新型家属楼以及教学楼中的应用，其通讯性能比较好，但是从气表、水表以及热表等方面来看，电线的弊病主要可以从以下方面分析：第一，气表、水表以及热表周围没有适合通信的电力线；第二，载波通信本身的噪声非常高，衰减也比较高，因此，其可靠性和实时性受到了严重的制约，很难实现实时抄读和阀门控制等方面的工作；第三，载波模块的方式是气表、水表以及热表主要采用的方式，其成本非常高，每只表分摊的成本也非常高，所以，由于气表、水表以及热表针对实时数据的采集提出了较高要求，因此不会将载波通信作为理想的信道。

3.2 无线通信

无线通信是指利用无线电波的方式传输数据和信息，这种传输技术对环境条件的要求非常高，其成本也比较高，因此气表、水表以及热表等智能表中使用并不适合。首先，无线通信在工作中需要进行供电，电池的使用寿命远远不能满足频繁的控制及抄读需要的，为了解决这一问题，需要在表外部增加一些供电设备，这样一来并没有起到应有的效果；同时，通产会将这些智能表安装在用户管井、表箱等位置，而管井、表箱等位置又是无线通信的死角，所以，无线通信的可靠性并不强。

3.3 总线通信

对于气表、水表以及热表来说，读表抄表是计量终端的主要作用之一，总线通信方式是可靠终端采集的位移有效信道，其实时性和可靠性是不言而喻的。现阶段我们可以在市场中看到很多的总线，RS485总线及MBUS总线经过多年来的沉淀目前已经成为市场中的主流，RS485总线生产厂家非常多，其标准化的时间也比较长，所以一度被市场垄断，后来因为受到总线自身特性的影响，其抗干扰能力和线路拓扑性都比较弱，在应用过程中其优势很难得到体现。MBUS总线专门应用于表计终端计量控制中，同时MBUS总线具有一定的供电能力，因此，对水表进行抄读非常安全、可靠，还能实现对阀门供电的控制。

因为高校地理位置存在一定差异，同时网络资源配置等因素也不同，利用单一通信技术组网合理性并不强，所以，必须兼顾多样化的特点选择组网方式，最终选择出与实际情况相符合的组网方式。

4 结语

综上所述，物联网自动抄表系统为高校能源管理提供了重要的数据分析依据，未来的高效能源预算和能耗配比将会更加合理、科学。本文针对物联网自动手表系统的相关理论以及在高校能源管理中的运用展开了分析，同时提出了通讯模块的智能仪表利用计量、监控等方式，与信道一同构成自动抄表系统，充分实现了对能源计量与监控的准确性，此外还对能源使用情况展开了分析，高校能源管理的智能化及系统化均得到了提高，为高校中能源管理工作的顺利进行提供了重要依据。

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