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能耗數據採集器

鎖定
能耗數據採集器是一種採用嵌入式微計算機系統的建築能耗數據採集專用裝置,具有數據採集、數據處理、數據存儲、數據傳輸以及現場設備運行狀態監控和故障診斷等功能。系統硬件主要包括微處理器、I/O接口、人-機接口、通信接口4部分;軟件部分主要由監控程序和功能執行程序組成。
中文名
能耗數據採集器
外文名
Energy consumption data collector
類    型
建築能耗數據採集專用裝置
功    能
數據採集、數據處理、數據存儲
系統硬件組成
通信模塊、微處理器芯片等

能耗數據採集器原理

由通信模塊、微處理器芯片、高精度實時時鐘、大容量FLASH存儲芯片、數據接口設備和人機接口設備等組成。抄表方式主要通過RS485方式,與有相應接口功能的計量裝置(電、水、氣、冷熱量表等)通信,把需要的信息抄讀回來傳給採集器,採集器再通過上行通道標準RS485/以太網接口傳送給主站(本地服務器/遠程數據中心),讓主站能夠及時管理及獲取信息,主站同時能夠通過RS485/以太網接口形式對採集器發送相關命令讀取或設置參數信息,採集器採集的數據週期性的存儲在本地FLASH存儲設備中

能耗數據採集器相關數據

設計導則及標準
住建部《分項能耗數據傳輸技術導則》
住建部《分項能耗數據採集技術導則》
數據採集端口規約
支持MODBUS-RTU、多功能電能表通信規約DL/T645-1997、CJ/T188-2004用户計量儀表數據傳輸技術條件等通信協議
採集器顯示功能
128*64圖形點陣液晶顯示,帶背光功能
可實時顯示服務器連接狀態、發送情況
可實時查詢最新抄表數據、抄表內容
鍵盤
薄膜按鍵,操作簡便。
數據傳輸(上傳)接口
1路標準以太網遠傳接口(可支持同時向4路服務器發送數據)
1路RS485本地服務器上傳接口
斷點續傳功能
支持網絡斷開時,斷點數據的保存,並在網絡恢復之後續傳數據,支持1月以上斷點數據的保存功能。
數據採集接口
3路互相獨立的RS485數據採集接口(每路最大支持64台表計,3路採集接口總計支持最多64台表計)
隔離電壓2500VDC
ESD保護功能Contract:±4kV,Air:±8kV
通信波特率:1200bps~9600bps
支持採集表數
採集總表數 ≤ 192 台
時鐘
時鐘誤差:≤0.5 s/d(0℃~+40℃時:±2ppm;-40℃~+85℃時:±3.5ppm)
電池壽命:≥10年
電池連續工作時間:≥5年
看門狗
硬件看門狗功能防止機器死機
數據加密
MD5服務器驗證加密、AES-128數據遠傳加密
存儲容量
32 M FLASH
工作電源
輸入電壓範圍:85-265VAC
隔離電壓:3000VAC
電源通過CE、UL、EN60601全面認證
工作環境
相對濕度≤95%,工作温度-25℃~+65℃,極限工作温度-30℃~+75℃
功耗
≤5W
可靠性
MTBF≥100,000h

能耗數據採集器數據採集

數據採集器應支持根據數據中心命令採集和主動定時採集兩種數據採集模式,且定時採集週期可以從3分鐘到1小時靈活配置。
數據採集器應支持對不同用能種類、不同品牌的計量裝置進行數據採集,包括電能表、熱量表等。
採集器具備組網功能,同一總線網絡內,可容納255台採集器。

能耗數據採集器數據處理

支持對計量裝置能耗數據的解析,具有簡單算術運算功能。支持同時向服務器發送解析和未解析的數據。
根據遠傳數據包格式,在數據包中添加能耗類型、時間等附加信息,使用XML格式進行數據打包,並通過TCP協議進行數據遠傳。
設備在與服務器斷開連接時,重新恢復連接後可實現斷點續傳功能

能耗數據採集器數據存儲

大容量DataFlash存儲介質可存儲2個月以上歷史記錄,掉電不丟失

能耗數據採集器數據傳輸

數據採集器應能將採集到的能耗數據定時傳輸到本地網絡服務器或遠端數據中心服務器。上傳時間能在5分鐘到1天之間任意設定。一般規定分項能耗原始數據每15分鐘上傳1次,分項能耗統計數據每1小時上傳1次。
在遠傳前數據採集器應對數據包進行加密處理,應採用AES加密和MD5身份認證機制。
如因傳輸網絡故障等原因未能將數據定時傳輸,則待傳輸網絡恢復正常後數據採集器應利用存儲的數據進行斷點續傳。
數據採集器應支持向多個數據中心(服務器)併發發送數據。

能耗數據採集器配置維護

數據採集器應具有本地配置和管理功能,應具有支持軟件升級功能。
數據採集器應能支持接收來自數據中心的查詢、校時等命令。
數據採集器能根據應用需要配置USB接口、RS-485接口、RS232接口、無線網絡接口和以太網接口。
數據採集器應可以在不掉電情況下更換計量裝置。
數據採集器應具有識別和傳輸計量裝置運行狀態的能力,支持對數據採集接口、通信接口以及與採集器連接的計量裝置的故障定位和診斷,並及時將故障信息及時傳輸到子系統管理服務器。
數據採集器應以模塊化功能配置支持不同的數據採集應用,支持本地數據傳輸和遠程數據傳輸。
數據採集器應能支持總線型和星型連接方式,以增加通用性和靈活度。在不同的連接方式下,數據採集器應有滿足應用需要的通信端口,端口宜能自由擴充,支持熱插拔,即插即用。

能耗數據採集器功能特性

標準性
數據採集器完全符合建設部導則要求,向數據中轉站和數據中心發送的數據包使用了標準的XML數據協議格式,可以平滑接入任何市級、省級甚至國家級數據監測平台。
準確性
採集間隔最小可達1分鐘,可以準確捕捉所有能耗拐點及峯值功率的突變,消除因延時而產生的計算誤差。表具和互感器的選型和參數選取使用由清華大學建築節能研究中心開發的專用設計計算模擬軟件,準確匹配計量精度的要求。
穩定性
採集器硬件平台選取了被高端網絡通訊設備廠商廣泛採用的PowerPC架構的CPU處理器,具有極強的穩定性和可靠性,軟件使用美國宇航局使用的Python語言編寫全部核心代碼內建微型數據庫,可實現長達1個月的斷點續傳數據保障功能,即使傳輸網絡出現問題,也可確保數據不會丟失。
開放性
採集器向下可通過擴展協議解析腳本的方式任意接入各種品牌各種型號具備RS-485通訊接口的計量表具,向上使用符合國家標準的通訊協議,可以與任意品牌符合國家標準的數據中轉站,實現互通互聯。
擴展性
數據採集器未來可擴展采集冷/熱量,燃氣量等其他能耗數據信息,還可擴展采集温濕度、CO2濃度等環境參數信息。
安全性
採集器與數據中轉站或數據中心間通訊採用住建部導則中規定的AES加MD5身份認證功能,所有數據經過AES-128-CBC加密,該加密算法廣泛應用與金融、國防等重要領域擁有良好的安全性。數據採集器操作系統採用裁剪優化的Linux操作系統,關閉了全部無用網絡端口,能有效避免網絡攻擊和病毒入侵。