一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置，涉及快速測(cè)評(píng)技術(shù)領(lǐng)域。一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置，包括傳感器1，ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)2，便攜式數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置3以信號(hào)傳輸方式連接。本實(shí)用新型為一種集成數(shù)據(jù)傳感和融合、無(wú)線通信、數(shù)據(jù)傳輸、處理及應(yīng)用等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的便攜式綠色建筑運(yùn)行關(guān)鍵指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)系統(tǒng)裝置。實(shí)現(xiàn)綠色建筑能耗、水耗及環(huán)境性能的實(shí)時(shí)無(wú)線采集及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析等的功能，為全面落實(shí)實(shí)施《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，提供了一種便攜、快捷、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地測(cè)評(píng)綠色建筑運(yùn)行關(guān)鍵指標(biāo)設(shè)備奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
【專利說(shuō)明】
一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及快速測(cè)評(píng)技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng) 態(tài)測(cè)評(píng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 2006年，我國(guó)發(fā)布第一部《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》以來(lái)，已有200余項(xiàng)工程通過(guò)綠色建 筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)，但僅有少數(shù)通過(guò)綠色建筑運(yùn)營(yíng)標(biāo)識(shí)，全面系統(tǒng)的綠色建筑運(yùn)營(yíng)實(shí)施效果數(shù)據(jù) 非常欠缺，盡管各地已經(jīng)開展了建筑能效測(cè)評(píng)和可再生能源測(cè)評(píng)工作，但都是點(diǎn)上的研究 和數(shù)據(jù)積累，無(wú)法全面得到綠色建筑實(shí)施效果的信息支撐。
[0003] 另一方面，綠色建筑范疇內(nèi)的相關(guān)專項(xiàng)技術(shù)取得了較大的進(jìn)展。建筑環(huán)境、用能、 材料、水資源應(yīng)用等方面的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)、初步模擬評(píng)估技術(shù)等有了較大 的突破，并將其融入綠色建筑的設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中。在北京、上海、深圳等地借助工程示范 對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用。
[0004] 目前各個(gè)評(píng)價(jià)體系基本上都只是從建筑的設(shè)計(jì)施工技術(shù)措施和管理辦法方面設(shè) 立了評(píng)價(jià)指標(biāo)，只考慮技術(shù)的應(yīng)用，很少?gòu)膶?shí)際建筑的運(yùn)行效果上進(jìn)行評(píng)價(jià)。這樣導(dǎo)致在建 筑領(lǐng)域過(guò)多地關(guān)注能體現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保的新技術(shù)，而忽視了這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的運(yùn)行效 果。其中，關(guān)鍵之一在于沒(méi)有一個(gè)便于攜帶的即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)的技術(shù)手段 (或裝置）。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺失和不足，提出一種便攜式綠色建筑 運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置。具體涉及到如下幾點(diǎn)：
[0006] 主要通過(guò)集成開發(fā)可初步快速測(cè)評(píng)綠色建筑運(yùn)行效果的一種便攜式裝置，通過(guò)集 成數(shù)據(jù)傳感和融合、無(wú)線通信、數(shù)據(jù)傳輸與處理等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
[0007] -種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置（如圖1所示），包括傳感器1， ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)2,便攜式數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置3以信號(hào)傳輸方式連接。
[0008] 所述傳感器1，如無(wú)線溫濕度傳感器、無(wú)線電表、超聲波流量計(jì)、其他具有RS232或 RS485接口的數(shù)字傳感器等與ZigBee無(wú)線通信模塊連接組成。
[0009] 所述ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)2,為一在建筑內(nèi)，較少受強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境影響，遇到障礙物 通過(guò)增大節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率和增加中繼節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
[0010] 所述便攜式數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置3,為一用于比較惡劣現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的、符合綠色建筑現(xiàn)場(chǎng)測(cè) 評(píng)硬件系統(tǒng)，由工業(yè)平板電腦和ZigBee無(wú)線通信模塊組成的便攜式多功能監(jiān)測(cè)裝置。
[0011]綜上所述，本實(shí)用新型具備了一種集成數(shù)據(jù)傳感和融合、無(wú)線通信、數(shù)據(jù)傳輸、處 理及應(yīng)用等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的便攜式綠色建筑運(yùn)行關(guān)鍵指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)系統(tǒng)裝置，實(shí)現(xiàn)綠 色建筑能耗、水耗及環(huán)境性能的實(shí)時(shí)無(wú)線采集及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析等的功能。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本實(shí)用新型一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置連接框圖；
[0013] 圖2為本實(shí)用新型的無(wú)線電表連接框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述
[0015] -種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置（如圖1所示），包括傳感器1， ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)2,便攜式數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置3以信號(hào)傳輸方式連接。
[0016]所述傳感器1，如無(wú)線溫濕度傳感器、無(wú)線電表、超聲波流量計(jì)、其他具有RS232或 RS485接口的數(shù)字傳感器等與ZigBee無(wú)線通信模塊連接組成。
[0017] 所述ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)2,為一在建筑內(nèi)，較少受強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境影響，遇到障礙物 通過(guò)增大節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率和增加中繼節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
[0018] 所述便攜式數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置3,為一用于比較惡劣現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的、符合綠色建筑現(xiàn)場(chǎng)測(cè) 評(píng)硬件系統(tǒng)，嵌入式底層軟件，由工業(yè)平板電腦和ZigBee無(wú)線通信模塊組成的便攜式多功 能監(jiān)測(cè)裝置。其包括：
[0019] CPU: Intel ATOM N450 1.66GHz;內(nèi)存：支持 DDR2S0-DMM Memory，配置 2GB內(nèi)存； 芯片組：ICH8M;內(nèi)置看門狗;采用8G CF卡存儲(chǔ)，可配置2.5時(shí)硬盤;7〃TFT LCD顯示屏，并配 置觸摸屏;接口 ： 2 * RS232，2 * USB，2 * 100M以太網(wǎng)口；工作溫度在0°C~50°C。
[0020] 進(jìn)一步，所述無(wú)線溫濕度傳感器，采用ZigBee無(wú)線傳感器，將溫濕度傳感器和 ZigBee模塊整合，具有低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低復(fù)雜度無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以通過(guò)〃多級(jí) 跳〃的方式來(lái)通信，也可以組成極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，還具備自組織、自愈功能。傳感器支持直流 供電和電池供電兩種供電模式。參數(shù)如下：
[0021] ?電源DC供電（5V 1A)，平均電流< 1mA;
[0022] ?電池壽命(單位:年，采集頻率為1/60HZ時(shí)）；
[0023] ?通訊頻段2.4GHz，信道數(shù)量16;
[0024] ?數(shù)據(jù)更新時(shí)間間隔Is~300s(可設(shè)置）；
[0025] ?無(wú)障礙通訊距離400米，無(wú)障礙組網(wǎng)距離300米；
[0026] ?溫度量程-25°C~85°C，濕度量程0 %RH~100 %RH(非結(jié)露），溫度精度±0.3°C， 濕度精度±2RH。
[0027]進(jìn)一步，無(wú)線電表中的電表模塊可以采用單路多功能電表，也可以采用3路普通電 能表，一次采集3路參數(shù)。
[0028]儀器相關(guān)技術(shù)指標(biāo)如下：
[0029] >CPU：Intel ATOM N450 1.66GHz；
[0030] >內(nèi)存:支持DDR2S0-DIMM Memory，配置2GB內(nèi)存；
[0031] > 芯片組：ICH8M;
[0032] >內(nèi)置看門狗；
[0033] >存儲(chǔ)采用86 0?卡，可配置2.5時(shí)硬盤；
[0034] >7〃TFT IXD顯示屏，并配置觸摸屏；
[0035] 癸接口 ：2*RS232,2*USB，2*100M以太網(wǎng)口；
[0036] >工作溫度(TC~5(TC。
[0037] 無(wú)線電表結(jié)構(gòu)（如圖2所示）。電表通過(guò)鉗式電流互感器以及鱷魚夾在無(wú)需斷電施 工的情況下方便快捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)線路的電流以及電壓信號(hào)的采集，電表將采集和處理后 的電流、電壓、功率以及電度等信號(hào)以RS485信號(hào)的形式輸出至串口模塊，串口模塊將RS485 信號(hào)轉(zhuǎn)變成TTL信號(hào)后再輸出至基于CC2430的ZigBee無(wú)線模塊。
[0038]進(jìn)一步，所述ZigBee無(wú)線通信模塊，為一采用CC2430;CC2430除了包括RF收發(fā)器 外，還集成了加強(qiáng)型8051MCU、Flash內(nèi)存、RAM、ADC、DMA以及看門狗等，具有工作電壓范圍 大、休眠電流小、接收靈敏度高、封裝尺寸小等優(yōu)點(diǎn)。
[0039] CC2430的接收器基于低-中頻結(jié)構(gòu)，從天線接收的RF信號(hào)經(jīng)低噪聲放大器放大并 經(jīng)下變頻變?yōu)?MHz的中頻信號(hào)。中頻信號(hào)經(jīng)濾波、放大，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。自動(dòng) 增益控制，信道過(guò)濾，解調(diào)在數(shù)字域完成以獲得高精確度及空間利用率。集成的模擬通道濾 波器可以使工作在2.4GHz ISM波段的不同系統(tǒng)良好的共存。
[0040] 在發(fā)射模式下，位映射和調(diào)制是根據(jù)IEEE 802.15.4的規(guī)范來(lái)完成的。調(diào)制（和擴(kuò) 頻)通過(guò)數(shù)字方式完成。被調(diào)制的基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器再由單邊帶調(diào)制器進(jìn)行低通濾波 和直接上變頻變?yōu)樯漕l信號(hào)。因電表端直接采集了電壓信號(hào)，所以電表的供電可直接由采 集線路的電壓供電，同時(shí)利用電源模塊將該電壓轉(zhuǎn)換為DC5V后對(duì)ZigBee無(wú)線模塊供電。整 個(gè)無(wú)線電表采集終端體積小巧、設(shè)計(jì)緊湊、功耗低、可在不斷電的情況下直接安裝采集，無(wú) 需另外布線，大大地提高了便捷性和可靠性。
[0041] 所述流量計(jì)采用超聲波流量計(jì)，為一適用于各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中具有測(cè)量精度高、一 致性好、電池供電、操作簡(jiǎn)單、攜帶方便的液體流量的在線標(biāo)定和巡檢測(cè)量，通過(guò)接口 RS232 用于聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)或?qū)С鲇涗洈?shù)據(jù)的。
[0042] 所述其他傳感器，為一具有RS232或RS485接口的數(shù)字傳感器可以直接和Zigbee模 塊連接，將數(shù)字量信號(hào)通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸。輸出4-20mA或0-10V的模擬量信號(hào)或開關(guān)量型 號(hào)的傳感器頭通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字型號(hào)后進(jìn)行傳輸。、
[0043]綜上所述，本實(shí)用新型為一種集成數(shù)據(jù)傳感和融合、無(wú)線通信、數(shù)據(jù)傳輸、處理及 應(yīng)用等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的便攜式綠色建筑運(yùn)行關(guān)鍵指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)系統(tǒng)裝置。實(shí)現(xiàn)綠色建 筑能耗、水耗及環(huán)境性能的實(shí)時(shí)無(wú)線采集及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析等的功能，為全面落實(shí)實(shí)施《綠色 建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，提供了一種便攜、快捷、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地測(cè)評(píng)綠色建筑運(yùn)行關(guān)鍵指標(biāo)設(shè)備奠定 了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置，其特征在于，包括傳感器（1)， ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)(2)，便攜式數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置(3)以信號(hào)傳輸方式連接。2. 如權(quán)利要求1所述的一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置，其特征在于， 所述傳感器(1)，如無(wú)線溫濕度傳感器、無(wú)線電表、超聲波流量計(jì)、其他具有RS232或RS485接 口的數(shù)字傳感器與ZigBee無(wú)線通信模塊連接組成。3. 如權(quán)利要求1所述的一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置，其特征在于， 所述ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)(2)，為一在建筑內(nèi)，較少受強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境影響，遇到障礙物通過(guò)增 大節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率和增加中繼節(jié)點(diǎn)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。4. 如權(quán)利要求1所述的一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置，其特征在于， 所述便攜式數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置(3)，為一用于比較惡劣現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的、符合綠色建筑現(xiàn)場(chǎng)測(cè)評(píng)硬件 系統(tǒng)，由工業(yè)平板電腦和ZigBee無(wú)線通信模塊組成的便攜式多功能監(jiān)測(cè)裝置;其包括： CPU: Intel ATOM N450 1.66GHz;內(nèi)存：支持DDR2 SO-DIMM Memory，配置2GB內(nèi)存；芯片 組：1〇181;內(nèi)置看門狗；采用86 0?卡存儲(chǔ)，可配置2.5時(shí)硬盤;7/1?1'^：0顯示屏，并配置觸 摸屏;接口 ： 2 * RS232，2 * USB，2 * 100M以太網(wǎng)口；工作溫度在0°C~50°C。5. 如權(quán)利要求2所述的一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置，其特征在于， 所述無(wú)線溫濕度傳感器，為一采用具有低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低復(fù)雜度無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的 ZigBee無(wú)線傳感器與溫濕度傳感器和ZigBee無(wú)線通信模塊整合的。6. 如權(quán)利要求2所述的一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置，其特征在于， 所述無(wú)線電表，包括普通三相電表、基于CC2430的ZigBee無(wú)線通信模塊、串口通信模塊以及 電源模塊。7. 如權(quán)利要求6所述的一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置，其特征在于， 所述無(wú)線電表結(jié)構(gòu)，電表通過(guò)鉗式電流互感器以及鱷魚夾在無(wú)需斷電施工的情況下方便快 捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)線路的電流以及電壓信號(hào)的采集，以RS485信號(hào)輸出至基于CC2430的 ZigBee無(wú)線通信模塊； 其中，無(wú)線電表中的電表模塊采用單路多功能電表，或采用3路普通電能表，一次采集3 路參數(shù)。8. 如權(quán)利要求2所述的一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置，其特征在于， 所述ZigBee無(wú)線通信模塊，為一采用CC2430; 其中，CC2430除了包括RF收發(fā)器外，還集成了加強(qiáng)型8051MCU、Flash內(nèi)存、RAM、ADC、DMA 以及看門狗的。9. 如權(quán)利要求2所述的一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置，其特征在于， 所述流量計(jì)采用超聲波流量計(jì)，為一適用于各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中具有測(cè)量精度高、一致性好、電 池供電、操作簡(jiǎn)單、攜帶方便的液體流量的在線標(biāo)定和巡檢測(cè)量，通過(guò)接口RS232用于聯(lián)網(wǎng) 檢測(cè)或?qū)С鲇涗洈?shù)據(jù)的。10. 如權(quán)利要求2所述的一種便攜式綠色建筑運(yùn)行指標(biāo)即時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)評(píng)裝置，其特征在 于，所述其他傳感器，為一具有RS232或RS485接口的數(shù)字傳感器直接與Zigbee無(wú)線通信模 塊連接。
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK205454106SQ201620257539
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】夏洪軍, 王士軍
【申請(qǐng)人】上海市建筑科學(xué)研究院