ARM核心板在建築物能耗管理系統中的應用

系統背景

改革開放三十年來，我國的生產力水平獲得了長足的發展，帶來了人口城鎮化水平的飛速提升，我國的GDP的高速增加，使得國內大中型城市的高樓大廈鱗次櫛比。建築物的不斷長高和長大，必然帶來能耗的提升。所以，節能建築成了建築行業的首要議題。最近十年來，伴隨着電子技術的革命性進步和軟件技術的不斷完善，產生了經過各類不一樣的電子裝置，結合軟件技術，實現了對建築物的能耗進行實時監控和管理。經過計算機系統來監控建築物的能耗，成爲了建築物能耗管理的必要手段。

系統網絡結構

數據採集層

● 由水、電、氣等各類能源計量監測裝置組成，例如電能質量表、電能表、水錶、煤氣表、冷量表、熱量表、空調控制器、照明控制器等

● 數據採集層內的各類監測裝置必須具有通訊功能，最多見的是RS485接口

● 數據採集層內的裝置將監測到的各類數據經過RS485接口，傳輸到通訊管理機(或稱爲串口服務器)，經過通訊管理機上的端口鏈接到數據服務器和管理軟件

網絡通訊層

● 網絡通訊層決定數據採集層採集的數據經過何種方式傳送到數據服務器

● 根據對網絡通訊層投資的多少，能夠採用光纖通訊、4G/GPRS無線通訊、RJ45接口通訊等多種方式組成以太網

● 內部網絡經常採用身份驗證、數據加密等方式保證數據的安全傳輸

系統管理層

● 以應用軟件爲核心，包括數據庫系統、Web服務器等，將經過數據採集層採集到的，又經過網絡通訊層存儲在服務器內的數據進行分類，監控，並由打印機輸出成報表，或經過屏幕牆將某些數據公示

● 當某些數據出現異常時，再由數據採集層的儀表上的輸出繼電器信號，控制相應迴路或閥門的開閉

● 能夠經過外網，對手機或郵箱發送短信或郵件

系統結構圖

系統功能

監控

經過監 測，取得各類真實的數據

● 分類能耗：水、電、煤、氣、熱量、冷量

● 分項能耗：空調、照明、動力、特殊用電

● 分時能耗：白天、黑夜

● 建築能耗：不一樣的樓

● 部門能耗：不一樣的部門

● 設備能耗：重點設備

分析

藉助軟件，對採集到的真實數據的分析，瞭解整個建築物能耗的狀態以及各個部門、各棟建築和各個不一樣時間段能耗的差別。

● 能耗排名

● 能耗報表

● 能耗曲線

管理

瞭解了建築物內能耗詳情後，制定相應的規章制度，人爲干預高耗能的部門，以減小能源浪費。

● 設定能耗定額

● 接近能耗定額時，經過短信告警

● 能耗公示，每個月公佈能耗高的部門

控制

對某些設備進行必要的開閉自動化控制，以下降能耗。也能夠經過對長期能耗數據的監視，制定科學的節能改造方案。

● 照明定時開關

● 空調溫度控制

● 節能改造

節能改造完成後，能夠經過系統監測獲得的數據，驗證節能改造的真實效果

數據採集器

整個系統中，數據採集器佔據着很是重要的位置，也是開發工做的難點，由嵌入式硬件、Linux系統、應用程序三部分組成。

其硬件組成框架以下：

若是對嵌入式硬件、Linux系統、應用程序徹底進行開發，研發投入和穩定性驗證週期都比較長。採用成熟穩定的嵌入式核心板能夠大大縮短開發週期，提升穩定性。這種方式的好處在於，將複雜的電路設計集成到了 iMX6UL核心板上，而且飛凌已經移植好了Linux系統，咱們只須要按照項目需求設計一個雙層的接口底板便可，相比以前能夠將硬件加系統的開發週期由半年縮短至一個半月。

iMX6UL工業級核心板 

FETMX6UL-C是一款基於NXP公司ARM Cortex-A7架構iMX6Ul低功耗處理器設計的核心板，運行主頻528MHz，核心板採用兩組優質80PIN板對板鏈接器設計，獨特的電源管理架構相比ARM9系列核心板功耗更低。核心板功能接口資源豐富，最大支持8路UART、2路以太網、2路CAN等工業總線接口。嚴酷的溫度等級測試確保核心板在-40℃~+85℃環境中穩定運行。

 

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FETMX6UL-C核心板 Nand版