摘要：为了确保能耗数据可进行计算机或人工辨认和处理，确保数据得到有用的办理，支撑高效的查询以及能耗的实时监控，完结数据安排、存储、交流以及在物联网体系下的数据同享，依照国家标准的标准，依据QT渠道规划出一套能够对大型修建和智能家居体系进行能耗办理的智能终端体系。
要害词：能耗办理；QT；实时监控；物联网
导言
现在，我国对国家机关企事业单位大型公共修建的用电状况采纳多表制办理。不同的大功率电器接入电表不同。由于表类繁复，如空调、动力等，以及其他一些用处功用用电，不同电表之间的传输协议的不同，使得体系在能耗的办理上难度加大。大型公共修建在电能节省和办理方面的需求日益增强，经过计划性的用电和节电能够愈加合理地用电而且能够节省本钱。此外，在智能家居体系的飞速开展中，能耗也成了一个重要的问题，在人们寻求简练便利的日子一起，下降能耗也成为了一个急待处理的问题。
针对这种状况，本文规划了针对大型修建和智能家居的能耗办理体系，首要是对多个电能表进行数据收集和办理。规划了一套完好、安全、牢靠的收集体系，能够完结对能耗数据进行一致的收集、处理、上传及剖析等功用。在物联网开展的年代，对能耗的办理开展成为物联网中一个要害的部分。对大型修建和智能家居体系来说，能耗办理的入网使得用户能够在任何地方都检测到自己的用电状况，而且能够进行剖析、处理，完结能耗办理和维护。
本文提出了一种能耗办理体系计划，结合嵌入式技能、网络通讯和加密技能，经过剖析终端或服务器端的数据，能够完结大型修建和智能家居的用电安全化、合理化以及高效化。这种能耗一致化的办理形式使得用户能够有用地进行用电规划办理，对大型修建和智能家居体系的节能有着重要的含义。
1 体系规划计划
能耗办理体系首要规划思路是规划一套集能耗收集、能耗剖析、能耗办理和数据上传为一体的终端渠道。在此规划中，能耗办理体系首要包含3部分：能耗终端模块、子节点服务器和终端服务器。
①能耗终端模块：依据体系的需求，对能耗办理表的数据进行收集、剖析，并进行网络资源的上传，首要是由ARM处理器完结的。
②子节点服务器：接纳一个区域(例如酒店)公共修建等的能耗终端上传上来的能耗数据，可对本区域能耗进行一致办理，进行能耗数据的查询、计算、报表、剖析和预警。
③终端服务器：区域办理的资源终究上传至终端服务器，终端服务器是由国家相关部分所办理的，国家相关部分能够依据这些能耗数据进行一些相关调控，制定应急办法。
能耗办理体系的总体规划结构如图1所示。
三表收集器能够对用户的水电气三表进行数据收集。接入三表收集器，它能够选用有线或许无线的方法对各家各户的三表进行数据收集，根本上能够完结一个收集器对16户的水电气三表进行收集办理，然后经过以太网发送至子节点终端服务器进行数据存储。子节点服务器将数据持续发送给水电气部分的终端服务器进行一致办理，用户也能够经过智能手机或许PC机对本地用户水电气三表进行查询、办理或许完结缴费等事务。
2 终端硬件组成
2．1 中心处理器
能耗办理体系中心处理器选用S3C6410，它是一种ARM11处理器，作业频率高达533 MHz，能够轻松处理一些低本钱、低功耗的杂乱体系规划问题。有着丰厚的外围资源，能够完结网络、串口通讯、液晶显现等多项功用。其ARM中心处理器上能够移植Linux操作体系，Linux有着丰厚的资源、完善的内核体系、强壮的驱动模块、能够移植硬件体系模块。
能耗办理体系的规划，需求牢靠的图形界面开发、体系网络协议的集成，以及底层的串口驱动开发。在这样一种工程使用性软件开发的状况下，选用带有Linux操作体系的ARM中心处理器是比较简略便利的一种方法，相关于FPGA、DSP这类数字信号相关的开发，ARM中心处理器仍是有其本身的优势。
2．2 外围模块
考虑到体系收集、传输、显现等功用，外围搭建了网络接口、串口、LCD液晶显现接口，以及根本的晶振、调试接口。能耗办理体系的硬件框图如图2所示。
能耗收集选用了中心处理器的串口资源，现在的水电气三表集成红外、RS485总线等接口。其间红外对方向性要求很高，在多块电表的收会集这种计划难以完结，RS485总线是一种串行通讯总线，其资源配置较简略，选用MAX485将串口信号转换为485信号即可，MAX485的远距离传输，可接入多个节点，解析便利，在能耗办理体系中，优势非常杰出。对数据资源的收集完结后，进行一致的数据上传存储。
3 终端软件规划
能耗办理体系软件以Linux作为基础，选用QT作为图形界面使用程序开发结构，Linux操作体系完善的驱动程序以及高效的内核办理体系，使得工程使用程序在Linux体系上的开发显得相对简略。QT是Linux操作体系上的一种GUI软件，它能够很好地支撑图形界面程序的开发，使得ARM在图画使用中显得愈加简略。为了完结在ARM上的Linux操作体系的移植，需求参加相应的编译器arm-linux-gcc，其装置进程如图3所示。
4 终端功用
4．1 体系功用简介
能耗办理体系首要有4个首要功用。
(1)能耗数据的收集
能耗数据收集选用无线422射频模块，其远距离传输及穿透性强的特色，能够确保体系数据的无丢掉传输。能耗数据收集传输协议选用电能表通讯协议标准，如DLT645—1997、DLT645—2007。在体系收集的数据中需求对收集器的特点界说进行一致标准，如收集器编号、收集器的电表比率、收集器的类型编号、收集器的传输协议标准等。
(2)能耗数据的处理剖析
能耗数据处理剖析首要分为两个部分：数据剖析判别和数据处理。数据剖析判别首要是对发送数据的地址位、校验位进行判别。对地址位判别首要是对发送数据的地址及接纳到的数据位地址进行比对，其地址位包含6位二进制数据。对校验位判别，DLT645—1997是对其前16位数据进行相加然后取其16进制的后两位与17位数据进行比对；DLT645—1997是对其前18位数据进行相加然后取其16进制的后两位与19位数据进行比对。
(3)能耗数据的组合运算
能耗数据的组合运算首要是针对不同能耗器收集来的电能数据依据其功用的不同进行能耗的数据运算组合。其间包含数据的相加、相减。在能耗办理体系中对以下5种能耗进行分类办理：总电能、照明、空调、动力和特别5类用电。
(4)能耗数据的网络上传
关于能耗数据的网络上传功用首要选用XML技能，将收集数据的参数进行放置匹配。其间包含了楼宇、电表号、电表类型、电表比率、电表数据。在网络上传的功用中参加了断电续传技能及安全加密技能，确保了数据的安全传输。
4．2 数据XML存储功用
数据存储选用了XML进行存储，XML是一种符号的言语，能够标准地存储简略的信息。智能电表数据存储的格局如图4所示。
其间，存储的类型首要分为3类：Devices设备类、Consists组合类、Password暗码类，如表1所列。
在ARM体系中XML的移植选用了TinyXML。它是一款依据DOM模型的XML解析器，在体系程序中首要担任XML的存储和数据提取。在体系中使用了TinyXML文件，需求对其文件进行解压、动态库编译，生成装置，并移植到ARM渠道。在QT渠道的工程文件中，参加TinyXML，然后调用相应的头文件即可完结XML的一致办理规划。
4．3 断电续传功用
4．3．1 断点续传流程
为了完结数据传输的稳定性，在服务器呈现毛病的状况下，不影响终端的正常数据传输功用，选用了断电续传的一种维护机制，对体系的稳定性以及数据的完好性供给牢靠的确保。
当服务器端发生异常状况导致网络不通时，为了避免数据的丢掉，将发送失利的网络数据暂时存储至ARM体系的暂时文件夹mnt下，在网络康复后即可完结存储文件的持续上传。断电续传的详细流程图如图5所示。
4．3．2 文件遍历
针对多个服务器下的数据传输，暂时存储的文件需求分类存储，发向不同服务器的文件选用IP称号进行暂时存储，选用文件遍历的方法进行文件传输，依据称号提取出相应的IP号以及发送的文件称号。
由于文件遍历的随机性或许导致暂时的文件排序发生过错，使得发送的数据发生一些紊乱，因而断电存储的数据，有必要依照必定的次序进行存储。体系规划中选用了以时刻命名的方法进行对应存储，由于时刻不或许存在重名，而且能够依照必定的序列方法进行摆放，所以发送的数据能够依照时刻次序进行一致发送，使得服务器端接纳的数据不会发生过错。在调用函数时假如选用opendir的形式则会发生序列的紊乱，这儿选用scandir的形式，而且调用alphasort进行次序摆放。
5 体系验证及使用
体系选用的收集器是东软的DDZY-943-Z单项费控智能电能表，如图6所示。其表读数能够从图中读出为21．57°。
如图7所示，在能耗办理终端渠道上能够看见地址为111111111111的能耗表数据为21．57°，分配到照明和空调处，总能耗为两个电表相加读数。
关于终端服务器，能够依据咱们的体系软件得到收集的时刻、收集的电表号及电表的读数。终端服务器数据接纳如图8所示。
此规划已经在重庆邮电大学智能家居组实验室开端得到使用，完结了智能家居能耗的信息化办理。一方面，该规划完结家庭内部各电器用电信息的查询、剖析和计算办理；另一方面，能耗办理体系给家庭用电办理供给了更高的功率和质量保证。
结语
该能耗办理体系使用了嵌入式Linux技能、485总线技能、数据XML存储技能、数据运算和解析技能等。此体系有用处理了大型修建能耗的办理问题，而且促进了智能家居节能化开展。
使用这项规划能够有用地完结能耗的长途收集、能耗体系的分类及长途的数据上传功用。能够协助一些大型修建下降能耗，不只促进了企业用电的节能化开展，对智能家居的开展也有必定的促进含义。
