北京首都机场数据分析及远程监控应用方案

• 关键词：网关,MQTT,机场
• 作者：上海迅饶自动化科技有限公司
• 摘要：数据集成监控系统改变了只有采用DDC控制系统才能达到末端集中监控、联机到电脑的局面，采用4G无线传输数据方式，节约了大量的施工成本及后期运营成本，符合现时代节能的需求。

项目简介

北京首都国际机场位于中华人民共和国首都北京的东北方向，距市中心天安门广场25.35千米，是我国地理位置最重要、规模最大、设备最齐全、运输生产最繁忙的大型国际航空港。北京首都国际机场不但是中国首都北京的空中门户和对外交往的窗口，而且是中国民用航空网络的辐射中心。

作为欧洲、亚洲及北美洲的核心节点，北京首都国际机场有着得天独厚的地理位置、方便快捷的中转流程、紧密高效的协同合作，使其成为连接亚、欧、美三大航空市场最为便捷的航空枢纽。国航、东航、南航、海航等中国国内主要航空公司均已在北京首都国际机场设立运营基地。星空联盟、天合联盟和寰宇一家世界三大航空联盟也都视北京首都国际机场为重要的中转枢纽。随着日益完善的国际航线网络的形成，使得北京首都国际机场成为世界最繁忙的机场之一，每天有92家航空公司的近1700个航班将北京与世界243个机场紧密连接。

一、设计原则

数据集成监控系统改变了只有采用DDC控制系统才能达到末端集中监控、联机到电脑的局面，采用4G无线传输数据方式，节约了大量的施工成本及后期运营成本，符合现时代节能的需求。

二、系统配置方案

本系统需配备本地能源管理平台 1 套。还需配备IOT网关HMI2004-A9-4G。网关又具有很强的互连功能，用于延伸RS485工业总线，开辟支线，变换网络的拓扑结构。考虑到施工及布线方面的限制，所以本系统推荐选用 5 台网关。

三、系统结构图

四、系统说明 

水表、电表：业主提供，标准Modbus协议接口。

网关：连接空调设备、控制器，实现双向数据传输。

SIM卡：4G网络，实现数据推送到服务器。

监控服务器：可以远程操作设备的开启或关闭，监控设备数据变化，并读取户用能量表和楼栋总表的数据，从而实现远程监控和计费，达到舒适、节能和物业智能化管理的目的。

五、系统功能

实时监控：通过单元式智能控制器通讯接口，实时监控空调的运行状态参数，并可远程监控数据。

历史存储：各类参数可作为历史记录存储在数据库中，以供后期查询、分析、统计。存储的时间及参数可根据用户需要设置。

现场仿真：以现场配置图为背景，实时显示各监控点的数值与状态，监控点位置及对应设备，可根据现场实际要求自定义。

走势曲线：根据历史存储记录，可以自动生成各监控参数的历史运行曲线，并可打印或另存为其他格式文件。

实时警报：当监控点设备发生故障时，网关通过短信或者微信的方式发送报警，并在屏幕上闪烁红色警报标志；通过设备状态表显示颜色，方便通知工作人员故障设备地址以及运行参数。

节能运行：系统根据用户设置开关设备要求，自动切入节能运行状态。

区域管理：系统根据用户需要可设置监控点区域，分区管理，提高系统效率。

实时查询：随时查询各用户任何一段时间内的所有资料。

报表输出：自动生成专业的报表格式，并附带报表格式设计软件，可根据用户需求自定义表格，并且可以导出成多种文件格式。

保密功能：管理系统软件按不同的优先级别设有密码，可以防止无关人员乱操作，以免破坏系统及资料。

网络功能：标准的B/S架构，可以实现本地多客户端远程访问。

OPC接口：标准的OPC数据接口（配合我司免费软件），可以和第三方管理软件进行数据交互。

六、系统优点

◆先进的设计，减少故障影响，从而提高可靠性。

◆开放式系统设计，能根据用户需求选择模块功能，控制参数及现场图景。

◆主要的智能单元控制器都能完全独立操作，减少因网络故障而影响运作。

◆完善了手动/自动开关控制，包括所有控制器，因此降低了因系统故障而引起的用户使用不便。

◆可提供特大的不会消失的数据库容量，程序方面可采用单一式数据处理，减少出错机会且运行简便。

◆可连接高速以太网，扩大网络监测范围。

◆能提供完善的售后服务。

七、产品介绍

7.1能源管理平台

迅饶能源管理平台可以实现对水、电、燃气、冷源、热源等数据进行采集计量、计费、保存和归类，并有高峰与低谷用电记录，从而为能源管理提供了必要条件。同时对电能按照明插座用电、动力用电、空调用电、特殊用电进行分项计量，为企、事业单位电能节能审计提供依据。经过分析计算，能源数据可以各种形式（表格、饼图、柱状图、折线图等）加以直观的展示。

软件优点：

1.通过对设备数据实行集中监测，使能源管理与能源使用过程有机结合起来，提升能源管理的整体水平;

2.凭借强大的能效分析功能和高度可视化直观界面，让能源管理专家能够快速 分析能耗特征，找出高耗能原因并制定节能方案;

3.可实现用户的能耗数据的统一汇总和管理;

4.峰、谷、平耗能分析;

5.年、月、周、日报表;

6.具备导入导出，筛选和存储功能;

7.具备柔性的操作后台，支持后期维护和扩展;

7.2平台界面

7.3 HMI2004-A9-4G网关

硬件参数：

IOT网关HMI2004-A9-4G配合组态编辑软件X2View可实现现场数据采集，并直接转为组态画面进行数据实时监控。用户无需购买组态软件，只需用电脑、手机、iPad或自带浏览器功能的设备即可登录组态画面进行监控，实现远程监控设备启停、运行等操作，给用户带来良好的操作体验。同时具有微信报警、电话报警、钉钉报警、邮件报警、MQTT服务、工程上传云端等功能；还可以转发为BACnet 服务器、Modbus服务器，OPC UA服务器，开放数据接口被第三方的系统集成。

八.方案简介

方案原理图

说明：项目中，设备分散于各楼层，首先要是用网关通过4G网络将各楼层数据推送到服务器，然后在中控室获取数据并显示在组态组态画面，最终是用能源管理软件存储数据到数据系统并进行中央数据监控；

8.1末端设备数据对接

WEB组态软件中选择设备对应的协议接口，如BACnetIP、ModbusRTU、ModbusTCP；然后配置设备通讯参数，如IP地址或波特率、停止位，最后项目现场设备通讯，通讯稳定后，设置MQTT客户端推送数据；

注意：后期如果有其他设备要接入，可以修改在原工程上修改配置；

说明：“网关名称”可根据情况自定义，“主题”是软件需要连接网关IOT中主题； “网关ID”是IOT中产生的ID:

网关值类型不能为空；

8.2中控室读取各个楼层数据

说明：中控室网关可分配唯一主题和ID；从云端将数据订阅到，最后编辑页面，实现数据实时监控（界面可自定义，根据项目情况做配置）。 

8.3迅饶网关数据架构

○ 迅饶IOT网关HMI2004-A9-4G（数据采集器）：

HMI2004-A9-4G是一款功能强大的协议转换网关，支持多种协议转换，相当于现场数据采集器，通过本设备能够实现与锅炉、空调、电梯、消防、智能照明系统、电表、水表、PLC等等通讯，并采集其数据，通过4G无线、MQTT协议格式，把采集到的数据实时传输到服务器。

○ MQTT物联网协议

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是IBM开发的一个即时通讯协议，有可能成为物联网的重要组成部分。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和制动器（比如通过Twitter让房屋联网）的通信协议。

○ 云平台数据采集软件

负责接收IOT网关通过MQTT协议上传的数据。

8.4中控系统数据存储

迅饶能源管理平台可以实现对水、电、燃气、冷/热源等设备数据进行采集计量、计费、保存和归类，并有高峰与低谷用电记录，从而为能源管理提供了必要条件。同时对电能按照明插座用电、动力用电、空调用电、特殊用电进行分项计量，为企、事业单位电能节能审计提供依据。经过分析计算，能源数据可以各种形式（表格、饼图、柱状图等）加以直观的展示。

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