福州市城乡建设会关于公共建筑安装能耗线监测.docx
- 文档编号:4344874
- 上传时间:2022-11-30
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:48.65KB
福州市城乡建设会关于公共建筑安装能耗线监测.docx
《福州市城乡建设会关于公共建筑安装能耗线监测.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《福州市城乡建设会关于公共建筑安装能耗线监测.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
福州市城乡建设会关于公共建筑安装能耗线监测
附件:
福州市建筑能耗监测系统数据通信协议
市、建筑两级平台数据通信协议V1.0
(试行)
为方便各建筑的能耗监测系统的数据接入市级能耗监测平台,在住建部《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则》的基础上进行细化并根据市级平台的功能要求制定本通信协议。
1术语
1.1建筑能耗监测系统
通过在建筑物内安装分类和分项能耗计量装置,采用远程传输等手段及时采集能耗数据,实现建筑能耗的在线监测、数据处理及数据远程传输和动态分析功能的硬件和软件系统的统称。
1.2分类能耗
按照建筑消耗的主要能源种类划分进行采集和整理的能耗数据,如:
电、燃气、燃油、集中供热、集中供冷、可再生能源、水耗等。
1.3分项能耗
按照建筑消耗的各类能源的主要用途划分进行采集和整理的能耗数据,如:
空调用电、动力用电、照明用电及特殊用电等。
1.4数据采集器
在一个区域内进行电能或其它能耗信息采集的装置或设备,用来采集计量装置的能耗数据,对能耗数据进行运算、存储、加密等处理,并将数据传输到本地或数据管理服务器。
1.5市级能耗监测平台
从网络接收并存储其管理市区内的建筑能耗数据,同时接收来自市区内数据中转站转发的能耗数据,并对市区内的能耗数据进行处理、分析、展示、发布,对其市区内的楼宇进行动态监测的管理中心。
2通信方式和传输内容
2.1数据采集器使用基于TCP/IP协议的有线或者无线方式和市级平台通信。
2.2市级平台具有固定IP地址或者网络域名,方便数据采集器接入。
2.3数据采集器应将采集到的能耗数据定时远传,能耗数据每1小时上传1次,心跳信息每20分钟上传一次。
2.4能耗数据包括分项能耗瞬时累计值(例如有功电度)和每块仪表能耗瞬时累计值(例如有功电度)。
分项能耗读数通过和分项相关的仪表读数运算得出,需上传的分项能耗见附录1。
2.5在远传前数据采集器应对能耗数据包进行加密处理。
2.6数据采集器应有断点续传功能,如因传输网络故障等原因未能将数据远传,则待传输网络恢复正常后数据采集器应将未发送成功的数据进行断点续传。
3数据传输过程和通信协议
3.1数据远传使用基于TCP/IP协议的数据网络,市级平台提供两种通信协议:
TCP和WebService。
3.1.1TCP协议定义如下,具体通讯协议见附录2:
●市级平台建立TCP监听,采集器发起对市级平台的连接,TCP建立后发送验证信息,市级平台对数据采集器进行身份认证验证,通过后数据采集器发送加密后的能耗数据,发送后连接断开;
●数据采集器定时发送心跳数据(不加密),心跳数据不需要进行身份验证。
3.2WebService协议定义如下,具体通讯协议见附录3:
●数据采集器定时调用市级平台提供的WebService服务上传能耗数据(加密)和心跳数据(不加密);
●上传能耗数据和心跳数据分别调用WebService服务的不同方法。
3.3数据采集器和市级平台传输的能耗数据应进行加密,加密使用AES加密算法对数据包进行加密,加密密钥和认证密钥相同,长度为128bit。
AES采用CBC算法模式,PKCS7/PKCS5填充模式,向量和密钥相同。
具体加密方法见附录2和附录3。
3.4市级平台通过心跳数据对数据采集器进行授时,数据采集器应根据授时时间调整本地时间。
3.5当网络发生故障时,数据采集器应存储未能上报的数据,待网络连接恢复正常后进行断点续传。
3.6当未能正确采集能耗数据时,数据采集器在能耗数据包中发送故障信息。
3.7应用层数据包使用XML格式,具体格式见附录4。
3.8字符串(string)和字节(byte)之间的转换均采用UTF-8编码。
附录1分类分项能耗代码
序号
分类分项编码
分类分项名称
单位
计算方法
既有建筑
新建建筑
1
01000
电
kWh
★
★
2
01A00
照明插座系统用电
kWh
★
★
3
01A10
室内照明与插座
kWh
☆
★
4
01A1A
室内照明
kWh
☆
★
5
01A1B
室内插座
kWh
☆
★
6
01A20
公共区域照明和应急照明
kWh
☆
★
7
01A2A
公共区域照明
kWh
☆
☆
8
01A2B
应急照明
kWh
☆
☆
9
01A30
室外景观照明
kWh
☆
★
10
01B00
空调系统用电
kWh
★
★
11
01B10
冷热站
kWh
★
★
12
01B1A
冷冻泵
kWh
★
★
13
01B1B
冷却泵
kWh
★
★
14
01B1C
冷水机组
kWh
★
★
15
01B1D
冷却塔
kWh
☆
★
16
01B1E
热水泵
kWh
★
★
17
01B1F
电锅炉
kWh
★
★
18
01B20
空调末端
kWh
☆
★
19
01B2A
新风机组
kWh
☆
★
20
01B2B
风机盘管
kWh
☆
★
21
01B2C
空调市域的通排风设备
kWh
☆
★
22
01B2D
多联机/分体式空调器
kWh
☆
★
23
01B2E
全空气机组
kWh
☆
★
24
01C00
动力系统用电
kWh
★
★
25
01C10
电梯
kWh
☆
★
26
01C20
水泵
kWh
☆
★
27
01C30
非空调区域通排风设备
kWh
☆
★
28
01C40
开水器
kWh
☆
☆
29
01C50
空气能热水器
kWh
☆
☆
30
01D00
特殊系统用电
kWh
★
★
31
01D10
信息中心
kWh
☆
★
32
01D20
厨房餐厅
kWh
☆
★
33
01D30
洗衣房
kWh
☆
★
34
01D40
游泳池
kWh
☆
★
35
01D60
车库
kWh
★
★
36
01D70
办事大厅
kWh
☆
★
37
01D80
电动汽车充电桩
kWh
☆
★
38
01D50
其它
kWh
☆
☆
39
01D90
健身房
kWh
☆
★
40
02000
水
m3
☆
★
41
02A00
直饮水
m3
☆
☆
42
02B00
市政生活饮用水
m3
☆
★
43
02B10
厨房餐厅用水
m3
☆
☆
44
02B20
盥洗用水
m3
☆
☆
45
02B30
洗衣房用水
m3
☆
☆
46
02B40
绿化用水
m3
☆
☆
47
02B50
水景用水
m3
☆
☆
48
02B60
空调用水
m3
☆
☆
49
02B70
游泳池用水
m3
☆
☆
50
02B80
洗车用水
m3
☆
☆
51
02B90
淋浴用水
m3
☆
☆
52
02BA0
锅炉用水
m3
☆
☆
53
02BB0
其他用水
m3
☆
☆
54
02C00
市政生活杂用水(中水)
m3
☆
★
55
02D00
市政生活杂用水(雨水)
m3
☆
★
56
02E00
市政温泉水
m3
☆
★
57
02F00
自备水源
m3
☆
★
58
03000
燃气
m3
☆
★
59
03A00
天然气
m3
☆
★
60
03A10
冷热源用燃气
☆
☆
61
03A20
厨房餐厅用燃气
☆
☆
62
03A30
生活热水用燃气
☆
☆
63
03A40
其他燃气
☆
☆
64
03B00
人工煤气
m3
☆
★
65
03C00
液化气
m3
☆
★
66
04000
燃油
kg
☆
☆
67
04A00
汽油
kg
☆
☆
68
04B00
煤油
kg
☆
☆
69
04C00
柴油
kg
☆
☆
70
04D00
燃料油
kg
☆
☆
71
05000
集中供热
kj
☆
★
72
06000
集中供冷
kj
☆
★
73
07000
可再生能源
kWh
☆
★
74
07A00
太阳能系统
kWh
☆
★
75
07B00
地源热泵系统
kWh
☆
★
76
07C00
风力发电系统
kWh
☆
★
77
07D00
其他
kWh
☆
☆
78
08000
其它能源
kWh
☆
☆
79
09000
煤
kg
☆
☆
80
10000
集中热水
kj
☆
★
说明:
1.★表示应通过安装计量仪表,实际计算得出
2.☆如果条件允许,应尽量安装计量仪表
附录2TCP通讯规约
1.网络层数据包格式
数据采集器和市级平台传输的网络层数据包格式是指通过TCP协议传输时的格式,不但包括应用层的数据包,还包括因为TCP协议特性而增加的附加信息,以保证数据的顺利传输。
格式定义如下:
Head
Type
Length
Data
Head:
消息头,2个字节,固定为0x1F1F。
Type:
消息类型,1个字节:
●0x1:
身份认证,Data体是明文数据
●0x2:
心跳信息,Data体是明文数据
●0x3:
能耗数据,Data体是通过AES加密后的数据
Length:
4个字节,Integer整型,指明消息体Data长度,采用网络字节顺序(高位字节在前)。
Data:
应用层数据包,明文或是经过AES加密后的数据,原始数据是变长字符串,xml格式的消息,UTF-8编码,格式见附录4。
2.身份认证过程
市级平台使用MD5算法对数据采集器进行认证,具体过程如下:
(1)TCP连接建立成功后,数据采集器向市级平台发送身份认证请求;
(2)市级平台向数据采集器发送一个随机序列;
(3)数据采集器将本地存储的认证密钥(AES加密密钥)和接收到的随机序列组合成一连接串,计算连接串的MD5值并发送给市级平台;
(4)市级平台将接收到的MD5值和本地计算结果相比较,如果一致则认证成功,否则认证失败。
认证密钥存储在市级平台和数据采集器的本地文件系统中,密钥长度128bit。
数据采集器和市级平台通信过程如附图2-1所示。
附图2-1数据采集器和市级平台通信过程
2.数据加密
使用AES加密算法对XML数据包进行加密,加密密钥和认证密钥相同,长度为128bit。
AES采用CBC算法模式,PKCS7/PKCS5填充模式,向量和密钥相同。
附录3WebService通讯规约
1.市级平台提供WebService服务以方便数据采集器上传能耗数据和心跳数据。
2.WebService服务名:
DataTransmissionService,提供以下方法:
a)能耗数据传输方法
publicstringtransportEnergyData(stringbuildingId,stringgatewayId,byte[]sequence,byte[]md5,byte[]message)
采集器将存储的本地密钥(AES加密密钥)加上采集器生成的随机序列sequence计算出的md5值作为参数,随机序列和能耗数据也作为参数调用transportEnergyData上传能耗数据。
参数说明:
sequence:
采集器生成的随机序列;
md5:
采集器存储的本地密钥加上采集器生成的随机序列sequence计算出的md5值;
buildingId:
楼宇编码;
gatewayId:
采集器编码;
message:
能耗数据,原始格式说明见附录4,需使用AES算法加密,AESAES采用CBC算法模式,PKCS7/PKCS5填充模式,向量和密钥相同;
返回值:
如果正确解析,返回OK,否则返回错误描述,详细格式见附录4的能耗数据传输后数据中心的回应消息,xml格式,加密后传输。
b)心跳数据传输方法
publicstringtransportHeartBeat(stringbuildingId,stringgatewayId)
参数说明:
buildingId:
楼宇编码
gatewayId:
采集器编码
返回值:
返回授时时间字符串:
格式YYYYMMDDHHMMSS,详细格式见附录4,xml格式,明文传输。
附录4数据传输的XML数据格式
1.身份验证数据包(id_validate)
xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?
>
说明:
此操作只在使用TCP方式传输时有效。
common元素:
通用部分,属性说明:
building_id:
楼栋编号
gateway_id:
采集器的ID
type:
固定为id_validate,指明是身份验证
id_validate元素:
operation属性:
共有四种:
●request:
采集器请求身份验证(该数据包为采集器发送给服务器),无子元素。
●sequence:
服务器发送一串随机序列,sequence子元素有效(该数据包为服务器发送给采集器)。
●md5:
采集器发送计算的MD5,md5子元素有效(该数据包为采集器发送给服务器),注意此处的md5值是转换成16进制后的字符串,参考附录5。
●result:
服务器发送验证结果,result子元素有效(该数据包为服务器发送给采集器)
2.心跳/校时数据包(heart_beat)
xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?
>
说明:
common元素:
通用部分,属性说明:
building_id:
楼栋编号
gateway_id:
采集器编号
type:
固定为heart_beat,指明是心跳/校时
heart_beat元素:
心跳/校时,属性说明:
operation:
两种操作类型,
●notify:
采集器定期给服务器发送存活通知,无子元素
●time:
服务器在收到存活通知后发送授时信息,此时子元素time有效
3.能耗远传数据包(data)
数据采集器发送的信息:
xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?
>
说明:
(1)common元素,通用部分,属性说明:
●building_id:
楼栋编号
●gateway_id:
采集器编号
●type:
type:
energy_data,指明是能耗数据
(2)data元素,远传数据:
●operation属性:
操作类型,
⏹report:
上报的能耗数据
●energy_items元素:
能耗分项数据
⏹energy_item元素:
上传的分项h
⏹code分项代码,数值是分项下所有仪表运算后的瞬时读数值,上传的分项参考附录1
●meters元素,仪表组合:
⏹total属性:
采集的仪表总数
⏹meter元素,仪表:
⏹id属性:
仪表的id
⏹name属性:
仪表名称
⏹function元素:
每个计量装置的具体采集功能,具有下列3种属性:
◆error属性:
该功能出现错误的描述,空字符串表示没有错误
◆id属性:
计量装置的数据采集功能代码,定义如下:
Ua:
A相电压,Ub:
B相电压,Uc:
C相电压,Uab:
AB线电压,单位:
V;Ubc:
BC线电压,Uca:
CA线电压,Ia:
A相电流,Ib:
B相电流,单位:
A;Ic:
C相电流,Iab:
AB线电流,Ibc:
BC线电流,Ica:
CA线电流,单位:
A;
Pa:
A相有功功率,Pb:
B相有功功率,Pc:
C相有功功率,单位:
kW
Ps:
总有功功率,单位kW;
Qa:
A相无功功率,Qb:
B相无功功率,Qc:
C相无功功率,单位:
kVar;
Qs:
总无功功率,单位:
kVar;
PFa:
A相功率因数,PFb:
B相功率因数,PFc:
C相功率因数,PFs:
总功率因数;
Sa:
A相视在功率,Sb:
B相视在功率,Sc:
C相视在功率,单位:
kVA;
Ss:
总视在功率,单位:
kVA;
Uavg:
相电压均值,ULavg:
线电压均值,单位:
V;
Lavg:
电流均值,单位:
A;
F:
频率,MD:
月最大需量,单位:
kW;
WPP:
累计正向有功电能,WPN:
累计反向有功电能,单位:
kwh;
WQP:
累计正向无功电能,WQN:
累计反向无功电能,单位:
kVarh;
T:
水累计流量,单位:
m³,LCF:
水瞬时流量,单位:
m³/h;
TPP:
水压,单位:
MPa;
GTF:
燃气累计流量,单位:
m³,GCF:
燃气瞬时流量,单位:
m³/h;
GPP:
燃气压力,单位:
MPa;
CQ:
当前热功率,单位:
kW,TQ:
累计热量,单位:
MJ;
IT:
进水温度,RT:
回水温度,单位:
℃;
PPG:
光伏累计发电量,单位:
kWh;
SCMT:
光伏组件表面温度,单位:
℃;
APP:
压缩空气压力,单位:
MPa,ATF:
压缩空气累计流量,单位:
m³;
TMP:
温度,单位:
℃,HUM:
湿度,单位:
%;
CO2:
二氧化碳浓度,单位:
ppm,TVOC:
总有机挥发物浓度,单位:
ppm;
PM25:
PM2.5浓度,单位:
μg/m3,PM10:
PM10浓度,单位:
μg/m3。
市级平台回应的信息:
xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?
>
说明:
如果数据格式和内容正确,ack中返回OK,否则返回错误信息。
time是采集器发送数据中包含的消息。
4.如果由于对消息的解密错误或者xml文档格式错误等原因导致文档不能解析,服务端将回应下列消息,错误描述在error元素中。
xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?
>
附录5数据签名/加密算法验证参考
对本通讯规约使用的MD5和AES算法,可使用下列示例进行验证算法是否正确:
1.MD5算法
明文
abc
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
密文
byte(-128~127)
-112,1,80,-104,60,-46,79,-80,-42,-106,63,125,40,-31,127,114
-61,-4,-45,-41,97,-110,-28,0,125,-5,73,108,-54,103,-31,59
byte(0~256)
144,1,80,152,60,210,79,176,214,150,63,125,40,225,127,114
195,252,211,215,97,146,228,0,125,251,73,108,202,103,225,59
十六进制
900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72
c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13b
2.AES算法
AES使用采用CBC算法模式,PKCS5/PKCS7填充模式,向量和密钥相同。
明文
hello,world!
密钥
chinashanghaijky
密文
byte(-128~127)
35,118,54,20,-110,33,-7,92,121,-103,21,52,-119,96,-120,-30
byte(0~256)
35,118,54,20,146,33,149,92,121,153,21,52,137,96,126,226
十六进制
237636149221f95c79991534896088e2
备注:
对于byte类型,由于不同言语对应的值范围不同,如C、C++、java是-128~127,C#是0~256,因此对应范围不同的值在不同语言中显示值会有不同,但对结果没有影响。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 福州市 城乡建设 关于 公共建筑 安装 能耗 监测