黄昊
贵州贵阳龙洞堡国际机场股份有限公司，贵州 贵阳，550000
在民用机场能源设备运行中，过去对传统机械设备（组合式风柜、排风机等）运行调度依靠大量人工干预操作。随着规模不断扩大，设备不断增加，运行维护需要投入大量人力才能满足保障需求。自从楼宇自控系统、智能照明系统等自动化控制系统问世，通过图形化人机界面操作，发送需要控制指令，交换机、网关等设备实现网络通讯，TCP/IP、bacnet ip、modbusd等通讯协议传输控制信号，最终通过PLC、PID等现场控制器I/O实现启停。解决人力投入问题，实现远程“智能化”运控。
自动化系统设计根据所辖业务需求，建设各自独立控制系统。能源系统大体分为水、电、气、暖等四大主系统，围绕主系统演变出许多能源子系统。每个子系统根据业务需求采用不同框架设计，相互独立，犹如一座座孤岛，各系统缺少统一通讯接口，很难实现协同管控；多个能源系统之间存在耦合转换，管控难度大。运行维护从过去设备（硬件）变为系统（硬件+软件），难度大大提升，如何将“孤岛”整合成为一个痛点。自此智慧能源数据化运维孕育而生。
智慧能源数据化运维系统提供多种通讯接口，根据子系统数据通讯方式采用不同通讯协议读取数据，实现数据接口统一，将数据上传至管理平台，存储数据。管理平台根据实际业务需求，对数据进行清洗、筛选、过滤、提炼，将能源子系统进行整合，实现采集、监测、故障报警等功能，形成能源系统全局监控；建立能源分析，负荷预测等能源管理体系，采用大数据优秀算法，生成数据模型，对能源设备进行智能预警，实现“事前运维”；通过BI，Echarts等数据可视化工具联动，打造智慧能源数据可视化大屏；通过BIM 3D数字化建模，把能源数据“打包”，移交至3D模型，实现3D可视化展示，可快速直观展示能源子系统分布，运行情况。与能耗系统进行联动，可进一步分析单楼层/单区域能耗，并将能耗情况进行BIM 3D热力图展示，直观将能耗定位到具体楼层，区域，以及设备，实现数据化运维。
通讯协议是连接能源系统桥梁，根据业务需求采用不同通讯方式，常见的数据集成方式如下：
1、数据库
生产运行中会产生大量数据，通常把生产数据存入数据库中，数据库是存储、管理数据的仓库，常见数据库有MySQL、SQLServer、Redis、MongoDB等。能源集控系统可以通过数据库获取子系统数据，实现数据集成，常见方式为推送和读取。
推送方式是指集成系统建立数据库，开放接入端口。能源子系统通过接入端口定位数据库，定时将生产数据（实时数据，历史记录等）推送至数据库，写入集成系统数据库中，集成系统查询数据库，提取需求数据，实现数据集成。
读取方式是指通过远程方式获得数据。能源子系统建立数据库，将生产信息存入数据库中，并开放外接端口。集成系统通过URL建立数据库连接，通过端口号定位数据库，账号密码验证进入数据库，获取数据。
2、MQTT
MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅模式的"轻量级"通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。MQTT协议通过发布者、代理、订阅者实现数据通讯。
MQTT协议中有三种身份：发布者、代理、订阅者。在数据集成中，能源集成系统为订阅者，能源子系统为发布者，订阅者和发布者需要中间代理服务器进行数据转发传输。如同报刊亭一样，每当杂志发布放在报刊亭销售，订阅人员只需要去报刊亭就能得到杂志。
MQTT支持消息推送。传统消息推送需要设置定时推送，既1秒，10秒等推送一次数据，有时出现通讯堵塞，不能获取最新数据动态，MQTT基于实时更新推送，监测数据有变化立刻进行推送，实现动态数据实时更新。
MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。
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3、BACnet
BACnet协议是由美国采暖、制冷和空调工程师协会（ASHRAE）制定的一个楼宇自动控制技术标准文件，BACnet具有良好的互连特性和扩展性。通讯上可以扩展到其他任意通信网络。BACnet/IP标准可以实现与Internet的无缝互连。在功能上具有良好的互连性和互操作性及扩展性，在开放模式环境下，应用领域不断扩展。目前该标准已广泛应用于楼宇设备的各个领域，如给排水系统、照明系统等。
BACnet协议最根本的目的是提供一种楼宇自动控制系统实现互操作的方法。在智能建筑方面数据集成，BACnet协议是不错的选择。
4、OBIX
OBix 协议可以用于开发楼宇间数据通信的软件,并且保证软件的开放性,使得软件可以跟支持Obix的设备无缝连接。obix是一种XML/Web Services 通讯协议，XML/Web Services技术凭借其“平台无关，语言无关和协议无关”的特点逐渐成为集成应用的首选。使用Http Request/Post方式进行数据通讯。所有数据通过可读字符进行传送，一个oBIX对象可以有唯一的一个URL识别，URL有相应的XML文档。集成系统可根据业务需求自行调用XML形式数据,对于JAVA工程师来说是不错的选择。
5、OPC
OPC是基于微软的OLE(Active x)、COM（部件对象模型）和DCOM（分布式部件对象模型）技术的工业标准协议，其中COM是一种为了实现与编程语言无关的对象而制定的标准，该标准将windows下的对象定义为独立单元，可不受程序限制的访问这些单元，可以使两个应用程序通过对象化接口通讯。在DCOM上，可以访问本机以外的对象，一个应用程序所使用的对象分布在网络上。
OPC协议采用C/S（用户/服务器）模式，以OPC服务器的形式实现集成，具有语言无关性，代码重用性，易于集成性等优点。常用于工控和楼控方面集成。
在数据集成上，不同系统支持不同协议，根据需求选择相应协议实现集成。现阶段大多数软件采用前后端分离技术，数据集成系统(后端)通过API形式将传输数据，数据可视化（前端）等通过接口读取API数据进行展示。在前后端数据传输中需要选择相应安全策略，数据加密等方式防止被不法分子“拦截”，盗取数据。