目前所有的通讯协议功能,BACnet 是最适合也是最恰当的选择可以应用在建筑节能工作,透过开放式结构的通讯方式可以方便且经济地取得建筑物内各项耗能及相关设备的数据,配合建筑物能源管理诊断专家系统的决策判断,再利用BACnet 互通性的优点直接且准确地下达控制命令至所需配合的数字控制器,以执行各种的节能控制策略。
1.Modbus 与BACnet
BACnet 为建筑物自动化控制网络的整合型通讯协议,而监测时所采用的数字式电表绝大部份使用Modbus 通讯协议,当监控程序为符合BACnet 规范的通讯协议时,就必须透过一个具有两个通讯协议间转译功能的网关(Gateway)才能将数字式电表的数据以BACnet 的通讯方式在BACnet 网络上透通。BACnet 局域网络系统整合控制器(LSI)提供了Modbus 与BACnet 两个通讯协议间的转译功能,因此只要将应用程序设定完成就可以将监测数据收集至监测计算机中,其中在LSI 应用层的部份LSI 会将包裹在Modbus 通讯协议中的数据分解出来再包裹成BACnet 通讯格式的封包再透过网络的联机连结至BACnet 的网络上。在应用程序设定方面,依照BACnet 局域网络系统整合控制器的编辑软件呼叫出模拟输入值的对象,在这些对象中输入每一个数字式电表所对应的实体地址并定义从数字式电表中所要读出值的各项属性设定。另外再设定数据截取所需时间间隔及数据库连结的设定,最后再设计一个程控交换机图控画面将这些属性呈现在监控计算机的屏幕上。这样一来当应用程序启用的后,系统就会依照所设定的程序呼叫出相关的服务,当电话交换机,集团交换机系统要取得电表的耗电量数值时就可以透过前述的对象存取服务的ReadProperty 服务向LSI 提出要求,LSI 再以Modbus 通讯方式向数字式电表要求服务,当电表响应数值后LSI就可以响应系统的对象存取服务要求送回电表数值。
2. 远程数据取得的网络联机方式
由于建筑能源监测的数据量将随着时间的累积而日趋庞大,因此监测地点必须架构一部监测用计算机以供长期数据收集的用,基于资料备份、远程监测或其它用途的考虑必要时需透过网络联机的方式来进行数据存取的动作,本研究采用的现场监测用计算机是以开放式通讯协议架构的BACnet 通讯协议功能的能源监测系统,可以利用BACnet 网络广播管理装置(BACnet Broadcast Management Device, BBMD)与远程同样以BACnet 通讯协议功能的能源监测系统进行联机以进行数据备份、远程监测等工作。
3.建筑物电力系统监测
由于能源监测工作必须长期且详细地收集建筑物内各项耗能数据,因此这些庞大的数据量必须要使用数据库管理系统加以储存并有效管理,才可使庞大的数据变成可利用的信息。本研究利用具有数据库管理功能的Access 数据库系统来汇整日积月累的数据,透过数据库管理系统的查询及计算功能将所有耗能数据整理成单位面积用电量强度DUI 值(W/m 2)与单位面积耗电密度EUI 值(kWh/m2.yr)两个数值及各项设备耗能比例图,透过这些信息了解建筑物的耗能等级以利判断能源控制策略的实施。EUI 值及DUI 值即是利用Access 数据库管理系统中的VBA 程序开发工具及SQL 语言的撰写以整理每分钟从数字式电表截取的电力数据并绘制成图表的形式。