专利名称：一种能源使用效率检测仪及检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种能源使用效率检测仪及检测系统。
背景技术：
在节能减排的大趋势下，数据中心作为能耗大户，作为高新技术的依托与支撑者，自身的绿色低碳措施势在必行。现阶段，我国的数据中心整体平均能耗效率低下，每年的能耗费用基本超过IT设备的采购费用，成为运营维护费用的最大组成部分。数据中心的能源使用效率(PUE)低下，造成了巨大的资源浪费。检测数据中心的能源使用效率数据，为提上日程的节能减排和迫切实施的节能优化措施提供可靠的数据指导与支撑，成为迫切需要解决的问题。目前，数据中心的动力环境监控系统已日益成熟，而基于动力环境监控技术而衍生出来的能耗监控手段不断进步。很多厂商为帮助客户实现节能减排战略，优化数据中心能源使用效率，降低运营维护成本，开始为客户数据中心部署能耗监测系统，而这些检测手段，都是通过部署电磁互感器或电流互感器等工程方式，再加上定制化的数据分析平台来实现的。这种方式在一定程度上能够满足客户的需求，但也有其很多的局限性。首先，在数据中心工程施工时，需要在众多待测点部署电磁互感器或电流互感器，涉及到供配电系统、综合布线系统、动力环境监控系统的设计与施工的整个过程，同时，后台的软件，需要定制开发，因此，建立能源使用效率检测系统的周期很长；并且现有的测试方法通常要监控数月甚至一年才能给出数据中心的能耗情况，测量周期也很长；其次，在工程设计与部署的过程中，由于周期长，存在很多不可控的因素，需要投入的人力成本高，而且系统的开发测试，有一定的不稳定因素，加上后续扩容的变更，存在很大的隐性成本，因此，建立能源使用效率检测系统的成本高；能源使用效率检测系统与供配电系统和综合布线系统一起施工，属于一次性工程，不便于日后扩容系统时进行检测能力扩展，局限性大。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于提供一种能源效率检测仪，以及基于该能源检测仪的检测系统，以解决现有技术存在的能源效率检测周期长、成本高和局限性大的问题，其中一种能源使用效率检测仪，包括采集被检测设备的能源使用数据的采集模块、配置该能源使用效率检测仪的检测参数以及显示获得的被检测设备的能源使用数据的交互模块、根据预先配置的检测参数对接收的能源使用数据进行计算的主控�？�、以及存储数据和预置的多种能源使用效率计算策略对应的指令的存储�？椋鲋骺啬？榉直鹩虢换ツ？�、采集�？楹痛娲⒛？榱�。所述主控�？槲哂卸喔鲎芟呓涌诘闹醒氪淼ピ熬哂卸喔霾宀鄣墓ひ导吨靼澹挥叛〉兀鼋换ツ？�、存储�？槲直鹆又了鲋醒氪淼ピ淖芟呓涌诘亩懒⒐δ苣？椋凰霾杉？槲又料嘤Φ牟宀鄣目啥懒⒗┱沟耐獠抗δ苣？�。进一步地，所述采集�？榘又帘患觳馍璞傅氖涑鼋涌诘男樽坏ピ糜诖颖患觳馍璞傅氖涑鼋涌诙寥「么馍璞傅哪茉词褂眯畔ⅲ⒋涓骺啬？椋涣佑诒患觳馍璞负椭骺啬？橹涞牡缌坎饬康ピ糜诓饬勘患觳馍璞傅牡缌肯氖荩⒋涓骺啬？椋灰约埃肪巢问饬康ピ糜诩觳飧眉觳庖撬肪车奈露群褪仁荩⒋涓骺啬？�。所述协议转换单元进一步包括多个并行连接的协议转换子单元，每个协议转换子单元包括串行连接的接口连接器、协议转换器、RS485总线、RS485转RS232接口转换器、RS232总线；或者串行连接的接口连接器、协议转换器和TCP/IP协议采集器。所述每个并行连接的协议转换子单元中的接口连接器为与该协议转换器匹配的不同类型的接口组件。所述电量测量单元包括电磁互感器或电流互感器或电量测量仪。所述环境参数测量单元包括温度传感器和/或湿度传感器，或温湿度测量仪表。所述交互模块包括输入单元和输出单元，其中，所述输入单元包括键盘或触控板；所述输出单元包括显示屏。优选地，所述能源使用效率检测仪还包括连接主控�？楹褪莘治銎教ǖ氖荽淠？椋糜诮炯觳庖羌觳饣竦玫哪茉词褂檬莺�/或计算得到的能源使用效率数据发送至数据分析平台。本申请还公开了一种能源使用效率检测系统，包括并行连接的至少一个上述的能源使用效率检测仪。使用本实用新型的能源使用效率检测仪可以随时随地、快速地对数据中心各种设备的能源使用效率进行测量，快速地给出数据中心各设备的能源使用数据，为提高数据中心的能源使用效率和节能减排提供有效的数据依据。并且，本实用新型的能源使用效率检测仪内置常见的接口和能源使用效率计算策略指令，适应性强，成本低。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本实用新型能源使用效率检测仪一个实施例的结构框图；图2为根据本实用新型能源使用效率检测仪一个实施例的具体结构框图；图3为根据本实用新型能源使用效率检测仪另一实施例的实施系统示意图；图4为根据本实用新型的能源使用效率检测系统的部署示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型的主要思想在于，提供一种能源使用效率(PUE)检测仪，以下简称PUE检测仪，包括主控�？�、分别和所述主控�？榱拥慕换ツ？�、采集模块、以及存储�？�。所述主控�？橹葱性ぶ玫母髦殖＜男榻馕鲋噶詈透髦帜茉词褂眯始扑悴呗远杂Φ闹噶睿糜诟菰は扰渲玫募觳獠问越邮盏哪茉词褂檬萁屑扑悖竦玫鼻氨患觳馍璞改茉词褂眯适莺�/或整个数据中心的能源使用效率数据；所述交互�？橛糜谂渲酶眉觳庖堑募觳獠问约跋允净竦玫谋患觳馍璞傅哪茉词褂檬荩凰霾杉？橛糜诓杉鼻氨患觳馍璞傅哪茉词褂檬荩⒎⑺透骺啬？椋凰龃娲⒛？橛糜诖娲⒉杉？榛竦玫哪茉词褂檬�、主控�？榧扑慊竦玫哪茉词褂眯适莺驮は扰渲玫募觳獠问约霸は壬柚玫亩嘀殖＜男榻馕鲋噶詈投嘀帜茉词褂眯始扑悴呗远杂Φ闹噶�。所述采集模块进一步包括协议转换单元、电量测量单元、环境参数测量单元。所述协议转换单元包括多种接口连接器和协议转换器(如SNMP、m0dbus、RS232协议转换器等)，能兼容数据中心的各种耗电设备的输出接口。使用该能源使用效率检测仪可以快速、方便的获得数据中心的能源使用效率数据，且无需工程部署，成本低。具体实施时，如图1所示，所述PUE检测仪包括主控�？�10、分别和主控模块10电连接的交互�？�11、采集�？�12、以及存储�？�13。所述主控�？�10用于根据预先配置的检测参数对能源使用数据进行计算，获得当前被检测设备实时能源使用效率数据和/或整个数据中心的能源使用效率数据。所述主控�？�10可以为具有计算能力和控制其他接口模块能力的中央处理单元，该中央处理单元具有多个总线接口 ；也可以是具有多个插槽的工业级主板。主控�？�10执行预置在存储模块13中的各种常见的协议解析指令和各种能源使用效率计算策略对应的指令，在使用过程中，通过预先配置检测参数，可以选择适应被检测数据中心的检测参数，获得更准确的检测数据。所述交互�？�11通过总线接口连接至主控�？�10，用于配置该检测仪的检测参数，包括系统参数、计算参数和环境参数以及显示被检测设备的能源使用情况。所述采集�？�12通过电缆连接至主控�？�10的总线接口，用于根据主控模块10的控制采集能源使用数据(如电量)，并将采集到的能源使用数据传送给主控�？�10，由主控�？�10对采集到的能源使用数据进行解析、分析计算和存储。存储�？�13用于存储预设的配置信息和采集到的设备能源使用数据、分析计算得到的能源使用情况数据等，以及各种常见的协议解析指令和各种能源使用效率计算策略对应的指令，存储模块10可以为可读写存储器，如闪存(FLASH)、同步动态随机存储器(SDRAM)等，本申请对此不作限定。存储�？�13连接至主控�？�10的数据总线接口，主控�？�10运行预设的软件指令，采用数据库技术对存储�？�13中的数据进行管理。进一步的，如图2所示，所述交互�？�11包括输入单元111和输出单元112。所述输入单元111可以为键盘、触控板等输入设备，用于预先配置PUE检测仪的检测参数，如系统参数、计算参数和环境参数等。其中系统参数包括待检测的设备数量、总线接口协议等；计算参数包括选择的能源使用效率计算策略、数据中心各子系统能源使用效率计算策略等；环境参数包括检测温度或湿度的有效范围等。输出单元112包括显示屏。其中显示屏用于显示PUE检测仪的配置界面和被检测设备的能源使用情况，以及被检测数据中心的能源使用效率。如图2所示,所述采集�？�12进一步包括协议转换单元121、电量测量单元122和环境参数测量单元123。其中，协议转换单元121可以包括多个并行连接的协议转换子单元，每个协议转换子单元分别用于从数据中心的各提供能源使用信息输出接口的设备(如空调、UPS)读取该设备的能源使用信息，如电流、电压、功率等。每个协议转换子单元又包括串行连接的接口连接器、协议转换器、RS485总线、RS485到RS232的接口转换器、RS232总线，所述RS232转换接口的RS232输出端连接至主控�？�10的总线接口。所述协议转换子单元还可以为基于协议转换器和TCP/IP协议采集器的高级协议结构，由串行连接的接口连接器、协议转换器(如SNMP简单网络管理协议)和TCP/IP协议采集器组成。所述每个并行连接的协议转换子单元中的接口连接器为与该协议转换子单元中的协议转换器匹配的不同类型的接口组件，用于从数据中心的设备输出端口读取该设备的能源使用信息，如功率、电量等，然后通过modbus标准协议，经RS485总线、RS485到RS232接口转换器、RS232总线传输至主控模块10。因为RS485总线适合较长距离的信号传输，RS232总线可以直接从主控�？�10取电，无须额外的供电�？椋虼耍庵至臃绞郊燃虻ィ直Ｖち诵藕糯涞奈榷ㄐ�。协议转换器可以连接一个或多个(一组)接口连接器，每个接口连接器是标准的接口组件，根据终端设备不同的接口类型，而采用不用类型的接口组件和协议转换器，目的都是把这种终端采集数据转换成按照统一协议传输的数据，适应性更强。所述电量测量单元122用于从数据中心的各没有提供能源使用输出接口的设备(如空调开关、照明灯)检测能源使用信息，所述电量测量单元122包括多个并行连接的电量测量子单元。所述电量测量子单元可以为电磁互感器、电流互感器、电量检测仪等。所述电量测量子单元一端连接耗电设备，另一端通过数据传输线连接至主控�？�10，用于测量小型设备(如照明灯)的能源消耗，并将测量得到的数据传输给主控模块10，进行存储或分析计算。所述环境参数测量单元123用于测量数据中心的环境参数，所述环境参数包括温度、湿度等，所述环境参数测量单元123包括温度测量子单元和湿度测量子单元。温度测量子单元包括温度传感器，湿度测量仪包括湿度传感器，所述温度、湿度传感器将模拟信号直接传输至中央处理单元的A/D转换接口，或者将数字信号直接传输至中央处理单元的数据总线接口，环境参数测量单元123也可以由温湿度测量仪表组成，本申请对此不作限定。环境参数测量单元123将采集到的环境温湿度数据传输至主控�？�10，作为能源使用效率(PUE)测算结果的一个条件限制，如果环境数据不符合数据中心应有的标准，那么所测算出来的PUE数值是没有意义的。使用本实用新型的能源使用效率检测仪，将能源使用效率检测仪的采集�？榈母鞑杉ピ直鹆又潦葜行牡母鞔觳馍璞福ü换ツ？榻蠵UE检测仪的检测参数配置，就可以方便、快速、准确地获得待检测的数据中心的能源使用效率数据，为数据中心的节能减排工程实施提供准确地数据依据。图3是本实用新型的另一具体实施例，如图3所示，所述能源使用效率检测仪包括主控�？�10、分别与主控�？�10连接的交互�？�11、采集�？�12和存储�？�13。本实施例中，所述主控�？�10采用高性能计算机或工业级主板，如便携工控机主板,主板上有多个插槽，可以用于连接交互�？�11、采集�？�12和存储�？�13。交互�？�11可以为独立的功能模块，如键盘、显示器，分别连接之键盘和显卡的插槽。存储�？�13为独立的功能�？椋缟链妫骺啬？�10通过运行预先设置的MySQL数据库指令管理存储�？�13。采集�？�12为连接至相应的插槽的可独立扩展的外部功能�？椋绲缌恳�。所述交互�？�11包括液晶显示屏和键盘。其中，液晶显示屏是输出单元，用于显示用户进行检测参数配置的界面和显示被检测设备能源使用信息；键盘是输入单元，用于进行检测参数配置。所述采集�？�12包括协议转换单元121和电量测量单元122、环境参数测量单元123。其中，协议转换单元121用于连接至大型设备的信号输出接口，如连接至空调、UPS的输出端，读取被测设备的能源使用数据。所述协议转换单元121包括多个并行连接的协议转换子单元，本实施例中，协议转换子单元由接口连接器、2路K-8512LRS485模拟量输入�？楹蚏S-485/422信号与RS-232信号互换的接口转换器DCP-2125串联组成，数据信号采用modbus标准协议传输。PUE检测仪的每个协议转换子单元的模拟量输入�？榈氖淙攵肆佑卸嘀滞ㄓ玫慕涌谧榧�。电量测量单元122用于测量不提供能源使用输出接口的设备的能源使用情况，如照明灯、空调开关等。电量测量单元122可以包括多个并联的电量测量子单元，每个电量测量子单元测量一个设备的电量。本实施例中采用一个具有多路测量功能的多功能电量监测仪，可以将多个待测设备的电量使用情况发送给主控�？�10。具体实施时还可以使用多个单路的电量测量仪分别测量每一个设备的电量使用情况。本实施例中，环境参数测量单元123采用高精度数字显示温湿度测量仪，所述温湿度测量仪包括温度传感器、湿度传感器、变送器和传输线，可以准确地测量数据中心的温湿度，并传输至主控�？�10，供主控�？椴捎迷は壬柚玫募扑悴呗苑治�、计算数据中心的能源使用效率时参考。本实施例中的能源使用效率检测仪在使用时，首先，在存储�？�13中预先设置协议解析指令和计算分析能源使用效率的计算分析策略对应的指令，并通过交互�？�11配置系统参数(如温湿度范围、计算分析策略等)；然后，将采集�？�12中的协议转换单元121、电量测量单元122以及环境参数测量单元123分别接入数据中心的待测设备；最后，启动检测，主控�？�10就会接收到采集�？�12发送的数据中心的各设备的实时电能消耗数据，并存入存储�？�13，并采用预先配置的计算分析策略进行计算，将计算结果保存至存储�？�13同时发送至交互�？�11进行显示。下面，以预先配置的计算分析策略为公式(I)为例对能源使用效率的计算过程进
权利要求1.一种能源使用效率检测仪，其特征在于，包括采集被检测设备的能源使用数据的采集�？�、配置该能源使用效率检测仪的检测参数以及显示获得的被检测设备的能源使用数据的交互�？�、根据预先配置的检测参数对接收的能源使用数据进行计算的主控�？�、以及存储数据和预置的多种能源使用效率计算策略对应的指令的存储�？椋鲋骺啬？榉直鹩虢换ツ？�、采集�？楹痛娲⒛？榱�。
2.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述主控�？槲哂卸喔鲎芟呓涌诘闹醒氪淼ピ鼋换ツ？�、采集�？�、存储�？榉直鹆又了鲋醒氪淼ピ淖芟呓印�。
3.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述主控�？槲哂卸喔霾宀鄣墓ひ导吨靼澹鼋换ツ？�、存储�？榉直鹞又料嘤Φ牟宀鄣亩懒⒐δ苣？椋凰霾杉？槲懒⒗┱沟耐獠抗δ苣？�。
4.根据权利要求2或3所述的检测仪，其特征在于，所述采集�？榘又帘患觳馍璞傅氖涑鼋涌诘男樽坏ピ涣佑诒患觳馍璞负椭骺啬？橹涞牡缌坎饬康ピ灰约埃肪巢问饬康ピ�
5.根据权利要求4所述的检测仪，其特征在于，所述协议转换单元进一步包括多个并行连接的协议转换子单元，每个协议转换子单元包括串行连接的接口连接器、协议转换器、RS485总线、RS485转RS232接口转换器、RS232总线；或者串行连接的接口连接器、协议转换器、TCP\IP协议采集器。
6.根据权利要求5所述的检测仪，其特征在于，所述每个协议转换子单元中的接口连接器分别为与该协议转换器匹配的不同类型的接口组件。
7.根据权利要求5所述的检测仪，其特征在于，所述电量测量单元包括电磁互感器或电流互感器或电量测量仪。
8.根据权利要求5所述的检测仪，其特征在于，所述环境参数测量单元包括温度传感器和/或湿度传感器，或温湿度测量仪表。
9.根据权利要求6至8任一项所述的检测仪，其特征在于，所述交互�？榘ㄊ淙氲ピ褪涑龅ピ渲校鍪淙氲ピ袒虼タ匕澹凰鍪涑龅ピㄏ允酒�。
10.根据权利要求2或3所述的检测仪，其特征在于，还包括连接主控�？楹褪莘治銎教ǖ氖荽淠？�。
11.一种能源使用效率检测系统，其特征在于，包括并行连接的至少一个如权利要求10所述的能源使用效率检测仪。
专利摘要本实用新型公开了一种能源使用效率检测仪及检测系统，涉及检测技术领域，以解决现有技术存在的能源效率检测周期长、成本高和局限性大的问题。该能源使用效率检测仪包括采集被检测设备的能源使用数据的采集�？�、配置该能源使用效率检测仪的检测参数以及显示获得的被检测设备的能源使用数据的交互�？�、根据预先配置的检测参数对接收的能源使用数据进行计算的主控�？�、以及存储数据和预置的多种能源使用效率计算策略对应的指令的存储�？椋鲋骺啬？榉直鹩虢换ツ？�、采集�？楹痛娲⒛？榱�。
文档编号G01R31/00GK202903904SQ20122042584
公开日2013年4月24日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者刘斌, 胡联奎 申请人:北京华胜天成科技股份有限公司, 北京华胜天成软件技术有限公司
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20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
