本发明专利涉及一种建筑能耗管理装置，尤其涉及一种利用以太网和服务器通信实现建筑能耗管理的通信管理装置。
背景技术：
随着人们对单元能耗的关注，因此，需要提供一种能够对单元能耗进行能耗管理的装置，为此需要采集各个单元的能耗数据，现有技术中，申请人发现中国专利公开号为：cn102682585公开了一种物联网数据采集器，它涉及物联网应用领域，特别涉及建筑节能领域的数据采集器。它包括核心数据处理中心模块(1)、时钟模块(2)、看门狗模块(3)、数据采集模块(4)、数据存储模块(5)、网络传输模块(6)、jtag调试模块(7)、led指示模块(8)、电源供电模块(9)。本发明通过数据采集模块对建筑内各类用能(水、电、热、气)信息数据进行采集，通过数据存储模块将能耗信息数据有序地存储在sd卡中，最后通过以太网的tcp协议将数据上传至服务器数据中心。本发明体积小巧、操作简便、成本低廉，可广泛应用于各类监测系统中。中国专利公开号为：cn203038449公开了一种能耗数据采集器，包括中央处理单元、接收端通信接口单元、数据存储单元、实时时钟单元、电源模块和发送端通信接口单元。中央处理单元分别与接收端通信接口单元、数据存储单元、实时时钟单元、发送端通信接口和电源单元相连接。通信接口单元用于与终端测量仪表相连接，以接收能耗数据，并将采集的能耗数据传递到中央处理单元。本发明的能耗数据采集器对用电、用水、用气和用热等能耗数据进行在线综合采集，避免了现场抄表、层层上报等繁琐复杂的数据采集流程，为企事业单位的能耗监测或能源管控工作提供了基础数据条件。中国专利公开号为：cn202502613公开了一种建筑能耗数据采集器，涉及能耗及通信领域。本发明包括包括arm处理器、网络通讯模块、串行通讯模块、usb接口模块、存储模块和电源模块，所述的arm处理器采用samsungs3c6410处理器；所述的网络通讯模块为有线以太网通讯模块；所述的串行通讯模块包括3个串行通讯端口，它们直接与arm处理器相连；所述的usb接口模块包括1个标准usbhost接口和1个标准usbslave接口；所述的存储模块包括内置存储模块和sd卡存储扩展模块。本发明的有益效果是简便、安全的传输，界面美观，操作简便，采集数据时间长，具备扩展口功能。中国专利公开号为：cn201335980公开了一种现场网络控制装置，它包括lonworks网络通信模块、485总线通信模块、微处理器模块、无线通信模块和有线通信模块，lonworks网络通信模块和485总线通信模块的数据信号端分别与相应的现场设备的输出相连，lonworks网络通信模块和485总线通信模块各自的另一个数据信号端与微处理器模块对应的数据信号端相连，微处理器的各通信信号端分别与无线通信模块和有线通信模块相应的通信信号端相连，无线通信模块和有线通信模块各自的数据信号端分别通过无线网络和有线网络与控制计算机相连。本发明具有转换方式多样，能对现场设备的数据进行采集、处理、存储，并能对现场设备进行各种控制，智能化程度高的优点。中国专利公开号为：cn201750433公开了一种建筑能耗数据采集器，包括arm处理器、上层通讯模块、下层通讯模块和电源电路，所述上层通讯模块、下层通讯模块和电源电路均通过线路连接arm处理器，arm处理器通过线路连接存储器、人机界面和i/o模块。本发明的有益效果为：人机界面包括lcd液晶显示电路和键盘电路，方便参数设定及人机对话；本产品支持对不同功能种类的计量装置进行数据采集；实时采集数据。中国专利公开号为：cn202929102公开了一种基于zigbee通信的多功能仪表，所述多功能仪表包括一中央处理器、一显示屏幕、一电量信息采集调理电路、一实时时钟以及一zigbee通信模块，所述显示屏幕、电量信息采集调理电路、实时时钟以及zigbee通信模块均与中央处理器相连接；所述中央处理器的内核为armcortexm3；所述显示屏幕为一lcd显示屏幕。本发明能够实现多功能仪表进行无线数据共享和传输，无需现场布线，成本低，且能耗低。
然而，本领域技术人员发现能耗采集装置可能安装在各个配电间，那么就需要一种能够把各个能耗采集装置的数据进行集中读取，并打包给后台的装置。而传统的做法是使用有线的方式读取，然后直接透传给后台，或者使用无线的方式读取数据后，再透传给后台。前种有线方式，需要一个串口管理机。后种方式往往需要一个rola模块以及一个串口管理机。这两种方式都不具备数据初步处理能力，并且不具备历史能耗数据的保存能力，意味着当上行通讯数据链路没有建立时，这部分数据后台无法得知；同时直接透传对后台处理数据能力也是一个很大的考验，因为如果操读不成功时，需要重读。
另一方面，由于各通信模块由于是通过以太网络进行双向数据通讯，两者之间没有一个进行身份校验的过程，从而可能被任何能够进行通讯的模块窃取数据，导致管理系统存在数据被窃取等不安全的事情发生，甚至恶意植入病毒影响建筑能耗的管理，对能耗管理及其不利。
因此，发明一种建筑能耗管理装置，把能耗采集装置通讯的数据采集上来，并做到固定时间内重抄机制，同时固定时间进行数据历史数据保存，方便后台抄读历史数据，是十分必要的。
技术实现要素：
本发明目的是把多个能耗采集装置的数据采集上来，并进行历史数据保存，同时响应后台系统发出的请求数据命令帧，或者设置参数命令帧。
为了达到所述目的，本发明采用如下技术方案，具体为：
一种建筑能耗管理装置，包括能耗单元的能耗采集模块、客户端模块、服务器端模块，
其中，能耗采集模块包括能耗采集用表、数模转换模块，能耗采集用表为电量表、热度表、水表、燃气表、温度表等能耗采集的表，而数模转换模块用于将能耗采集表的采集的能耗数据转换为数字信号；所述能耗采集模块设置于需要进行能耗采集的位置；
客户端模块，其和能耗采集模块通过数据线进行信号连接，用于将能耗采集模块的能耗数据获取以提供给服务器段模块，其中，客户端模块包括开关电源、rtc时钟模块、存储模块、mcu模块、以太网模块、通讯模块、客户端身份识别模块，其中，rtc时钟模块、存储模块、以太网模块、通讯模块、身份识别模块均和mcu模块进行数据连接，而开关电源为所述模块提供运行所需的电源；
服务器端模块，其用于和客户端模块进行数据通信，以便获取客户端采集的能耗数据，服务器端对采集的数据进行分析和显示，通过显示器进行显示，并且对数据分析结果以便对某些能耗过高的设备进行调整，以保证更加节能的技术效果；在该服务器端，包括开关电源、rtc时钟模块、存储模块、cpu模块、以太网模块、通讯模块、服务器身份识别模块，其中，rtc时钟模块、存储模块、以太网模块、通讯模块、服务器身份识别模块均和cpu模块进行数据连接，而开关电源为所述模块提供运行所需的电源；
其中，在服务器端和客户端进行数据通信时，先通过客户端身份识别模块和服务器身份识别模块进行双向校验通信，当身份识别通过之后，既可以实现服务器端和客户端进行能耗数据采集和控制通信；在服务器端和客户端的通信中，下行通信采用rs485通讯或者无线通讯，rs485通讯适用于本装置和其他能耗采集装置距离很近或者可以方便布线的场合，无线通讯适合需要管理多个能耗采集装置，并且各个能耗采集装置在不同的位置，布线又不方便的场合。上行采用有线以太网通讯。
在进行身份识别模块的模块中，所述身份密钥模块为rdif模块。
本发明在上电初始化阶段会把各个能耗采集装置进行注册，同时记录每个能耗采集装置采集能耗单元的数量。本发明装置也会在固定一段时间后会重新维护注册信息。只有通过注册的能耗采集装置才会被采集数据，并进行历史数据的保存。
本发明下行能耗数据采集采用定时轮询各个能耗采集装置，如果发现没有抄到数据，会重复抄读几次，之后如果还是没有抄读到数据，则会登记到未抄读列表中，继续下一个能耗采集装置的数据抄读，如果在距离下个定时轮询周期内还有时间，则会继续根据未抄读列表继续抄读数据。有效的保证了数据抄读的时效性。
本发明里面集成了web服务器，可以通过web浏览器设置参数。
本发明专利可以最多设置3个后台tcp服务器，也就是可以通过后台发送请求命令帧，3个后台tcp服务器的ip地址和端口都可以通过本地web界面，或者rs485，或者其中已经建立的后台服务器进行设置。
本装置会固定时间间隔给已经connect建立的后台发送心跳帧，并且心跳帧包含当前采集数据的异常情况，以及装置的mac地址等信息，可以让后台第一时间发现问题，并通过查询问题命令帧来请求具体异常情况。
本装置使用的是tcp/ip协议栈，上面集成自定义的命令帧，包括心跳帧，请求当前数据帧，读取缓冲数据帧，读取带时标的缓冲数据帧，读取回路信息帧，读取历史数据请求者，读取装置信息帧，设置参数帧。
本申请还提供采用所述建筑能耗管理装置的能耗管理方法，包括能耗单元的能耗采集模块、客户端模块、服务器端模块，
其中，能耗采集模块包括能耗采集用表、数模转换模块，能耗采集用表为电量表、热度表、水表、燃气表、温度表等能耗采集的表，而数模转换模块用于将能耗采集表的采集的能耗数据转换为数字信号；所述能耗采集模块设置于需要进行能耗采集的位置；
客户端模块，其和能耗采集模块通过数据线进行信号连接，用于将能耗采集模块的能耗数据获取以提供给服务器段模块，其中，客户端模块包括开关电源、rtc时钟模块、存储模块、mcu模块、以太网模块、通讯模块、客户端身份识别模块，其中，rtc时钟模块、存储模块、以太网模块、通讯模块、身份识别模块均和mcu模块进行数据连接，而开关电源为所述模块提供运行所需的电源；
服务器端模块，其用于和客户端模块进行数据通信，以便获取客户端采集的能耗数据，服务器端对采集的数据进行分析和显示，通过显示器进行显示，并且对数据分析结果以便对某些能耗过高的设备进行调整，以保证更加节能的技术效果；在该服务器端，包括开关电源、rtc时钟模块、存储模块、cpu模块、以太网模块、通讯模块、服务器身份识别模块，其中，rtc时钟模块、存储模块、以太网模块、通讯模块、服务器身份识别模块均和cpu模块进行数据连接，而开关电源为所述模块提供运行所需的电源；
其中，在服务器端和客户端进行数据通信时，先通过客户端身份识别模块和服务器身份识别模块进行双向校验通信，首先服务器身份识别模块发出一个请求数据通信的握手指令，该握手指令包括了通信身份密钥，而客户段身份识别模块接收到握手指令后，客户端主mcu对该握手指令中的通信身份密钥进行校验，当通信身份密钥通过校验后，则建立服务器端和客户端之间的数据连接，否则给服务器端发送非法用户的提升指令；当身份识别通过之后，即可以实现服务器端和客户端进行能耗数据采集和控制通信；在服务器端和客户端的通信中，下行通信采用rs485通讯或者无线通讯，rs485通讯适用于本装置和其他能耗采集装置距离很近或者可以方便布线的场合，无线通讯适合需要管理多个能耗的采集装置，并且各个能耗采集装置在不同的位置，布线又不方便的场合，本发明的上行采用有线以太网进行通讯。
本发明中，本装置可以管理多个能耗采集装置，并可以定时读取能耗采集装置的数据，并保存历史数据，方便后台读取历史记录的技术效果。
附图说明
图1为一种建筑能耗管理装置的整体原理框图；
图2为一种建筑能耗管理装置的客户端硬件原理框图；
图3为一种建筑能耗管理装置的服务器端硬件原理框图；
图4为一种建筑能耗管理装置的功能原理框图；
具体实施方式
为说明本发明的技术内容以及所实现的效果，下面结合原理框图原理图来说明。这些实例仅用于说明本发明而不是限制本发明的使用范围，任何利用本发明说明书或者附图内容所作的等效转换设计或者间接运用于其他领域都包括在本专利保护范围内。
参见附图1-3，图1为一种建筑能耗管理装置的整体原理框图，其中，建筑能耗管理装置包括能耗单元的能耗采集模块、客户端模块、服务器端模块。
图2为一种建筑能耗管理装置的客户端硬件原理框图，附图2示出了建筑能耗管理装置的客户端，其中，能耗采集模块包括能耗采集用表、数模转换模块，能耗采集用表为电量表、热度表、水表、燃气表、温度表等能耗采集的表，而数模转换模块用于将能耗采集表的采集的能耗数据转换为数字信号；所述能耗采集模块设置于需要进行能耗采集的位置；
客户端模块，其和能耗采集模块通过数据线进行信号连接，用于将能耗采集模块的能耗数据获取以提供给服务器段模块，其中，客户端模块包括开关电源、rtc时钟模块、存储模块、mcu模块、以太网模块、通讯模块、客户端身份识别模块，其中，rtc时钟模块、存储模块、以太网模块、通讯模块、身份识别模块均和mcu模块进行数据连接，而开关电源为所述模块提供运行所需的电源；
服务器端模块，其用于和客户端模块进行数据通信，以便获取客户端采集的能耗数据，服务器端对采集的数据进行分析和显示，通过显示器进行显示，并且对数据分析结果以便对某些能耗过高的设备进行调整，以保证更加节能的技术效果；在该服务器端，包括开关电源、rtc时钟模块、存储模块、cpu模块、以太网模块、通讯模块、服务器身份识别模块，其中，rtc时钟模块、存储模块、以太网模块、通讯模块、服务器身份识别模块均和cpu模块进行数据连接，而开关电源为所述模块提供运行所需的电源；
其中，在服务器端和客户端进行数据通信时，先通过客户端身份识别模块和服务器身份识别模块进行双向校验通信，当身份识别通过之后，既可以实现服务器端和客户端进行能耗数据采集和控制通信；在服务器端和客户端的通信中，下行通信采用rs485通讯或者无线通讯，rs485通讯适用于本装置和其他能耗采集装置距离很近或者可以方便布线的场合，无线通讯适合需要管理多个能耗采集装置，并且各个能耗采集装置在不同的位置，布线又不方便的场合。上行采用有线以太网通讯。
在进行身份识别模块的模块中，所述身份密钥模块为rdif模块。其中，开关电源的直接从市电取电，兼容110v和220v电压等级。提供两组电源，一组电源给rs485供电，一组电源给其他模块供电。
以太网模块使用专用phy芯片，使用rmii机制。mcu集成mac。
图4为一种建筑能耗管理装置的功能原理框图，从图4可以看出本装置的服务器端采用多任务处理机制，由3个tcp客户端，1个dhcp服务器，一个web服务器，rs485通讯管理模块，无线通讯管理模块组成。
装置上电时会检测是否可以连接到网络，如果可以连接到网络，则会向dhcp服务器申请动态ip地址，如果没有成功申请到ip地址，则使用静态ip地址。如果上电是没有检测连接导网络，则跳过网络连接功能，系统会定时的检测是否有网络连接。如果有网络连接，则进行所述ip地址分配的步骤。只有ip地址分配好了，3个tcp客户端模块和web服务器模块才会启动。而rs485通讯管理模块和无线通讯管理模块则不会受此影响。
检查完以太网网络后，系统会根据保存的参数，初始化注册模块，以及存储模块，然后根据需要管理的下行能耗采集装置的地址，以及通讯方式，读取对应的能耗采集装置的系统参数，然后和之前保存的系统参数进行对比，如果发现有变化，根据新的参数注册回路信息或者注销回路信息。之后读取每个能耗采集装置的电流回路信息，并进行和保存的电流回流信息进行对比，如果不一致，则更新。能耗管理装置进入定时读取管理的下行能耗采集装置的数据，如果没有读到数据，则会重新抄读。
web服务器可以在本地设置tcp服务器的ip地址和端口，已经下行通讯参数，已经需要管理的下行能耗采集装置的地址和是否使能管理。
tcp客户端1，具有和tcp客户端2和tcp客户端3的功能外，还具备远程程序升级功能。
tcp客户端1，tcp客户端2，tcp客户端3，具有定时发送心跳帧。相应后台服务器发送的请求数据命令帧以及设置参数命令帧的功能。
另一方面，本申请还提供一种建筑能耗管理装置的能耗管理方法，包括能耗单元的能耗采集模块、客户端模块、服务器端模块模块，
其中，能耗采集模块包括能耗采集用表、数模转换模块，能耗采集用表为电量表、热度表、水表、燃气表、温度表等能耗采集的表，而数模转换模块用于将能耗采集表的采集的能耗数据转换为数字信号；所述能耗采集模块设置于需要进行能耗采集的位置；
客户端模块，其和能耗采集模块通过数据线进行信号连接，用于将能耗采集模块的能耗数据获取以提供给服务器段模块，其中，客户端模块包括开关电源、rtc时钟模块、存储模块、mcu模块、以太网模块、通讯模块、客户端身份识别模块，其中，rtc时钟模块、存储模块、以太网模块、通讯模块、身份识别模块均和mcu模块进行数据连接，而开关电源为所述模块提供运行所需的电源；
服务器端模块，其用于和客户端模块进行数据通信，以便获取客户端采集的能耗数据，服务器端对采集的数据进行分析和显示，通过显示器进行显示，并且对数据分析结果以便对某些能耗过高的设备进行调整，以保证更加节能的技术效果；在该服务器端，包括开关电源、rtc时钟模块、存储模块、cpu模块、以太网模块、通讯模块、服务器身份识别模块，其中，rtc时钟模块、存储模块、以太网模块、通讯模块、服务器身份识别模块均和cpu模块进行数据连接，而开关电源为所述模块提供运行所需的电源；
其中，在服务器端和客户端进行数据通信时，先通过客户端身份识别模块和服务器身份识别模块进行双向校验通信，首先服务器身份识别模块发出一个请求数据通信的握手指令，该握手指令包括了通信身份密钥，而客户段身份识别模块接收到握手指令后，客户端主mcu对该握手指令中的通信身份密钥进行校验，当通信身份密钥通过校验后，则建立服务器端和客户端之间的数据连接，否则给服务器端发送非法用户的提升指令；当身份识别通过之后，即可以实现服务器端和客户端进行能耗数据采集和控制通信；在服务器端和客户端的通信中，下行通信采用rs485通讯或者无线通讯，rs485通讯适用于本装置和其他能耗采集装置距离很近或者可以方便布线的场合，无线通讯适合需要管理多个能耗采集装置，并且各个能耗采集装置在不同的位置，布线又不方便的场合，本发明的上行采用有线以太网进行通讯。
在进行身份识别模块的模块中，所述身份密钥模块为rdif模块。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内；本发明尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。