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基本信息
- 項目名稱：
- 無線網(wǎng)絡(luò)化抄表與節(jié)能控制系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本系統(tǒng)采用ZIGBEE無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計小型的電能表無線傳感器節(jié)點及其協(xié)調(diào)器，將一定范圍內(nèi)的電表組成一個MESH型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)。實時采集用戶的電能表數(shù)據(jù)。 設(shè)計數(shù)據(jù)庫管理及控制系統(tǒng)。實時監(jiān)控及統(tǒng)計相關(guān)樓宇的用電情況，并通過軟件遠(yuǎn)程控制供電。 用戶可以通過手機短信編輯密碼及電表ID決定該用戶的供電，從而控制了家中電器的工作，達(dá)到了節(jié)能目的。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)采用ZIGBEE無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計小型的電能表無線傳感器節(jié)點及其協(xié)調(diào)器，將一定范圍內(nèi)的電表組成一個MESH型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)。實時采集用戶的電能表數(shù)據(jù)，摒棄傳統(tǒng)人工抄表及有線抄表的不便捷性，實時的監(jiān)控用戶用電情況，從而建立了有效的監(jiān)督機制，在思想上督促各個用戶節(jié)約用電。此外還具有分時計費功能。 設(shè)計數(shù)據(jù)庫管理及控制系統(tǒng)。通過上位機實時監(jiān)控及統(tǒng)計相關(guān)樓宇、房間的用電情況，并且可以通過軟件遠(yuǎn)程控制供電，在行為上直接制止人為原因造成的浪費現(xiàn)象（比如：下班后辦公室電器忘記斷電，監(jiān)控部門可遠(yuǎn)程無線控制將其房間電源切斷）。本系統(tǒng)的上位機數(shù)據(jù)庫管理與控制軟件是在基于Delphi與SQL server2000環(huán)境下開發(fā)的，具有很好的人機交互界面。功能擴展性方便、可移植性強。 用戶可以在任何地方通過手機短信，控制系統(tǒng)根據(jù)所設(shè)置的密碼及電表ID號決定該用戶的供電，從而避免了電器的過度工作，達(dá)到了節(jié)能目的。 采用TI公司的基于ZIGBEE無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的CC2530制作本系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸與控制平臺；采用美國CS公司的高精度電能表集成電路CS5466制作的電能表作為本系統(tǒng)的電能計量單元，精度為一級；采用SIMCOM公司的SIM300 GSM/GPRS模塊制作手機短信控制命令傳輸與解析單元。 在數(shù)據(jù)傳輸上具有TCP/UDP、GPRS、3G等方式遠(yuǎn)程傳輸。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本系統(tǒng)將ZIGBEE無線傳感網(wǎng)絡(luò)、GSM、3G、Internet應(yīng)用于無線抄表中，提出了節(jié)能控制、無線網(wǎng)絡(luò)化抄表方案。 無線網(wǎng)絡(luò)化抄表、遠(yuǎn)程化數(shù)據(jù)傳輸適應(yīng)了現(xiàn)代自動控制領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，從傳統(tǒng)的人工抄表中解脫出來。實時采集數(shù)據(jù)有利于相關(guān)數(shù)據(jù)得到及時更新。多種數(shù)據(jù)傳輸方式增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)撵`活性。 節(jié)能控制順應(yīng)了節(jié)能減排的潮流，符合建設(shè)能源節(jié)約型社會的主流思想。無論是用戶還是用電監(jiān)管部門都可以實時監(jiān)管、控制相關(guān)部門、房間的用電情況。 采用AES加密技術(shù)高效地保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?、ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
科學(xué)性、先進性
- (1) 實時采集數(shù)據(jù) 每個電表采集用戶用電數(shù)據(jù)的周期為5秒（或設(shè)置為更短周期），因此用電監(jiān)管部門可以及時的獲知各個電表的計量信息。 (2) 聯(lián)網(wǎng)方便 本系統(tǒng)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)，每個電表上電后即可自動搜尋預(yù)設(shè)的ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)并加入。MESH型網(wǎng)絡(luò)保證了數(shù)據(jù)的可靠傳輸。 (3) 節(jié)能控制 用電監(jiān)管部門可以實時地監(jiān)控每個用戶的用電情況，對于不合理的耗電部門或房間及時給予通告，從而起到了節(jié)能監(jiān)督作用。亦可定期生成用電通告，公布各部門、房間每天的用電信息，督促相關(guān)人員節(jié)約用電。同時通過上位機軟件可以對任意一個用戶的電力供給進行遠(yuǎn)程無線控制，避免各種原因造成的電力浪費。 用戶可以通過短信發(fā)送電表的ID號與6位數(shù)密碼到控制器，實現(xiàn)對相關(guān)房間的供電控制，避免電器的過度工作造成電力浪費。 (4) 高安全性 數(shù)據(jù)傳輸采用AES加密技術(shù)，高度的保證系統(tǒng)的安全性與數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本設(shè)計于2011年4月10日，獲得東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院院長宋愛國、東南大學(xué)電氣工程學(xué)院院長黃學(xué)良、南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院院長肖韶榮等專家鑒定與推薦。 于2011年4月2日，南京信息工程大學(xué)校級選拔賽中獲得校內(nèi)外專家認(rèn)可。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 有償轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、現(xiàn)場演示、圖片、錄像、樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1、使用說明 用電監(jiān)管部門可通過監(jiān)控軟件實時遠(yuǎn)程無線管理每個用戶的電力供給。 用戶可以手機短信編輯電表ID號與密碼發(fā)送到控制器，實現(xiàn)對相關(guān)房間的電力供給控制。 用戶可以登錄相關(guān)網(wǎng)頁，以電表ID號與密碼登錄查詢界面，查詢與此電表相關(guān)的用電信息。 2、系統(tǒng)適用范圍 本系統(tǒng)適用于高校、企業(yè)、政府機構(gòu)等需要對用戶用電進行監(jiān)督的部門。借助本系統(tǒng)建立的實時監(jiān)管機制，在行為與思想上督促相關(guān)人員節(jié)約用電。本系統(tǒng)的手機短信實時控制、網(wǎng)頁查詢用電信息等功能，也非常適用于普通家庭用戶。 3、市場前景 本設(shè)計具有無線化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制、手機遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)實時采集等優(yōu)勢。安裝簡單、使用方便、投資較少，維護費用少、運行費用低廉；產(chǎn)生的效益直接、顯著，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，極易大面積推廣使用。
同類課題研究水平概述
- 1．在國內(nèi)，我們國家最近幾年提出了建立智能電網(wǎng)的口號，并且投入很大的資金進行智能電網(wǎng)建設(shè)。目前在集中抄表方面，國內(nèi)極大多數(shù)采用的是RS485串行有線傳輸，將一定范圍內(nèi)的電表模塊進行數(shù)據(jù)采集，然后通過GPRS/CDMA遠(yuǎn)程傳輸。本系統(tǒng)則采用ZIGBEE無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將終端的每個電表都無線化入網(wǎng)，因此實現(xiàn)了真正的無線化、網(wǎng)絡(luò)化。 2. 當(dāng)前國內(nèi)真正投入商業(yè)運行的無線網(wǎng)絡(luò)化抄表系統(tǒng)非常少，而且多數(shù)通過Wi-Net技術(shù)實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)建立，成本較高。本系統(tǒng)采用的是ZIGBEE無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本，適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域。 3. 當(dāng)前大陸市場上的無線抄表系統(tǒng)還沒有出現(xiàn)雙向控制功能。本系統(tǒng)則具有雙向控制功能，監(jiān)管部門通過上位機數(shù)據(jù)庫管理與監(jiān)控軟件可以對每一個用戶的電力供給進行控制，避免電力浪費。比如企業(yè)的后勤部門在非正常工作時間，通過上位機管理軟件發(fā)現(xiàn)某辦公室仍然在電力消耗，此時即可遠(yuǎn)程無線關(guān)閉其房間的電源。 4. 用戶通過手機短信編輯電表的ID號與密碼（每個電表擁有唯一的ID與6位數(shù)密碼）發(fā)送到本系統(tǒng)的控制器，亦可實現(xiàn)對相關(guān)房間的電力供給。比如：下班后，您想起辦公室的空調(diào)忘記關(guān)閉了，此時只需一條短信即可遠(yuǎn)程切斷該房間的電力供給，避免能源浪費。
