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)拓撲結(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，達到了節(jié)能目的。
- 詳細介紹：
- 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)拓撲結(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
- 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)陌踩浴IGBEE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)遠程控制、手機遠程控制、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程控制領(lǐng)域。 3. 當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程切斷該房間的電力供給，避免能源浪費。
