CN201382973Y - 基于无线传感器网络的能耗监测系统 - Google Patents

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孙凯明
张鹏
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Abstract

基于无线传感器网络的能耗监测系统，它涉及监测系统。它为解决现有功率表没有灵活的通讯接口，数据记录无法与外部联系的问题而提出。浮点DSP核心控制模块的第一、二、三数据信号输出输入端分别与现场可编程阵列模块、高级RISC微处理器模块和同步动态随机存储器模块的数据信号输入输出端相连；数模转换模块的第一、二、三数据控制信号输入输出端分别与现场可编程阵列模块、锁相同步频率测量电路模块的控制信号输入端和数据信号输出端相连，高级RISC微处理器模块的第二信号输入输出端和数据总线分别与同步动态随机存储器闪存模块和I/O事件触发模块的数据信号输出输入端相连。它具有整机体积小、功耗低、任意链接、现场应用方便等诸多优点。

Description

基于无线传感器网络的能耗监测系统
技术领域
本实用新型涉及一种监测系统，具体涉及一种能耗监测系统。
背景技术
目前，电力能耗在我国总能耗中所占的比例越来越大，不了解各个部分的能源消耗情况，节能分析就无从谈起，更无法采取具体措施进行节能改造。另一方面，为了使节能工作长期开展下去，还需要建立能耗数据长期监测的机制，建立企业能耗的数据库，不断补充最新的能耗统计分析数据。因此采用信息化手段管理节能成为目前解决企业节能问题的关键。
现在工厂中电能的使用主要依靠功率表和电能表来计量能耗，现有的计量方法已经不能满足当今对能耗测量的细化需要。最主要的原因是普通的电能表不能计算出各次谐波功率，主要原因是由于其计算能力不够，现市面的电能仪表主要使用单芯片的电能芯片，例如测量三项电能的芯片主要使用ADE7758，其采用同步采样方法，虽然可以计算出畸变波形的功率，但无法给出谐波功率，其次当今的功率表没有灵活的通讯接口。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有功率表无法计算各次谐波功率，以及功率表没有灵活的通讯接口的问题，而提出的一种基于无线传感器网络的能耗监测系统。
基于无线传感器网络的能耗监测系统，它包括浮点DSP核心控制模块、高级RISC微处理器模块、现场可编程阵列模块、数模转换模块、同步动态随
机存储器模块、同步动态随机存储器闪存模块、I/O事件触发模块和锁相同步频率测量电路模块；浮点DSP核心控制模块的第一数据信号输出输入端与现场可编程阵列模块的第一数据信号输入输出端相连，浮点DSP核心控制模块的第二数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块的第一数据信号输入输出端相连，浮点DSP核心控制模块的第三数据信号输出输入端与同步动态随机存储器模块的第一数据信号输入输出端相连；现场可编程阵列模块的第二数据信号输入输出端与数模转换模块的第一数据信号输入输出端相连，数模转换模块的第二控制信号输出端与锁相同步频率测量电路模块的第一控制信号输入端相连，数模转换模块的第三数据信号输入端与锁相同步频率测量电路模块的第二数据信号输出端相连，高级RISC微处理器模块的第二数据信号输入输出端与同步动态随机存储器闪存模块的数据信号输出输入端相连；高级RISC微处理器模块的数据总线与I/O事件触发模块的数据信号输出输入端相连。
我们研制的基于无线传感器网络(WSN)的能耗监测系统能够收集能耗和电能质量方面的信息。测量工厂中用电设备系统中特定母线的负载电力参数，通过软件可以使制造商查看、跟踪能源的使用情况。无线技术与电表结合用在能源的监测上具有灵活多样的便利，系统具有整机体积小、功耗低、任意链接、现场应用方便等诸多优点，本课题提出了一种将无线传输技术应用于企业能耗计量领域的方法，主要解决工矿企业中设备实时电能能耗监测等问题。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式包括浮点DSP核心控制模块1、高级RISC微处理器模块2、现场可编程阵列模块3、数模转换模块5、同步动态随机存储器模块6、同步动态随机存储器闪存模块7、I/O事件触发模块8和锁相同步频率测量电路模块10；浮点DSP核心控制模块1的第一数据信号输出输入端与现场可编程阵列模块3的第一数据信号输入输出端相连，浮点DSP核心控制模块1的第二数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块2的第一数据信号输入输出端相连，浮点DSP核心控制模块1的第三数据信号输出输入端与同步动态随机存储器模块6的第一数据信号输入输出端相连；现场可编程阵列模块3的第二数据信号输入输出端与数模转换模块5的第一数据信号输入输出端相连，数模转换模块5的第二控制信号输出端与锁相同步频率测量电路模块10的第一控制信号输入端相连，数模转换模块5的第三数据信号输入端与锁相同步频率测量电路模块10的第二数据信号输出端相连，高级RISC微处理器模块2的第二数据信号输入输出端与同步动态随机存储器闪存模块7的数据信号输出输入端相连；高级RISC微处理器模块2的数据总线与I/O事件触发模块8的数据信号输出输入端相连。浮点DSP核心控制模块1采用型号为TMS320C6000芯片。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于它还增加了FLASH/SD卡模块11，FLASH/SD卡模块11的数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块2的数据总线相连。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。目的在于可以方便读取FLASH/SD存储卡，增强系统的兼容性。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二不同点在于它还增加了无线传输模块12，无线传输模块12的数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块2的数据总线相连。其它组成和连接方式与具体实施方式一或二相同。目的实现无线传输，使通讯更加方便、快捷。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式三不同点在于它还增加了USB接口模块13，USB接口模块13的数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块2的数据总线相连。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一、二或四不同点在于它还增加了以太网接口模块14，以太网接口模块14的数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块2的数据总线相连。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二或四相同。目的为了方便组成网络，便于数据传输。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式五不同点在于它还增加了液晶显示模块15，液晶显示模块15的数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块2的数据总线相连。其它组成和连接方式与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一、二、四或六不同点在于它还增加了键盘接口模块16；键盘接口模块16的数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块2的数据总线相连。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、四或六相同。
本实用新型的工作过程：锁相同步频率测量电路模块10将采集到的母线的电压、电流波形进行频谱分析，分离出基波分量和谐波分量，通过数模转换模块5转换送至现场可编程阵列模块3和浮点DSP核心控制模块1中进行计算处理，并送高级RISC微处理器模块2运算和同步动态随机存储器模块6、同步动态随机存储器闪存模块7存储；通过与高级RISC微处理器模块2的数据总线相连的FLASH/SD卡模块11、无线传输模块12、USB接口模块13、以太网接口模块14、液晶显示模块15和键盘接口模块16等功能模块，实现对数据的传输和显示。本实用新型可广泛应用于企业能耗计量领域的方法，并解决工矿企业中设备实时电能能耗监测等问题。

Claims (7)

1、基于无线传感器网络的能耗监测系统，其特征在于它包括浮点DSP核心控制模块(1)、高级RISC微处理器模块(2)、现场可编程阵列模块(3)、数模转换模块(5)、同步动态随机存储器模块(6)、同步动态随机存储器闪存模块(7)、I/O事件触发模块(8)和锁相同步频率测量电路模块(10)；浮点DSP核心控制模块(1)的第一数据信号输出输入端与现场可编程阵列模块(3)的第一数据信号输入输出端相连，浮点DSP核心控制模块(1)的第二数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块(2)的第一数据信号输入输出端相连，浮点DSP核心控制模块(1)的第三数据信号输出输入端与同步动态随机存储器模块(6)的第一数据信号输入输出端相连；现场可编程阵列模块(3)的第二数据信号输入输出端与数模转换模块(5)的第一数据信号输入输出端相连，数模转换模块(5)的第二控制信号输出端与锁相同步频率测量电路模块(10)的第一控制信号输入端相连，数模转换模块(5)的第三数据信号输入端与锁相同步频率测量电路模块(10)的第二数据信号输出端相连，高级RISC微处理器模块(2)的第二数据信号输入输出端与同步动态随机存储器闪存模块(7)的数据信号输出输入端相连；高级RISC微处理器模块(2)的数据总线与I/O事件触发模块(8)的数据信号输出输入端相连。
2、根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的能耗监测系统，其特征在于它还包括FLASH/SD卡模块(11)，FLASH/SD卡模块(11)的数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块(2)的数据总线相连。
3、根据权利要求1或2所述的基于无线传感器网络的能耗监测系统，其特征在于它还包括无线传输模块(12)，无线传输模块(12)的数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块(2)的数据总线相连。
4、根据权利要求3所述的基于无线传感器网络的能耗监测系统，其特征在于它还包括USB接口模块(13)，USB接口模块(13)的数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块(2)的数据总线相连。
5、根据权利要求1、2或4所述的基于无线传感器网络的能耗监测系统，其特征在于它还包括以太网接口模块(14)，以太网接口模块(14)的数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块(2)的数据总线相连。
6、根据权利要求5所述的基于无线传感器网络的能耗监测系统，其特征在于它还包括液晶显示模块(15)，液晶显示模块(15)的数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块(2)的数据总线相连。
7、根据权利要求1、2、4或6所述的基于无线传感器网络的能耗监测系统，其特征在于它还包括键盘接口模块(16)；键盘接口模块(16)的数据信号输出输入端与高级RISC微处理器模块(2)的数据总线相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102931723A (zh) * 2011-08-09 2013-02-13 何鹏飞 一种电能质量与能耗的监控系统
US9031116B2 (en) 2010-06-25 2015-05-12 Enmodus Limited Monitoring of power-consumption
US10044402B2 (en) 2010-06-25 2018-08-07 Enmodus Limited Timing synchronization for wired communications
CN109270898A (zh) * 2018-08-30 2019-01-25 大连理工大学 一种具有数据质量诊断与修复功能的建筑能耗数据采集器

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