CN203490825U - 一种基于gprs和zigbee技术的能耗监测系统 - Google Patents

一种基于gprs和zigbee技术的能耗监测系统 Download PDF

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张俊杰
张君华
陈良
王龙
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Suzhou Sigma Technology Co., Ltd.
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SUZHOU YUANCHENG INTELLIGENCE TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种基于GPRS和ZIGBEE技术的能耗监测系统,包括用电设备层、网络通信层和站控管理层,所述的网络通信层包括GPRS装置、ZIGBEE数据采集器和ZIGBEE数据集中器,所述的用电设备层包括能耗监测设备和耗电设备,所述的ZIGBEE数据采集器中的ZIGBEE中继器与智能电表、耗电设备电连接,所述的网络通信层和站控管理层之间通过GPRS无线网络连接,所述的用电设备层和网络通信层之间通过ZIGBEE无线网络连接。其架构简单、拓展能力强,成本较低。

Description

—种基于GPRS和ZIGBEE技术的能耗监测系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种基于GPRS及ZIGBEE技术的能耗监测系统。
背景技术
[0002] 传统的有线能耗监测系统,架构复杂,比较僵化,工程施工和安装工作量大,成本闻昂。
发明内容
[0003] 针对上述问题,本实用新型的目的是提供一种架构简单、拓展能力强,成本较低的能耗监测系统。
[0004] 为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:一种基于GPRS和ZIGBEE技术的能耗监测系统,包括用电设备层、网络通信层和站控管理层,所述的网络通信层包括GPRS装置、ZIGBEE数据采集器和ZIGBEE数据集中器,所述的用电设备层包括能耗监测设备和耗电设备,所述的ZIGBEE数据采集器中的ZIGBEE中继器与智能电表、耗电设备电连接,所述的网络通信层和站控管理层之间通过GPRS无线网络连接,所述的用电设备层和网络通信层之间通过ZIGBEE无线网络连接。
[0005] 作为上述方案的进一步优化,所述的耗电设备为空调、电脑或/和灯具。
[0006] 作为上述方案的进一步优化,所述的站控管理层为主控计算机、便携式电脑或/和打印机。
[0007] 作为上述方案的进一步优化,所述的能耗监测设备为智能电表、智能燃气表或/和智能水表。
[0008] 本实用新型的有益效果主要表现为:本实用新型引入了 GPRS和ZIGBEE无线自组网技术,该能耗监测系统的主要通信方式均采用了无线方式,在系统实施过程中不对房间、区域原有线路进行改动和额外布线,也不对现有耗能设备作任何改造,工程安装和维修简单方便,与传统有线能耗监测系统相比,极大了降低了整个工程实施的工作量;其次,采用模块化设计系统,架构简单,拓展功能强,可以根据用户要求,使用环境,投资目标等制定各种不同应用方案,从而减少开发周期,节约安装成本;能耗数据信号传输采用ZIGBEE自组网通信技术,具有很强的错误检测能力,通信距离可无限扩展,抗干扰能力强,挂载设备多。
附图说明
[0009] 图1是本实用新型的技术原理示意图。
[0010] 图2是本实用新型的系统架构示意图。
具体实施方式
[0011] 下面结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步的具体描述。
[0012] 如图1和2所示,一种基于GPRS和ZIGBEE技术的能耗监测系统,包括用电设备层、网络通信层和站控管理层,所述的网络通信层包括GPRS装置、ZIGBEE数据采集器和ZIGBEE数据集中器,所述的用电设备层包括能耗监测设备和耗电设备,所述的ZIGBEE数据采集器中的ZIGBEE中继器与智能电表、耗电设备电连接,所述的网络通信层和站控管理层之间通过GPRS无线网络连接,所述的用电设备层和网络通信层之间通过ZIGBEE无线网络连接。
[0013] 所述的耗电设备为空调、电脑或/和灯具,所述的站控管理层为主控计算机、便携式电脑或/和打印机,所述的能耗监测设备为智能电表、智能燃气表或/和智能水表。
[0014] 本系统采用三层架构:用电设备层、网络通信层和站控管理层。
[0015] I)用电设备层,包含各种耗能设备(如空调、电脑、灯具等)以及连接用电设备的插座与智能电表,为能耗监测系统的最前端。
[0016] 2)网络通讯层。ZIGBEE数据采集器可通过RS485中继器(ZIGBEE中继器)直连智能电表,从中直接读取所需的耗能信息;亦可以连接用电设备或插线板(即用电设备层),根据各耗能设备的实际使用情况数据(电流、电压等),通过能耗计量精确计算采集该耗能设备的能耗信息,并进行数据处理和存储。各个ZIGBEE数据采集器之间及与ZIGBEE数据集中器之间均通过ZIGBEE无线自组网完成互联通讯。当ZIGBEE数据采集器从前端设备采集到能耗数据,该能耗数据经处理后,即通过ZIGBEE无线自组网汇集到ZIGBEE数据集中器,再由ZIGBEE数据集中器经过二次处理,通过GPRS分组交换技术上传至站控管理层中。
[0017] 3)站控管理层通过使用GPRS模块或连入互联网的TCP/IP网络接收ZIGBEE数据集中器发来的能耗数据。计算机服务器、管理员客户端、用户便携电脑和打印机通过交换机连接,软件使用B/S架构,能分类分项统计能耗数据并根据用户需求设定饼状图、柱状图对比显示,亦能自动生成能耗走势图,并能远程控制终端开关。用户可通过终端随时访问数据服务器,查询需要的信息。
[0018] 本实施例的网络通信层采用RS485及ZIGBEE通信协议,与上位机通信则采用GPRS无线联接,减少布线工作量,GPRS具有信号稳定,覆盖面广等特点,采用GPRS装置后使得ZIGBEE数据集中器可任意移动,搭建系统更为简单方便。ZIGBEE数据采集器采用硬件编码,降低了系统维护工作量,有故障时智能仪表和数据采集器均可随时直接更换。ZIGBEE数据采集器采用导轨式外壳,方便安装。本系统除拥有一般能耗监测系统的数据采集、存储等功能外,还具有能耗动态分析,图形化界面显示,分项计量显示对比,反向控制等功能。
[0019] 本实施例中,ZIGBEE数据采集器作为能耗监测系统的前端设备,通过RS485连接下端智能电表、智能燃气表、智能水表等能耗监测设备与耗能设备,以采集相关能耗数据,并进行数据处理、存储,同时通过ZIGBEE自组网连接上端ZIGBEE数据集中器,将处理后的能耗数据以自定的传输协议上传至ZIGBEE数据集中器。ZIGBEE数据集中器将ZIGBEE数据采集器中能耗数据集中,先存储在芯片内部FLASH中,等待上位机接收,如上位机接收成功,则清除内部FLASH中数据,如通信中断无法上传,则另存储到外部FLASH中,然后准备下一轮数据采集。上位机计算机服务器接收到能耗监测数据后,能分类分项统计能耗数据并根据用户需求设定饼状图、柱状图对比显示,亦可以自动生成能耗走势图,供管理员或用户自由查看。同时,服务器软件亦支持远程控制终端开关;若ZIGBEE数据采集器与ZIGBEE数据集中器通信中断时,每次采集的数据暂时无法上传,则以列表的方式暂存到ZIGBEE数据采集器的内存中,可以离线存储最近10天以上的数据。通信重连后,自动分批打包离线数据,上传至数据采集器端。[0020] 上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明,但是本实用新型不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
[0021] 不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解,本实用新型不限于特定的实施方式,本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (4)

1.一种基于GPRS和ZIGBEE技术的能耗监测系统,其特征在于,包括用电设备层、网络通信层和站控管理层,所述的网络通信层包括GPRS装置、ZIGBEE数据采集器和ZIGBEE数据集中器,所述的用电设备层包括能耗监测设备和耗电设备,所述的ZIGBEE数据采集器中的ZIGBEE中继器与智能电表、耗电设备电连接,所述的网络通信层和站控管理层之间通过GPRS无线网络连接,所述的用电设备层和网络通信层之间通过ZIGBEE无线网络连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于GPRS和ZIGBEE技术的能耗监测系统,其特征在于,所述的耗电设备为空调、电脑或/和灯具。
3.根据权利要求1所述的一种基于GPRS和ZIGBEE技术的能耗监测系统,其特征在于,所述的站控管理层为主控计算机、便携式电脑或/和打印机。
4.根据权利要求1所述的一种基于GPRS和ZIGBEE技术的能耗监测系统,其特征在于,所述的能耗监测设备为智能电表、智能燃气表或/和智能水表。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104112351A (zh) * 2014-07-15 2014-10-22 大连大学 能耗监测系统
CN111157787A (zh) * 2019-12-27 2020-05-15 重庆图广盛科技有限公司 建筑电能监测系统

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