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 PDFInfo
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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
技术领域
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
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，成本高昂。
发明内容
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。
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。
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。
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。
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。
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
图1是本实用新型的技术原理示意图。
图2是本实用新型的系统架构示意图。
具体实施方式
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。
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。
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。
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。
1） 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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 (3)
| 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 |
| CN113655709A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-16 | 苏州朗捷通智能科技有限公司 | 一种会议室智能无线能源管控系统 |
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