基本信息
- 项目名称：
- 无线网络化抄表与节能控制系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本系统采用ZIGBEE无线传感器网络技术，设计小型的电能表无线传感器节点及其协调器，将一定范围内的电表组成一个MESH型网络拓扑结构的无线网络。实时采集用户的电能表数据。 设计数据库管理及控制系统。实时监控及统计相关楼宇的用电情况，并通过软件远程控制供电。 用户可以通过手机短信编辑密码及电表ID决定该用户的供电，从而控制了家中电器的工作，达到了节能目的。
- 详细介绍：
- 本系统采用ZIGBEE无线传感器网络技术，设计小型的电能表无线传感器节点及其协调器，将一定范围内的电表组成一个MESH型网络拓扑结构的无线网络。实时采集用户的电能表数据，摒弃传统人工抄表及有线抄表的不便捷性，实时的监控用户用电情况，从而建立了有效的监督机制，在思想上督促各个用户节约用电。此外还具有分时计费功能。 设计数据库管理及控制系统。通过上位机实时监控及统计相关楼宇、房间的用电情况，并且可以通过软件远程控制供电，在行为上直接制止人为原因造成的浪费现象（比如：下班后办公室电器忘记断电，监控部门可远程无线控制将其房间电源切断）。本系统的上位机数据库管理与控制软件是在基于Delphi与SQL server2000环境下开发的，具有很好的人机交互界面。功能扩展性方便、可移植性强。 用户可以在任何地方通过手机短信，控制系统根据所设置的密码及电表ID号决定该用户的供电，从而避免了电器的过度工作，达到了节能目的。 采用TI公司的基于ZIGBEE无线传感网络技术的CC2530制作本系统的无线网络数据传输与控制平台；采用美国CS公司的高精度电能表集成电路CS5466制作的电能表作为本系统的电能计量单元，精度为一级；采用SIMCOM公司的SIM300 GSM/GPRS模块制作手机短信控制命令传输与解析单元。 在数据传输上具有TCP/UDP、GPRS、3G等方式远程传输。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本系统将ZIGBEE无线传感网络、GSM、3G、Internet应用于无线抄表中，提出了节能控制、无线网络化抄表方案。 无线网络化抄表、远程化数据传输适应了现代自动控制领域的发展趋势，从传统的人工抄表中解脱出来。实时采集数据有利于相关数据得到及时更新。多种数据传输方式增加了数据传输的灵活性。 节能控制顺应了节能减排的潮流，符合建设能源节约型社会的主流思想。无论是用户还是用电监管部门都可以实时监管、控制相关部门、房间的用电情况。 采用AES加密技术高效地保证了数据传输的安全性、ZIGBEE网络的稳定性。
科学性、先进性
- (1) 实时采集数据 每个电表采集用户用电数据的周期为5秒（或设置为更短周期），因此用电监管部门可以及时的获知各个电表的计量信息。 (2) 联网方便 本系统的无线传感网络自组网，每个电表上电后即可自动搜寻预设的ZIGBEE网络并加入。MESH型网络保证了数据的可靠传输。 (3) 节能控制 用电监管部门可以实时地监控每个用户的用电情况，对于不合理的耗电部门或房间及时给予通告，从而起到了节能监督作用。亦可定期生成用电通告，公布各部门、房间每天的用电信息，督促相关人员节约用电。同时通过上位机软件可以对任意一个用户的电力供给进行远程无线控制，避免各种原因造成的电力浪费。 用户可以通过短信发送电表的ID号与6位数密码到控制器，实现对相关房间的供电控制，避免电器的过度工作造成电力浪费。 (4) 高安全性 数据传输采用AES加密技术，高度的保证系统的安全性与数据传输的安全性。
获奖情况及鉴定结果
- 本设计于2011年4月10日，获得东南大学仪器科学与工程学院院长宋爱国、东南大学电气工程学院院长黄学良、南京信息工程大学信息与控制学院院长肖韶荣等专家鉴定与推荐。 于2011年4月2日，南京信息工程大学校级选拔赛中获得校内外专家认可。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 有偿转让
作品可展示的形式
- 实物、产品、现场演示、图片、录像、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1、使用说明 用电监管部门可通过监控软件实时远程无线管理每个用户的电力供给。 用户可以手机短信编辑电表ID号与密码发送到控制器，实现对相关房间的电力供给控制。 用户可以登录相关网页，以电表ID号与密码登录查询界面，查询与此电表相关的用电信息。 2、系统适用范围 本系统适用于高校、企业、政府机构等需要对用户用电进行监督的部门。借助本系统建立的实时监管机制，在行为与思想上督促相关人员节约用电。本系统的手机短信实时控制、网页查询用电信息等功能，也非常适用于普通家庭用户。 3、市场前景 本设计具有无线化、网络化、系统远程控制、手机远程控制、数据实时采集等优势。安装简单、使用方便、投资较少，维护费用少、运行费用低廉；产生的效益直接、显著，具有良好的经济效益和社会效益，极易大面积推广使用。
同类课题研究水平概述
- 1．在国内，我们国家最近几年提出了建立智能电网的口号，并且投入很大的资金进行智能电网建设。目前在集中抄表方面，国内极大多数采用的是RS485串行有线传输，将一定范围内的电表模块进行数据采集，然后通过GPRS/CDMA远程传输。本系统则采用ZIGBEE无线传感网络技术将终端的每个电表都无线化入网，因此实现了真正的无线化、网络化。 2. 当前国内真正投入商业运行的无线网络化抄表系统非常少，而且多数通过Wi-Net技术实现无线网络建立，成本较高。本系统采用的是ZIGBEE无线传感网络技术，其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本，适合用于自动控制和远程控制领域。 3. 当前大陆市场上的无线抄表系统还没有出现双向控制功能。本系统则具有双向控制功能，监管部门通过上位机数据库管理与监控软件可以对每一个用户的电力供给进行控制，避免电力浪费。比如企业的后勤部门在非正常工作时间，通过上位机管理软件发现某办公室仍然在电力消耗，此时即可远程无线关闭其房间的电源。 4. 用户通过手机短信编辑电表的ID号与密码（每个电表拥有唯一的ID与6位数密码）发送到本系统的控制器，亦可实现对相关房间的电力供给。比如：下班后，您想起办公室的空调忘记关闭了，此时只需一条短信即可远程切断该房间的电力供给，避免能源浪费。
