基于ZigBee的電能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于ZigBee的電能監(jiān)控系統(tǒng)，其中，電量采集模塊與微控制處理器相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸；繼電器模塊的信號輸入端連接在微控制處理器上；ZigBee通訊模塊與微控制處理器相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸；ZigBee協(xié)調(diào)器通過無線網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控中心相連接；每個ZigBee通訊模塊分別與ZigBee協(xié)調(diào)器相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸；ZigBee協(xié)調(diào)器還與本地監(jiān)控終端相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸。本實用新型能夠通過無線網(wǎng)絡實現(xiàn)參數(shù)的傳遞與遠程控制，實時監(jiān)測用電設備各種參數(shù)，并且組網(wǎng)靈活，方便。
【專利說明】基于ZigBee的電能監(jiān)控系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于ZigBee的電能監(jiān)控系統(tǒng)，屬于電能計量監(jiān)控【技術領域】。【背景技術】
[0002]目前，全球都處于能源緊缺的狀態(tài)，節(jié)約能源對于中國的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。生活中的能耗主要來源于電能的使用，其中空調(diào)、照明、暖通等系統(tǒng)占據(jù)了電能使用的絕大部分。如何對用電情況進行監(jiān)測，找出不合理的用電能耗，避免不必要的電能消耗，實現(xiàn)公共建筑的節(jié)能減排，已成為解決高能耗問題的關鍵。由于建筑內(nèi)部不宜重新布線，而且在監(jiān)測過程不能引起人們工作的不便，基于多方面綜合考慮，具有無線化、微型化、低能耗的傳感器網(wǎng)絡成為理想的選擇。
[0003]現(xiàn)有的電能計量設備都是用來計量用戶總的用電量信息，而不能計量特定用電器特定時間段內(nèi)的耗電量?，F(xiàn)有的電能質(zhì)量監(jiān)測儀，其數(shù)據(jù)采集單元與控制單元或控制中心間數(shù)據(jù)通信常采用有線設計方案，這種方案存在布線及改線作業(yè)量大。在復雜地理環(huán)境、工作地點不確定、原預留端口不夠用、突發(fā)性事故現(xiàn)場等情況下適用性差，使其應用在一定程度上受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種基于ZigBee的電能監(jiān)控系統(tǒng)，它能夠通過無線網(wǎng)絡實現(xiàn)參數(shù)的傳遞與遠程控制，實時監(jiān)測用電設備各種參數(shù)，并且組網(wǎng)靈活，方便。
[0005]本實用新型解決上述技術問題采取的技術方案是:一種基于ZigBee的電能監(jiān)控系統(tǒng)，它包括本地監(jiān)控終端、遠程監(jiān)控中心、ZigBee協(xié)調(diào)器和多個ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點，ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點包括ZigBee通訊模塊、微控制處理器、電量采集模塊和繼電器模塊，其中，
[0006]電量采集模塊與微控制處理器相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸，其用于測量用電設備的電壓、電流、功率和電能參數(shù)數(shù)據(jù)；
[0007]繼電器模塊的信號輸入端連接在微控制處理器上，其用于根據(jù)微控制處理器傳遞的控制指令信號控制用電設備的開關動作；
[0008]ZigBee通訊模塊與微控制處理器相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸，其用于傳遞用電設備的參數(shù)數(shù)據(jù)和控制指令信號；
[0009]ZigBee協(xié)調(diào)器通過無線網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控中心相連接；
[0010]所述的每個ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點的ZigBee通訊模塊分別與ZigBee協(xié)調(diào)器相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸；
[0011]ZigBee協(xié)調(diào)器還與本地監(jiān)控終端相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸。
[0012]進一步，所述的ZigBee協(xié)調(diào)器包含ZigBee/GPRS網(wǎng)關，所述的無線網(wǎng)絡為GPRS網(wǎng)絡，ZigBee協(xié)調(diào)器通過GPRS網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控中心相連接。[0013]采用了上述技術方案后，本實用新型的ZigBee協(xié)調(diào)器起到核心控制作用，一方面負責組網(wǎng)并收集各ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點的參數(shù)數(shù)據(jù)，另一面向本地監(jiān)控終端和遠程控制中心上報各數(shù)據(jù)，并且每個ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點通過ZigBee通訊模塊和ZigBee協(xié)調(diào)器的Zigbee無線網(wǎng)絡連接方式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸，使得組網(wǎng)更加便捷，能夠?qū)崟r、準確的監(jiān)測各用電設備的電能參數(shù)數(shù)據(jù)，同時監(jiān)控中心可通過命令交互，通過繼電器模塊關閉能耗電器，從而杜絕室內(nèi)無人而電器空運轉(zhuǎn)，達到節(jié)能減排的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的基于ZigBee的電能監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖；
[0015]圖2為本實用新型的ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點的原理框圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0017]如圖1、2所示，一種基于ZigBee的電能監(jiān)控系統(tǒng)，它包括本地監(jiān)控終端、遠程監(jiān)控中心、ZigBee協(xié)調(diào)器和多個ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點，ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點包括ZigBee通訊模塊、微控制處理器、電量采集模塊和繼電器模塊，其中，
[0018]電量采集模塊與微控制處理器相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸，其用于測量用電設備的電壓、電流、功率和電能參數(shù)數(shù)據(jù)；
[0019]繼電器模塊的信號輸入端連接在微控制處理器上，其用于根據(jù)微控制處理器傳遞的控制指令信號控制用電設備的開關動作；
[0020]ZigBee通訊模塊與微控制處理器相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸，其用于傳遞用電設備的參數(shù)數(shù)據(jù)和控制指令信號；
[0021]ZigBee協(xié)調(diào)器通過無線網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控中心相連接；
[0022]每個ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點的ZigBee通訊模塊分別與ZigBee協(xié)調(diào)器相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸；
[0023]ZigBee協(xié)調(diào)器還與本地監(jiān)控終端相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸。
[0024]微控制處理器用于協(xié)調(diào)各模塊工作。
[0025]使用時，將各部分連接好，接通電源。通過ZigBee協(xié)調(diào)器組建一個多對一的ZigBee無線網(wǎng)絡,ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點上配置的ZigBee通訊模塊可看成是ZigBee網(wǎng)絡中的一個子節(jié)點。
[0026]電量采集模塊采集電力線路電壓、電流信號，完成功率計算及電能計量等并傳送給微控制處理器，微控制處理器將數(shù)據(jù)通過ZigBee通訊模塊發(fā)送至上級的ZigBee協(xié)調(diào)器，然后再發(fā)送至本地監(jiān)控終端，或通過無線網(wǎng)絡發(fā)送至遠程監(jiān)控中心。電量采集模塊采用ATT7053，可以測量用電設備的電壓、電流、功率、耗能、功率因數(shù)等較多參數(shù)。
[0027]監(jiān)控終端或遠程監(jiān)控中心通過ZigBee協(xié)調(diào)器和網(wǎng)絡內(nèi)各ZigBee子節(jié)點(ZigBee通訊模塊)的路由，可向每個ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點下發(fā)電力線路開關的分斷、閉合指令，由微控制處理器輸出控制信號給繼電器模塊，控制設備的繼電器動作，切斷開關。
[0028]ZigBee協(xié)調(diào)器包含ZigBee/GPRS網(wǎng)關，并且無線網(wǎng)絡為GPRS網(wǎng)絡，ZigBee協(xié)調(diào)器通過GPRS網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控中心相連接。
[0029]以上所述的具體實施例，對本實用新型解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種基于ZigBee的電能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:它包括本地監(jiān)控終端、遠程監(jiān)控中心、ZigBee協(xié)調(diào)器和多個ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點，ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點包括ZigBee通訊模塊、微控制處理器、電量采集模塊和繼電器模塊，其中， 電量采集模塊與微控制處理器相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸，其用于測量用電設備的電壓、電流、功率和電能參數(shù)數(shù)據(jù)； 繼電器模塊的信號輸入端連接在微控制處理器上，其用于根據(jù)微控制處理器傳遞的控制指令信號控制用電設備的開關動作； ZigBee通訊模塊與微控制處理器相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸，其用于傳遞用電設備的參數(shù)數(shù)據(jù)和控制指令信號； ZigBee協(xié)調(diào)器通過無線網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控中心相連接； 所述的每個ZigBee電能監(jiān)控節(jié)點的ZigBee通訊模塊分別與ZigBee協(xié)調(diào)器相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸； ZigBee協(xié)調(diào)器還與本地監(jiān)控終端相連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于ZigBee的電能監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于:所述的ZigBee協(xié)調(diào)器包含ZigBee/GPRS網(wǎng)關，所述的無線網(wǎng)絡為GPRS網(wǎng)絡，ZigBee協(xié)調(diào)器通過GPRS網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控中心相連接。
【文檔編號】H04W84/18GK203504304SQ201320636825
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權日:2013年10月16日
【發(fā)明者】薛波, 劉曉杰, 陶為戈 申請人:江蘇理工學院