[發(fā)明專利]一種分布式低成本高校校園能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110173149.6
• 申請(qǐng)日: 2011-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN102843404A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許洪華;許尤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州科技學(xué)院
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;H04W84/18;G08C17/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化系統(tǒng)，具體的涉及一種分布式低成本高校校園能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

有效降低大型公共建筑能耗和水耗，是我國(guó)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的艱巨任務(wù)。近年來，我國(guó)高等教育快速發(fā)展，校園建筑面積大幅度增加，作為典型的大型公共建筑群，大學(xué)校園節(jié)能、節(jié)水具有重要經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。近年來，我國(guó)陸續(xù)啟動(dòng)了三批72所“節(jié)約型校園建設(shè)”示范高校，多方面、多層次地推進(jìn)了節(jié)約型校園建設(shè)。

建設(shè)節(jié)約型校園，能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)是基礎(chǔ)，同時(shí)也是高校建設(shè)節(jié)約型校園的主要瓶頸。由于技術(shù)發(fā)展情況等，目前能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大多采用了工業(yè)自動(dòng)化集中式監(jiān)控體系結(jié)構(gòu)，多采用了工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)、軟件和設(shè)備，系統(tǒng)成本、維護(hù)成本、管理成本難以降低。成本高、技術(shù)體系相對(duì)獨(dú)立，一定程度上限制了示范系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣和普及。目前，我國(guó)多數(shù)高校還沒有完善的能耗監(jiān)控系統(tǒng)，往往采用人工抄表和統(tǒng)計(jì)，工作量大，繁雜單調(diào)?，也常常只限于全校層面總體數(shù)據(jù)，還難以將節(jié)水、節(jié)電工作與基層單位以致具體科室、實(shí)驗(yàn)室工作結(jié)合，從而使工作成效打了折扣，甚至從一定程度上缺失了師生的參與。設(shè)計(jì)、開發(fā)低成本、集成擴(kuò)展靈活、訪問方便的校園能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將有利于改善中小規(guī)模高校能耗管理現(xiàn)實(shí)狀況。

隨著高校校園信息化發(fā)展，以及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展，在高校校園建設(shè)低成本、分布式能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)成為可能。無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，為耗能、耗水設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)和通信提供了低成本、便捷方案；校園網(wǎng)絡(luò)有線和無線以太網(wǎng)覆蓋，為校園能耗監(jiān)測(cè)提供了無處不在、低成本、免維護(hù)的接入網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明內(nèi)容

高校中能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)、維護(hù)成本高昂，不易普及推廣，已經(jīng)成為節(jié)約校園建設(shè)瓶頸。本發(fā)明充分考慮高校能耗監(jiān)測(cè)需求和特點(diǎn)，構(gòu)建建設(shè)與維護(hù)成本低廉、使用方便高效、益于普及推廣的高校能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用低成本無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能耗設(shè)備數(shù)據(jù)采集和通信組網(wǎng)，構(gòu)建方便靈活，降低了建設(shè)、改造和運(yùn)行維護(hù)成本；系統(tǒng)采用分布式體系結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)可靠性、靈活性；系統(tǒng)主干網(wǎng)依托校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，降低了建設(shè)成本，益于運(yùn)行管理和拓展，便于師生參，從而真正落實(shí)節(jié)約校園建設(shè)。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種分布式低成本高校校園能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括通用PC、監(jiān)控主機(jī)、網(wǎng)關(guān)和能耗節(jié)點(diǎn)四類節(jié)點(diǎn)組成，所述通用PC、所述監(jiān)控主機(jī)和若干所述網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)連入高校校園網(wǎng)，若干所述網(wǎng)關(guān)再通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)與若干所述能耗節(jié)點(diǎn)連接。

進(jìn)一步的，所述能耗節(jié)點(diǎn)包含一以MC13213為核心的第一芯片，所述第一芯片上端連接有開關(guān)量電路、模擬量電路、串行通信接口電路、第一BDM接口、第一天線電路和第一電源電路。

進(jìn)一步的，所述網(wǎng)關(guān)包含一MCF52233為核心的第二芯片，所述第二芯片上端連接有第二BDM接口、復(fù)位電路、第二電源電路和以太網(wǎng)接口電路，所述第二芯片還連接一以MC13213為核心的第三芯片，所述第三芯片與第二天線電路連接。

本發(fā)明的原理是：整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)包括底層基于Zigbee技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)和上層依托校園網(wǎng)的以太網(wǎng)，圖中實(shí)線連接為以太網(wǎng)，虛線為無線傳感網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)由能耗節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、監(jiān)控主機(jī)和通用PC四類節(jié)點(diǎn)組成。

無線傳感網(wǎng)絡(luò)由一定區(qū)域內(nèi)能耗節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)組成。系統(tǒng)中開發(fā)了ZigBee核心模塊，核心模塊以MC13213為核心，除具有ZigBee通信功能外，擴(kuò)展了模擬量、數(shù)字量、串行通信接口，嵌入到能耗設(shè)備檢測(cè)儀表，一起構(gòu)成具有ZigBee通信功能的能耗檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，稱為能耗節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)同時(shí)作為ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，管理區(qū)域內(nèi)的能耗節(jié)點(diǎn)。各個(gè)能耗節(jié)點(diǎn)具有網(wǎng)狀網(wǎng)通信功能和自組網(wǎng)功能。能耗節(jié)點(diǎn)能夠直接與協(xié)調(diào)器通信，也能夠通過其它能耗節(jié)點(diǎn)以多跳方式與協(xié)調(diào)器通信。網(wǎng)狀網(wǎng)自組網(wǎng)能力和多跳路由增強(qiáng)了無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠性和覆蓋能力，同時(shí)大幅度降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本。采用核心模塊嵌入到現(xiàn)有能耗監(jiān)測(cè)儀表，利用了現(xiàn)有設(shè)備，保護(hù)了現(xiàn)有投資。