基于紫金橋軟件的Zigbee無線抄表系統(tǒng)

在當(dāng)前信息化建設(shè)和能源緊缺的大背景下，各個單位組織都把節(jié)能和精細(xì)化管理作為一項(xiàng)重要的課題。原先的能源粗放管理，無法適應(yīng)精細(xì)化和節(jié)能的要求，因此需要采取信息化手段，優(yōu)化管理;采用技術(shù)手段優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行，達(dá)到合理使用能源、節(jié)約能源并提升服務(wù)的目的。作為基礎(chǔ)條件之一的就是計(jì)量的智能化，信息化?；谀壳暗默F(xiàn)狀我們提出基于紫金橋軟件和zigbee技術(shù)的整體解決方案。

 

    作為電能分區(qū)采集系統(tǒng)我們有三種方案可以選擇：基于電力載波的電能采集系統(tǒng)，基于有線網(wǎng)絡(luò)的電能采集系統(tǒng)和基于無限網(wǎng)絡(luò)的采集系統(tǒng)。電力載波在國外得到了一定的發(fā)展，但是在國內(nèi)由于電網(wǎng)的干擾較大采用較少，而且容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定現(xiàn)象；而作為一個已經(jīng)建成的大型建筑物，在施工布線也不現(xiàn)實(shí)，基于這種考慮我們選擇基于無限網(wǎng)絡(luò)的解決方案。

 

    無限網(wǎng)絡(luò)的組建我們選擇最新的Zegbee技術(shù)。zigbee是一種短距離無線通信技術(shù)的商業(yè)化命名，該無線連接技術(shù)主要解決低成本、低功耗、低復(fù)雜度、低傳輸速率、近距離的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。ZigBee標(biāo)準(zhǔn)基于802.15.4協(xié)議棧而建立，具備強(qiáng)大的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能。主要具有以下特點(diǎn)：

    通信可靠：ZIGBEE技術(shù)在物理層采用抗干擾非常強(qiáng)的DSSS直序擴(kuò)頻技術(shù)進(jìn)行傳輸，在MAC協(xié)議層采用了CSMA－CA的碰撞避免機(jī)制，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競爭和沖突；采用完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，保證信息傳輸?shù)目煽啃?

    zigbee的自組織功能：無需人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能感知其他節(jié)點(diǎn)的存在，并確定連接關(guān)系，組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)； zigbee自愈功能：增加、刪除或移動節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡(luò)都能夠自我修復(fù)無需人工干預(yù)，保證整個系統(tǒng)仍然能正常工作。

    成本低廉：設(shè)備的復(fù)雜程度低，且Zigbee協(xié)議是免專利費(fèi)的，這些可以有效地降低設(shè)備成本；Zigbee的工作頻段靈活，為免執(zhí)照頻段的2.4GHz，就是沒有使用費(fèi)的無線通信。

    網(wǎng)絡(luò)容量大：一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以容納最多254個從設(shè)備和一個主設(shè)備，一個區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在200多個ZigBee網(wǎng)絡(luò)。

 

    整個方案的結(jié)構(gòu)圖如下：

    考慮到無限傳輸?shù)拇┩改芰Γ诿總€樓層布置一個主節(jié)點(diǎn)作為整個網(wǎng)絡(luò)的傳輸主干線，在監(jiān)控中心布置根節(jié)點(diǎn)作為整個網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)中心，每個電能表都通過RS232/485連接到一個從節(jié)點(diǎn)上。

 

    在實(shí)際的設(shè)備選型上我們選擇具有標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485通訊接口的數(shù)據(jù)傳輸模塊。這可以把原來帶有RS232/485通訊接口的電能表輕松的納入我們的系統(tǒng)之中，如果原來的儀表不具有通訊功能可以采取更換儀表或著添加采集模塊的方式。

    上位部分的數(shù)據(jù)采集處理顯示系統(tǒng)采用紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件。數(shù)據(jù)采集部分是實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量采集的核心。主要功能覆包括數(shù)據(jù)的自動采集、存儲、瀏覽和分析；是實(shí)現(xiàn)節(jié)能精細(xì)化管理的重要手段。在本系統(tǒng)中主要完成如下功能：

    1) 數(shù)據(jù)采集

    通過無限網(wǎng)絡(luò)，采用輪詢方式分別采集143塊電能表的整點(diǎn)數(shù)據(jù)、零點(diǎn)數(shù)據(jù)、和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

    2) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲

    將采集來的電能數(shù)據(jù)以統(tǒng)一的格式進(jìn)行緩存，并以以標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，既保證數(shù)據(jù)的完整性、一致性，又能夠方便數(shù)據(jù)查詢和應(yīng)用。

    3) 歷史數(shù)據(jù)管理

    紫金橋軟件具有數(shù)據(jù)壓縮能力，能夠利用有限的計(jì)算機(jī)存儲空間存儲更長時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)，并能保證快速歷史存儲與檢索。

    4) 流程圖報(bào)表顯示

    人機(jī)界面是組態(tài)軟件的重要組成部分。它通過各種可視化的構(gòu)件方便的搭建復(fù)雜的圖形畫面，豐富的動畫連接幫你形成逼真的動畫效果。同時(shí)還可以通過紫金橋組態(tài)軟件自帶的自由報(bào)表生成各種統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表等。

    5) Web瀏覽

    通過Web發(fā)布，可以在網(wǎng)絡(luò)上授權(quán)訪問。相關(guān)用電單位都可以通過IE瀏覽器登錄系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。

 

      如果需要對系統(tǒng)擴(kuò)展可以在建筑物內(nèi)采用zigbee傳輸模式，建筑物和建筑物之間踩入GPRS/CDMA方式，做成一個廣域的無線電表采集系統(tǒng)。