CN203504304U - 基于ZigBee的电能监控*** - Google Patents

基于ZigBee的电能监控*** Download PDF

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薛波
刘晓杰
陶为戈
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Jiangsu University of Technology
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Abstract

本实用新型公开了一种基于ZigBee的电能监控***，其中，电量采集模块与微控制处理器相连接以实现数据双向传输；继电器模块的信号输入端连接在微控制处理器上；ZigBee通讯模块与微控制处理器相连接以实现数据双向传输；ZigBee协调器通过无线网络与远程监控中心相连接；每个ZigBee通讯模块分别与ZigBee协调器相连接以实现数据双向传输；ZigBee协调器还与本地监控终端相连接以实现数据双向传输。本实用新型能够通过无线网络实现参数的传递与远程控制，实时监测用电设备各种参数，并且组网灵活，方便。

Description

基于ZigBee的电能监控***
技术领域
    本实用新型涉及一种基于ZigBee的电能监控***，属于电能计量监控技术领域。
背景技术
目前，全球都处于能源紧缺的状态，节约能源对于中国的可持续发展具有非常重要的意义。生活中的能耗主要来源于电能的使用，其中空调、照明、暖通等***占据了电能使用的绝大部分。如何对用电情况进行监测，找出不合理的用电能耗，避免不必要的电能消耗，实现公共建筑的节能减排，已成为解决高能耗问题的关键。由于建筑内部不宜重新布线，而且在监测过程不能引起人们工作的不便，基于多方面综合考虑，具有无线化、微型化、低能耗的传感器网络成为理想的选择。
现有的电能计量设备都是用来计量用户总的用电量信息，而不能计量特定用电器特定时间段内的耗电量。现有的电能质量监测仪，其数据采集单元与控制单元或控制中心间数据通信常采用有线设计方案，这种方案存在布线及改线作业量大。在复杂地理环境、工作地点不确定、原预留端口不够用、突发性事故现场等情况下适用性差，使其应用在一定程度上受到限制。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于ZigBee的电能监控***，它能够通过无线网络实现参数的传递与远程控制，实时监测用电设备各种参数，并且组网灵活，方便。
本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案是：一种基于ZigBee的电能监控***，它包括本地监控终端、远程监控中心、ZigBee协调器和多个ZigBee电能监控节点，ZigBee电能监控节点包括ZigBee通讯模块、微控制处理器、电量采集模块和继电器模块，其中，
电量采集模块与微控制处理器相连接以实现数据双向传输，其用于测量用电设备的电压、电流、功率和电能参数数据；
继电器模块的信号输入端连接在微控制处理器上，其用于根据微控制处理器传递的控制指令信号控制用电设备的开关动作；
ZigBee通讯模块与微控制处理器相连接以实现数据双向传输，其用于传递用电设备的参数数据和控制指令信号；
ZigBee协调器通过无线网络与远程监控中心相连接；
所述的每个ZigBee电能监控节点的ZigBee通讯模块分别与ZigBee协调器相连接以实现数据双向传输；
ZigBee协调器还与本地监控终端相连接以实现数据双向传输。
    进一步，所述的ZigBee协调器包含ZigBee/GPRS网关，所述的无线网络为GPRS网络，ZigBee协调器通过GPRS网络与远程监控中心相连接。
采用了上述技术方案后，本实用新型的ZigBee协调器起到核心控制作用，一方面负责组网并收集各ZigBee电能监控节点的参数数据，另一面向本地监控终端和远程控制中心上报各数据，并且每个ZigBee电能监控节点通过ZigBee通讯模块和ZigBee协调器的Zigbee无线网络连接方式，代替传统的有线网络进行数据传输，使得组网更加便捷，能够实时、准确的监测各用电设备的电能参数数据，同时监控中心可通过命令交互，通过继电器模块关闭能耗电器，从而杜绝室内无人而电器空运转，达到节能减排的目的。
附图说明
图1为本实用新型的基于ZigBee的电能监控***的原理框图；
图2为本实用新型的ZigBee电能监控节点的原理框图。
具体实施方式
   为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1、2所示，一种基于ZigBee的电能监控***，它包括本地监控终端、远程监控中心、ZigBee协调器和多个ZigBee电能监控节点，ZigBee电能监控节点包括ZigBee通讯模块、微控制处理器、电量采集模块和继电器模块，其中，
电量采集模块与微控制处理器相连接以实现数据双向传输，其用于测量用电设备的电压、电流、功率和电能参数数据；
继电器模块的信号输入端连接在微控制处理器上，其用于根据微控制处理器传递的控制指令信号控制用电设备的开关动作；
ZigBee通讯模块与微控制处理器相连接以实现数据双向传输，其用于传递用电设备的参数数据和控制指令信号；
ZigBee协调器通过无线网络与远程监控中心相连接；
每个ZigBee电能监控节点的ZigBee通讯模块分别与ZigBee协调器相连接以实现数据双向传输；
ZigBee协调器还与本地监控终端相连接以实现数据双向传输。
微控制处理器用于协调各模块工作。
使用时，将各部分连接好，接通电源。通过ZigBee协调器组建一个多对一的ZigBee无线网络，ZigBee电能监控节点上配置的ZigBee通讯模块可看成是ZigBee网络中的一个子节点。
电量采集模块采集电力线路电压、电流信号，完成功率计算及电能计量等并传送给微控制处理器，微控制处理器将数据通过ZigBee通讯模块发送至上级的ZigBee协调器，然后再发送至本地监控终端，或通过无线网络发送至远程监控中心。电量采集模块采用ATT7053，可以测量用电设备的电压、电流、功率、耗能、功率因数等较多参数。
监控终端或远程监控中心通过ZigBee协调器和网络内各ZigBee子节点（ZigBee通讯模块）的路由，可向每个ZigBee电能监控节点下发电力线路开关的分断、闭合指令，由微控制处理器输出控制信号给继电器模块，控制设备的继电器动作，切断开关。
   ZigBee协调器包含ZigBee/GPRS网关，并且无线网络为GPRS网络，ZigBee协调器通过GPRS网络与远程监控中心相连接。
以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于ZigBee的电能监控***，其特征在于：它包括本地监控终端、远程监控中心、ZigBee协调器和多个ZigBee电能监控节点，ZigBee电能监控节点包括ZigBee通讯模块、微控制处理器、电量采集模块和继电器模块，其中，
电量采集模块与微控制处理器相连接以实现数据双向传输，其用于测量用电设备的电压、电流、功率和电能参数数据；
继电器模块的信号输入端连接在微控制处理器上，其用于根据微控制处理器传递的控制指令信号控制用电设备的开关动作；
ZigBee通讯模块与微控制处理器相连接以实现数据双向传输，其用于传递用电设备的参数数据和控制指令信号；
ZigBee协调器通过无线网络与远程监控中心相连接；
所述的每个ZigBee电能监控节点的ZigBee通讯模块分别与ZigBee协调器相连接以实现数据双向传输；
ZigBee协调器还与本地监控终端相连接以实现数据双向传输。
2. 根据权利要求1所述的基于ZigBee的电能监控***，其特征在于：所述的ZigBee协调器包含ZigBee/GPRS网关，所述的无线网络为GPRS网络，ZigBee协调器通过GPRS网络与远程监控中心相连接。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104714413A (zh) * 2015-03-17 2015-06-17 郑波 一种基于ZigBee技术的智能家居***
CN104732748A (zh) * 2015-03-13 2015-06-24 上海交通大学 基于Zigbee网络的电能信息采集***及方法
CN107959717A (zh) * 2017-11-20 2018-04-24 天津哈德韦尔自控技术有限公司 一种基于无线网络的恒电位仪监控***
CN113259419A (zh) * 2021-04-25 2021-08-13 苏州市绿捷能售电有限公司 一种基于物联网技术的厂房用电监控***

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