基于紫金橋軟件的Zigbee無線抄表系統(tǒng)

在當前信息化建設和能源緊缺的大背景下，各個單位組織都把節(jié)能和精細化管理作為一項重要的課題。原先的能源粗放管理，無法適應精細化和節(jié)能的要求，因此需要采取信息化手段，優(yōu)化管理;采用技術手段優(yōu)化設備運行，達到合理使用能源、節(jié)約能源并提升服務的目的。作為基礎條件之一的就是計量的智能化，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)絡的電能采集系統(tǒng)和基于無限網(wǎng)絡的采集系統(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，基于這種考慮我們選擇基于無限網(wǎng)絡的解決方案。

無限網(wǎng)絡的組建我們選擇最新的Zegbee技術。zigbee是一種短距離無線通信技術的商業(yè)化命名，該無線連接技術主要解決低成本、低功耗、低復雜度、低傳輸速率、近距離的設備聯(lián)網(wǎng)應用。ZigBee標準基于802.15.4協(xié)議棧而建立，具備強大的設備聯(lián)網(wǎng)功能。主要具有以下特點：

通信可靠：ZIGBEE技術在物理層采用抗干擾非常強的DSSS直序擴頻技術進行傳輸，在MAC協(xié)議層采用了CSMA－CA的碰撞避免機制，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突；采用完全確認的數(shù)據(jù)傳輸機制，保證信息傳輸?shù)目煽啃?

zigbee的自組織功能：無需人工干預，網(wǎng)絡節(jié)點能感知其他節(jié)點的存在，并確定連接關系，組成結構化的網(wǎng)絡； zigbee自愈功能：增加、刪除或移動節(jié)點，節(jié)點發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡都能夠自我修復無需人工干預，保證整個系統(tǒng)仍然能正常工作。

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

網(wǎng)絡容量大：一個ZigBee網(wǎng)絡可以容納最多254個從設備和一個主設備，一個區(qū)域內可以同時存在200多個ZigBee網(wǎng)絡。

整個方案的結構圖如下：

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

在實際的設備選型上我們選擇具有標準的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)采集部分是實現(xiàn)電能計量采集的核心。主要功能覆包括數(shù)據(jù)的自動采集、存儲、瀏覽和分析；是實現(xiàn)節(jié)能精細化管理的重要手段。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，采用輪詢方式分別采集143塊電能表的整點數(shù)據(jù)、零點數(shù)據(jù)、和實時數(shù)據(jù)。

2) 實時數(shù)據(jù)存儲

將采集來的電能數(shù)據(jù)以統(tǒng)一的格式進行緩存，并以以標準化的數(shù)據(jù)結構存儲于實時數(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，能夠利用有限的計算機存儲空間存儲更長時間的歷史數(shù)據(jù)，并能保證快速歷史存儲與檢索。

4) 流程圖報表顯示

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

5) Web瀏覽

通過Web發(fā)布，可以在網(wǎng)絡上授權訪問。相關用電單位都可以通過IE瀏覽器登錄系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)查詢。

如果需要對系統(tǒng)擴展可以在建筑物內采用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)。