期刊发表网电话

全国热线
022-83699069

能源数据综合采集系统的研究

作者: 发布时间:2020-02-03 16:20:35 阅读: 49 次

摘要:文中较为详细的探讨了能源数据综合采集系统总体架构和数据传输方式,这一研究对于这一系统的推广应用具有一定的意义。

关键词:能源数据;综合采集系统;数据传输

0引言

我国现有的能源数据采集方式存在不足其中,比较普遍的问题有:不能对大型设备、关键环节的能耗进行在线监测;由于无法联网的原因,所以也无法实现数据共享,使数据采集与监测分析受到严重的影响,导致集团领导不能及时把握整个集团的能源消耗状况而使工作效率降低。然而能源数据采集系统的作用很广,如果使用到煤炭企业中,为了替后续的节能的审计、节能减排、节能规划的具体实施奠定基础,我们可以对各类能耗的数据进行采集和监测。同时还可以把报数据报表提供给各主管部门,以便支持他们的工作。

1 能源数据综合采集系统总体架构

为了实现采集状态数据的运输和监测能耗设备运行,能源数据综合采集系统采用了如下三种方式:无线、有线、人工采集。以此来实现及时管理能耗设备的目标,其总体架构如图1所示。

 

采集、集中、数据处理三部分组成了整个系统。

①采集器:对能耗进行计量并对其设备进行物理控制,采集器通常与各种能耗仪表结合在一起。

采集服务器能将采集到的数据进行长期存储,为统计和处理分析提供数据基础。

②集中器:将采集器传输过来的数据进行抄收、保存。集中器和采集服务器之间的数据传输可以采用三种方法:有线、无线和人工三种方式传输。

③数据处理:把采集器、集中器抄收结合的数据用手持设备结合到一起并直接对其设备进行设置。

然而在实际施工中可根据使用环境的不同来选择适用的传输方式。

好比某些煤炭企业因为具备功能条件,就可以直接把数据传输到采集服务器,当然这需要通过网络和集中器收集。有些场所不具备这种条件,那么可以采用RFID、NFC、红外等方式进行数据采集,从而避免了人工抄收的工作量,和降低了相应产生的错误率。

2 能源数据综合采集系统数据传输方式

ZigBee无线通信协议具有强大的设备联网能力,因为基于IEEE 802.15.4标准来达到的。与目前普遍应用的WiFi、蓝牙等短距离无线通信技术相比,ZigBee网络具有以下特点:

①开发简单。ZigBee网络的节点设备因为只是使用片上系统和外围的简单电路,所以不需要大量的升级和改动,就能实现功能单元的连接。

②覆盖范围大。最初,相邻节点间的通信的基本距离为10~100m,然而增加RF天线后范围可扩大到1km以上。若使用 中 继 器,或者由多个 路 由 节 点整合 的 通 信 接 力 ,整 个ZigBee网络的通信距离还能达到数千米。另外,ZigBee协议支持如下3种自组织网络类型:星型、网状和树型。如图2所示,其中更具很强的网络健壮性和可靠性的是网状结构。  

③无须申请无线执照。ZigBee可免费使用2.4GHz频段,其协议使用全球通用免执照ISM频段。

④成本低。无论通信设备的要求有多低。只要以8051微控制器测算,全功能节点需要32KB代码,精简功能节点只需4KB代码,ZigBee都能使用。

⑤速 率 低,时 延 短。当ZigBee协 议 工 作 在2.4GHz时,其更大通的信速率可达到250kbit/s,在已经满足低速率数据传输的应用需求的同时,ZigBee节点还能较快速度的响应,而且节点加入网络只需30ms(蓝牙协议需3~10s、WiFi协议需3s),从休眠模式转化到工作状态只需短短的15ms,进一步降低了能耗,可在电池供电情况下长时间连续工作。

⑥网络容量大。在一个区域内,一个星型结构的ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和1个主设备。一个网络中节点最多可有65 000个。通过不同的网络号和信道搭配,可使最多100个ZigBee网络共存且互不干扰,组网灵活。

⑦工作周期短。精简功能节点可在不工作时进入休眠模式,且收发信息功耗较低。

⑧具有可靠性和安全性。因为采用了CSMA/CA碰撞避免机制,因为替需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,所以ZigBee协议的媒体接入控制层,很好的避免了发送数据时的竞争和冲突,很好的确定其灵活和安全属性。无安全设定、使用接入控制清单防止非法获取数据以及采用加密标准的对称密码,以上就是ZigBee协议还提供的3级安全模式。

参考文献:

[1]何霞,应伟刚. 远方电能综合采集系统在拉西瓦电站的应用[J]. 电气应用,2011,(13):46-48+75.

[2]纪亮. 城市能源计量中心(内蒙古)能源数据采集系统测试完成[J]. 中国计量,2011,(11):88.

[3]解志勇. 烟草企业能源数据采集系统[J]. 建筑电气,2011,(11):51-54.

[4]聂万祥,赵傅艳. 全业务模式化的综合采集系统[J]. 信息通信技术,2011,(06):71-74.