专利名称：低功耗无线自组网工业节能监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子信息技术领域，具体的说，涉及一种基于低功耗无线自组网技术的工业节能监测系统。
背景技术：
工业是我国能源消费的最大行业，特别是工业生产使用的大型生产设备功率高，耗能量大。由于没有完善、便捷的节能监测手段，通常企业工作人员节能意识不强，导致设备低负荷运转或空转、车间、办公室等场所经常出现长明灯、在没人的情况下空调、烤火炉照样工作等现象，浪费能源情况严重。现有的无线抄表系统，仅仅抄收的是单一能源品种的总能耗量，仅作为收费依据，通常没有考虑设备加工产品的数量，不能针对工序能耗、单位产品能耗进行统计分析，达不到监督节能与激励节能的效果。专利号为ZL201020224939. 3的实用新型“一种小型便携式实时能耗监测装置”、专利号为ZL201120320637. O的实用新型“数控机床实时能耗监测系统”仅能现场监测设备的能耗，没有考虑通过网络的方式解决工业生产中设备众多、需要进行分布式数据采集的问题。专利号为ZL200820211890. O的实用新型和专利号为ZL200920069055. 2的实用新
型各披露了一种无线数据采集终端，终端都包括主控模块和无线通信模块，以实现数据的无线采集和无线传输。这些实用新型为电能质量集中终端的研发提供了技术基础，但没有达到分布式部署、多种类型数据采集的工业现场数据采集的要求。专利号为ZL200710147826. O的发明专利“节能监测系统”披露了一种节能监测系统，包括多个数据采集装置、与数据采集装置连接的综测仪以及与综测仪连接的后台计算机；可以进行电力、热能等多种数据的采集、存储、统计、计算和远程传输。专利申请号为CN201110315495. 3的发明专利“一种能效数据集中终端”披露了一种能效数据集中终端，通过集群式部署，可以对多种能效参数进行采集。但这类专利同样没有考虑产品的产量数据的采集，没有考虑工序能耗和单位产品能耗的统计分析，且都采用GPRS或以太网作为数据传输的手段，存在通信网络需要付费使用的缺点。专利申请号为CN201110219423. 9的发明专利“能效监测系统”披露了一种能够适用于多企业接入的大规模应用的能效监控系统，系统由数据采集终端、数据库服务器、WEB服务器和客户端等组成，能够采用智能手机、移动终端等作为客户端进行监控。但该技术方案只考虑了企业用电能耗的测量，也没按设备、车间、企业三级模式考虑能源使用效率。
实用新型内容鉴于以上所述背景技术的缺点，本实用新型的主要目的是提供一种工业生产节能监测系统及相应的终端装置。基于低功耗自组网的无线传感器网络技术组建监测网络,通过监测生产设备、车间、企业三级的能耗数据、产量数据，经数据的融合、汇总、分析、统计，得到三级能耗数据，即生产设备级工序能耗、车间级单位产品能耗、企业级单位产品能耗，结合生产时间周期，同时可以获得三级的生产效率。通过精确监测各级能耗和生产效率，结合节能激励机制，能有效促进各级人员节能意识和节能主观能动性的提高，有效促进企业生产效率的提高，真正达到节能增效的目的。为了达到上述目的，本实用新型提供一种工业节能监测系统，系统由监控主机、协调器终端、数据采集终端、与数据采集终端相连接的能耗计量仪表(如电能表、水表、热能表等)和产量计数传感器组成，数据采集终端与协调器终端基于低功耗自组网的ZigBee协议组建无线传感器网络监测系统。数据采集终端分两类，一类是能耗数据采集终端，采用以下技术方案基于先进的工业级无线通信技术和传感器技术，由带有8051内核的ZigBee芯片、通信接口电路、天线、电源模块组成，能耗数据采集终端连接能耗计量仪表(如电能表、水表、热能表等)，完成能耗数据的收集工作，同时兼有无线传感器网络终端节点功能，还兼有无线传感器网络路由器功能，即能耗数据采集终端是一类无线传感器网络全功能节点(FFD)0另一类是设备数据采集终端，设备数据采集终端同时完成生产设备的产量数据和能耗数据的采集、处理、存储、显示、传输等功能，同样，终端兼有无线传感器网络终端节点和路由器功能，即设备数据采集终端也是一类无线传感器网络全功能节点(FFD)。所述工业节能监测系统包括一个协调器终端，协调器终端是整个网络组织的管理·者，管理其网络中的其他节点(路由和子节点，本实用新型中能耗数据采集终端和设备数据采集终端都可以根据组网的需要成为路由或子节点)。所述工业节能监测系统至少包括一个数据采集终端，根据需要可以通过添加路由器终端来提高系统的组网通信能力。所述工业节能监测系统中的监控主机安装有监测软件，完成数据抄收、存储、三级能耗数据的分析、统计功能，并根据客户需要生产报表。本实用新型采用无线传感网络采集和传输数据，无需布线施工，可大大降低工程造价和运行维护成本。上述节能监测系统中，所述全部数据采集终端和协调器终端的ZigBee芯片优选地采用TI公司的CC2530芯片。上述节能监测系统中，所述全部数据采集终端是一类无线传感器网络全功能节点(FFD)，既具有数据采集功能，又能根据需要在组网时自动配置成路由器功能，另外还具有数据透明传输功能，即在现场设备与监控主机之间起到无线透明连接的功能，方便用户实时获取现场设备的参数和信息，也方便传达用户对现场设备的操作指令。上述节能监测系统中，所述全部数据采集终端和协调器终端的天线优选地采用SMA接口、增益为3dBi的2. 4GHz天线，终端工作于2. 4GHz国际工业科学医疗(ISM)频段，无需频段使用费。上述节能监测系统中，所述全部数据采集终端的电源模块包括一个自动切换电路，当市电断开时自动切换到备用的可充高容量锂电池，在锂电池电量低于50%容量时市电同时给锂电池充电。上述节能监测系统中，所述能耗数据采集终端的通信接口包括一个RS485接口，实现RS485协议与ZigBee协议之间的数据转换，方便与带RS485接口的水、电、热、气、汽等测量仪表实现无缝连接，用于采集和发送仪表的数据。上述节能监测系统中，所述终端的MCU主控芯片优选的采用C8051F系列低功耗单片机，C8051F系列是一种小封装、高性能、低功耗混合信号片上系统型MCU，适合于测控系统、仪器仪表等众多应用领域。片内集成外设的很多先进特性可以节省应用代码空间和CPU执行时间。上述节能监测系统中，所述设备数据采集终端的通信接口包括一个RS485接口，实现RS485协议与ZigBee协议之间的数据转换，方便与带RS485接口的水、电、热、气、汽等能耗计量仪表实现无缝连接，用于采集和发送仪表的数据。所述设备数据采集终端还包含一个计数传感器接口电路，完成生产设备的产量记录。上述节能监测系统中，所述生产设备数据采集终端的数据存储模块优选地采用SPI接口、大容量的AT24C32芯片，对MCU芯片存储器容量进程扩充，完成历史数据的存储。上述节能监测系统中，所述生产设备数据采集终端的按键显示模块优选地设计一个复位清零键和一个查询功能键，方便操作工人现场记录当期数据和查询历史数据。所述 生产设备数据采集终端的第一优选方案是，同时完成所监测设备的产量数据和能耗数据的采集，采用三组LED数码管分别显示产量数据、能耗数据和工序能耗。本实用新型与现有技术方案对比，具有更好更全面的技术效果I、通过三级节能监测，获得设备工序能耗、车间级单位产品能耗、企业级单位产品能耗，有效促进企业各级员工提高节能的意识，减少长明灯、减少设备低负荷运转或空转时间。2、通过三级节能监测，有效促进企业各级员工提高节能主观能动性，探索、总结和采用有效的节能方式方法。3、通过三级节能监测，为企业建立节能约束激励机制提供技术支持,配合节能奖惩制度，能有效促进节能减排、提闻加能源效率。4、通过三级节能监测，方便掌握企业能耗消费的的重点环节所在，为生产线或生产设备的技术改造和节能改造提供准确的依据。5、系统还具有生产效率监测功能，方便各级员工了解实际生产效率，为企业管理层安排生产任务，以及确定与客户签订加工合同的期限提供重要的决策依据。6、系统基于先进的无线传感器网络技术，因而具有低功耗自组网且免费使用的优点。
附图I是本实用新型的整体硬件结构和组网示意图。附图2是本实用新型的协调器终端硬件结构示意图。附图3是本实用新型的能耗数据采集终端硬件结构示意图。附图4是本实用新型的设备数据采集终端硬件结构示意图。附图5是本实用新型的终端ZigBee芯片与RF前端连接电路图。附图6是本实用新型的协调器终端主程序流程图。附图7是本实用新型的数据采集终端应用层软件流程图。附图8是本实用新型的ZigBee模块发送数据流程图。附图9是本实用新型的ZigBee模块接收数据流程图。附图10是本实用新型的上位机命令协调器终端采集数据的命令格式。[0039]附图11是本实用新型的协调器终端返回确定信息给主机的数据格式。附图12是本实用新型的协调器终端发送数据给主机的数据格式。附图13是本实用新型的设备级工序能耗监测及节能效果图。附图14是本实用新型的车间级单位产品能耗监测及节能效果图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。先就本实用新型的系统结构和硬件组成做详细说明。
下面介绍本实用新型中的系统结构。如附图I所示，本实用新型提供一种基于低功耗无线自组网技术的工业节能监测系统，系统由协调器终端A、能耗数据采集终端B、设备数据采集终端C、与协调器A连接的监控主机、与能耗数据采集终端B连接的能耗计量仪表(如电能表、水表、热能表等)、以及连接在设备数据采集终端C上的能耗计量仪器和产量计数传感器等组成。如附图I所示，本实用新型所述系统的硬件设备的部署分三层。第一层是设备层，即设备数据采集终端C通过连接的能耗计量仪表和产量计数传感器获取设备的能耗和加工产量数据。第二层是车间层，即通过能耗数据采集终端B采集车间消耗的各类能耗数量，如果某一车间的水、电、热、气、汽等能源计量仪器安装在比较集中的位置，则通过485总线一并接入一个能耗数据采集终端B，如果能耗计量仪器不方便安装在一个较为集中的地方，且485布线不方便，则可以给不方便485布线的能耗计量仪器单独连接一个能耗数据采集终端B。第三层是企业层，参照车间层的数据终端部署原则，至少安装一个能耗数据采集终端B，计量企业运行所消耗的所有能耗，同时企业层还包含一个协调器终端A，协调器A连接安装有监控软件的主机，完成整个无线传感器网络的组网、管理和监测数据的集中汇总
等工作。 下面介绍本实用新型中的系统硬件终端。如附图2所示，协调器终端A由MCU主控芯片、ZigBee芯片、RF前端芯片、RS232电平转换芯片、数据存储芯片、电源模块和天线组成，上述模块电连接成为一个整体，除天线和必要的接口之外，其余全部电路安装在一个密封的金属外壳内，有效屏蔽恶劣的工业环境下的电磁干扰。为了减轻ZigBee芯片的负担，确保整个网络的健壮性和稳定性，协调器中含有一个MCU主控芯片，MCU主控芯片优选地采用C8051F系列低功耗单片机，完成协调器的无线通信之外的其余工作，包括负责定期执行数据采集任务、处理和融合各数据终端发来的数据、存储和定期更新EEPROM芯片中的数据、完成上位机的其它任务通信。协调器的ZigBee芯片优选地采用TI公司生产的CC2530芯片，完成无线组网通信任务。协调器的RF前端芯片优选地采用TI公司生产的CC2591芯片，完成射频收发信号的前端处理，曾强射频收发信号的功率。协调器的数据存储芯片优选地采用SPI接口、大容量的AT24C32芯片，对MCU芯片存储器容量进程扩充，完成监测历史数据的存储。协调器的RS232电平转换芯片优选地采用Sipex公司的SP3232芯片，采用3. 3V供电，与ZigBee芯片供电电压一致。如附图3所示，能耗数据采集终端B由ZigBee芯片、RF前端芯片、RS485电平转换芯片、电源模块和天线组成，上述模块电连接成为一个整体，除天线和必要的接口之外，其余全部电路安装在一个密封的金属外壳内，有效屏蔽恶劣的工业环境下的电磁干扰。能耗数据采集终端的ZigBee芯片、RF前端芯片的优选方案与协调器终端相同。能耗数据采集终端的RS485电平转换芯片优选地采用Sipex公司的SP3232芯片，采用3. 3V供电，与ZigBee芯片供电电压一致。能耗数据采集终端是一类无线传感器网络全功能节点(FFD)，除了负责执行能耗数据采集命令之外，根据需要在组网时能自动配置成路由器功能，另外还具有数据透明传·输功能，即在现场仪表与监控主机之间起到无线透明连接的功能，方便用户实时获取现场仪表的参数和信息，也方便传达用户对现场智能仪表的操作指令。如附图4所示，设备数据采集终端C由MCU主控芯片、ZigBee芯片、RS485电平转换芯片、存储芯片、电源模块、按键模块、显示模块和天线组成，上述模块电连接成为一个整体，除天线、按键、显示部分和必要的接口之外，其余全部电路安装在一个含电磁屏蔽层的密封塑料盒内。设备数据采集终端C的MCU主控芯片优选方案与前述协调器终端A采用的技术方案相同，即优选地采用C8051F系列低功耗单片机。设备数据采集终端C的ZigBee芯片和存储芯片的优选方案与前述协调器终端A采用的技术方案相同，即分别优选地采用CC2530和AT24C32芯片。设备数据采集终端C的RS485电平转换芯片的优选方案与前述能耗数据采集终端B采用的技术方案相同，即优选地采用Sipex公司的SP3232芯片。如附图5所示，ZigBee芯片与射频前端芯片连接电路原理图。作为一个优选方案，ZigBee芯片采用TI公司的CC2530，射频前端芯片采用TI公司CC2591，具体电路连接如图所示。下面介绍本实用新型中的终端软件构成。附图6是本实用新型的协调器终端主程序流程图。本实用新型所涉及的无线传感器网络系统包括一个协调器终端，协调器终端负责建立并维护网络的运行，具有自组网的功能，能够发现其它数据采集终端申请加入网络的请求，并根据客户安装前的设定，允许合法的数据采集终端加入网络。协调器终端具有上电自复位功能，上电复位后，执行以下基本操作。第一步是进行硬件和软件初始化工作。第二步是查询可用的信道，选择合适的信道建立网络并设定网络的PAN ID号。第三步是等待能耗采集终端或设备数据采集终端加入网络申请，如果申请合法则分配一个短地址给数据终端，并读取数据终端的唯一标识地址，即芯片里固化的全球唯一的IEEE地址，根据终端IEEE地址与安装位置或测量仪器(或生产设备)的对应关系(用户可以使用客户端软件进行设置和修改)来区分不同的测量数据。第四步是入网申请处理完毕，没有新的申请时检查是否有待处理的事件，如果待处理事件进行相应的处理，否则跳回第三步。本系统中协调器需要处理的用户层事件有主要有三个，(I)定期通知网络中数据终端采集相关数据并做处理、融合和存储，(2)执行监控主机发来的传送监测数据给监控主机的任务，(3)执行监控主机发来的检查网络中数据采集终端状态的任务。用户层事件不限于上述三个，可以根据需要进行扩展。附图7是本实用新型的数据采集终端应用层软件流程图。本实用新型所涉及的无线传感器网络系统包括至少一个数据采集终端，数据采集终端在本实用新型中有设计成两类，一类是仅能通过RS485总线采集能耗数据的终端，即图I中所述的能耗数据采集终端B，另一类是能采集能耗和产量的负责生产设备数据采集的终端，即图I中所述的设备数据采集终端C。数据采集终端应用层程序基本相同，核心的执行步骤如下。第一步是上电后进行硬件和软件初始化。第二步是查询最优的父节点，并向父节点发出入网请求。所述父节点包括路由器终端或协调器终端，本实用新型中的所有数据采集终端都兼有路由器功能，都是无线传感器网络全功能节点(FFD)，可以充当网络中的父节点，以实现数据终端的多跳通信。第三步是等待父节点的同意入网络申请。第四步是成功申请入网后，检查是否有待处理的事件，如果待处理事件进行相应的处理，否则进入休眠状态。休眠状态可被定时器或外部中断激活，激活后轮询事件且做相应的处理。本系统中能耗数据采集终端需要处理的用户层事件有主要有两个，(I)读能耗计量表事件，即接收网络的读表指令，完成读表操作并返回能耗数据，(2)数据透明传输事件，即只将网络发来的数据转发给父节点或所有子节点。用户层事件不限于两个，可以根据需要进行扩展。本系统中设备据采集终端的ZigBee通信模块需要处理的用户层事件与能耗数据终端相同，但该数据终端还具有产量数据采集、显示、存储功能，这些功能由专用的MCU模块控制实现。附图8是本实用新型的ZigBee模块发送数据流程图。ZigBee模块发送数据的基本步骤如下。第一步，初始化硬件和软件。第二步，配置DMA寄存器和RFD寄存器。第三步，判断待发送数据的长度，如果待发送数据长度小于122字节，则全部写入TxFIFO先进先出缓冲区，如果超过122字节则提取第一片共122字节写入TxFIFO先进先出缓冲区。第四步，检查RSSI指示值是否正常，如果正常表示信号符合发送要求，否则等待2ms重新检查RSSI指示值，如此循环直到RSSI指示值正常。第五步，启动Tx发送数据。第六步，检查本次发送数据是否全部发送完毕，发送完毕则进入下一步，否则返回第三步发送剩下的数据，如此循环直到发送完毕再进入下一步。第七步，等待确认信号的到来。5ms内收到确认信号则成功返回，超过5ms没收到确认信号则重新发送全部数据，重发超过5次则返回不可到达信号。附图9是本实用新型的ZigBee模块接收数据流程图。ZigBee模块接收数据的基本步骤如下。[0091]第一步，初始化硬件和软件。第二步，配置DMA寄存器、寻找空闲的DMA通道、启动Rx接收数据，等等数据的到来直到接收到数据再进入下一步。第三步，解析接收到的数据，获取数据的目的地址。第四步，对比数据目的地址与本设备的地址，如果数据目的地址不是本设备则直接返回，如果数据目的地址是本设备发送确认信息后成功返回。下面介绍本实用新型中的监控主机与协调器之间的通信协议。附图10是本实用新型的上位机命令协调器终端采集数据的命令格式。上位机监控软件通过UART接口与协调器连接，相互串行通信，上位机软件通过如附图10所示的数据帧格式发出命令。按照附图10所示的规定进行命令生成。校验码由程 序计算生成，这里采用XOR校验。规定终端编号为0x00 0x00表示针对整个网络的数据终端进行操作，其它编号则表示只对该数据终端进行操作。用户命令参数可以根据需要设定成多种模式，例如规定用户命令参数I和2为0x01 0x00 0x00 0x00表示命令数据终端采集所连接的测量仪器的显示值并发送回监控主机，则编制如下命令数据帧(这里假设数据终端的编号为0x1234)OxFE 0x07 0x29 0x01 0x12 0x34 0x08 0x08 0x01 0x00 0x00 0x00 加 I 字节
的校验码。如果要对整个网络的中的终端进行读数命令，则编制如下格式命令OxFE 0x07 0x29 0x01 0x00 0x00 0x08 0x08 0x01 0x00 0x00 0x00 加 I 字节
的校验码附图11是本实用新型的协调器终端返回确定信息给主机的数据格式。协调器终端执行监控主机的命令后，按照附图11所示的格式返回确认信息，例如上面例子中监控主机发出对整个网络的中的终端进行读数的命令，协调器执行成功后返回OxFE 0x01 0x69 0x01 0x00 0x00 0x01 加 I 字节的校验码，如果协调器执行不成功则返回OxFE 0x01 0x69 0x01 0x00 0x00 0x00 加 I 字节的校验码。附图12是本实用新型的协调器终端发送数据给主机的数据格式。本实用新型的协调器终端发送数据给主机的按照附图12所示的数据格式进行。例如OxFE 0x08 0x46 0x87 0x12 0x34 0x02 0x00 0x02 0x08 0x09 加 I 字节的校验
码表示协调器将编号0x12 0x34的数据终端发来的共两个字节(0x08 0x09)的数据发送给监控主机。下面介绍本实用新型中的节能监测能耗效率计算方法。附图13是本实用新型的设备级工序能耗监测及节能效果图。本实用新型中的设备级工序能耗共两种定义。一是设备的当日工序能耗，表示一天内设备单个工序的耗能数量，计数式为 円丁序台b丰节—当日设备能耗总值 彐口丄汴邮当日设备加工产量二是设备的规定时期内的平均工序能耗，计数式为
3244ι τ·麽辨杯_设备累计能耗总值卞d—设备累计加工产量式中，当日设备能耗总值表示当天的能耗总值，由电、水、热、气、汽等能耗进行折算并相加得到；当日设备加工产量表示该设备执行某项工序加工的总量；设备累计能耗总值，表示某一时间周期内的能耗总值，由电、水、热、气、汽等能耗进行折算并相加得 到；设备累计加工产量表示某一时间周期内该设备执行某项工序加工的总量。例如，采用本实用新型监测某活塞环生产企业的节能情况，针对一台大型磨床，提取该磨床2012年3月份的监测数据，获得如附图13所示的分析结果。由附图13可见，本实用新型能有效监测生产设备的当日工序能耗和平均工序能耗，且分析图13可知，该生产设备的当日工序能耗虽有起伏变动，但总体是下降的趋势；平均工序能耗清晰显示出下降趋势，表明本实用新型能起到节能效果。附图14是本实用新型的车间级单位产品能耗监测及节能效果图。本实用新型中的车间级单位产品能耗计算式
车间单位产晶陵式中，车间能耗总值表示一个记录周期内的能耗总值，由电能、水、热、气、汽等能耗进行折算并相加得到；车间加工产量表示一个记录周期内该车间加工的成品或半成品总量。例如，采用本实用新型监测某活塞环生产企业的节能情况，针对一个高耗能生产车间(共有12台高耗能的生产设备，全采用电驱动，这里只需计算电能)，提取车间2012年3月份的监测数据，获得如附图14所示的分析结果。由附图14可见，本实用新型能有效监测生产车间的能耗和车间级单位产品能耗，且分析图14可知，该生产车间的单位产品能耗成下降趋势，表明本实用新型能起到节能效果。同理，可得企业级的单位产品能耗，甚至单位产品增加值的能耗。本实用新型中的企业级单位产品能耗计算式为
企业牟位产品能耗
----H.......n'—1^11*1 ·ι!~ τΗρ -式中，企业能耗总值表示的某一周期内的该企业能耗总值，由电、水、热、气、汽等能耗进行折算并相加得到；企业产量表示某一时间周期内该企业生产的产品总量。本实用新型公开的节能监测系统，通过无线传感器网络实现设备、车间、企业三级监测，有效获取各级能耗和产量，进行简单分析和对比，获得三级能耗数据，即生产设备级工序能耗、车间级单位产品能耗、企业级单位产品能耗，结合生产时间周期，同时可以获得三级的生产效率。通过精确监测各级能耗和生产效率，结合节能激励机制，能有效促进各级人员节能意识和节能主观能动性的提高，有效促进企业生产效率的提高，真正达到节能增 效的目的。
权利要求1.一种基于低功耗无线自组网技术的工业节能监测系统，由监控主机、协调器终端、数据采集终端、与数据采集终端相连接的能耗计量仪表和产量计数传感器组成，其特征在于数据采集终端与协调器终端组成基于ZigBee协议的无线传感器网络监测系统，系统具有低功耗无线自组网的特点；通过监测生产设备、车间、企业三级的能耗和产量，得到三级能耗数据，即生产设备级工序能耗、车间级单位产品能耗、企业级单位产品能耗。
2.如权利要求I所述系统的协调器终端，其特征是由MCU主控芯片、ZigBee芯片、RF前端芯片、RS232电平转换芯片、数据存储芯片、电源模块和天线组成，上述部件电连接成为一个整体，除天线和必要的接口之外，其余部分安装在一个密封的金属外壳内，完成监测网络的组建和管理、执行监控主机的命令。
3.如权利要求I所述系统的数据采集终端，其特征在于数据采集终端分两类，一类是能耗数据采集终端，连接能耗计量仪表，完成能耗数据的监测；另一类是设备数据采集终端，同时完成生产设备的产量数据和能耗数据的监测。
4.如权利要求3所述的能耗数据采集终端，其特征在于由ZigBee芯片、RF前端、通信接口电路、天线、电源模块组成，除天线和必要的接口之外，其余部分密封在一个金属外盒中，具有无线传感器网络全功能节点功能(FFD )。
5.如权利要求3所述的设备数据采集终端，其特征在于除了能耗数据采集终端的特征之外，设备数据采集终端还含有一个MCU微控制器和一个存储芯片，它们主要功能是完成生产设备的产量数据和能耗数据的采集、处理、存储、显示、查询功能。
6.如权利要求I所述的节能监测系统，其又一特征是生产设备的当日工序能耗和周期内平均工序能耗计算式分别为 與口 T运涉当日设备會总值 当 啡郎耗-頭丽罪畺, Σ+Λ 丁良缺耗― 累 干均工序秦丽丽残 式中，当日设备能耗总值表示该设备当日所消耗能源的总值，由监测该设备所连接的全部能耗计量仪表所记录的当日能耗数据进行折算并相加得到，当日设备加工产量表示该设备执行某项工序当日加工的总量；设备累计能耗总值，表示该设备在某一周期所消耗能源的总值，由监测该设备所连接的全部能耗计量仪表所记录的相应周期内的能耗数据进行折算并相加得到，设备累计加工产量表示相应周期内该设备执行某项工序加工的总量。
7.如权利要求I所述的节能监测系统，其又一特征是某监测周期内车间级单位产品能耗计算式为车间单位产品能 謂隱謹 式中，车间能耗总值表示该车间在某一周期所消耗能源的总值，由监测该车间所连接的全部能耗计量仪表所记录的相应周期内的能耗数据进行折算并相加得到，车间加工产量表示相应周期内该车间加工的成品或半成品总量。
8.如权利要求I所述的节能监测系统，其又一特征是某监测周期内企业级单位产品能耗计算式为企业单位产品能耗=企值 式中，企业能耗总值表示该企业在某一周期所消耗能源的总值，由监测该企业所连接的全部能耗计量仪表所记录的相应周期内的能耗数据进行折算并相加得到，企业加工产量表示相应周期内该企业生产的产品总量。·
专利摘要一种基于低功耗无线自组网技术的工业节能监测系统，由协调器终端、数据采集终端、能耗计量仪表和产量计数传感器组成。数据采集终端分为能耗数据采集终端和设备数据采集终端，前者通过RS485总线连接能耗计量仪表，用以监测车间和企业的能耗量，后者连接能耗计量仪表和产量计量传感器，实现生产设备产量和能耗的监测。协调器终端与监控主机相连，与至少一个数据采集终端组成基于ZigBee协议的无线传感器网络。通过监测生产设备、车间、企业三级的能耗和产量，进行统计分析，得到三级能耗数据，即生产设备级工序能耗、车间级单位产品能耗、企业级单位产品能耗。结合节能奖惩制度，本实用新型能有效促进生产企业能源效率的提高，达到节能增效的目的。
文档编号G05B19/418GK202694098SQ20122021025
公开日2013年1月23日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者童耀南, 杨宣兵, 陈松, 罗朝明 申请人:长沙邦胜电子科技有限公司