基于无线微蜂窝组网技术的企业能耗数据采集通信系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于无线自组网网络的能耗数据采集通讯系统，包括：由分布在工业企业中的测量节点组成的无线自组网络；由基站节点和监控终端相连接形成的监控装置；所述基站节点与所述无线自组网络之间无线通信。本通讯系统是建立一种使用无线自组网络节点结合各种能耗数据测量传感器定时采集工业企业的能耗数据信息的采集通信系统，同时能够具有本地显示工作模式和远程监控工作模式。
【专利说明】基于无线微蜂窝组网技术的企业能耗数据采集通信系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线自组网络技术，特别是一种基于无线微蜂窝组网技术的工业企业能耗数据采集通信系统。
【背景技术】
[0002]能源消耗一直是工业企业的最主要的成本支出，如何降低成本是企业长期以来一直面临的重要问题。近年来，为实现我国经济建设的可持续性发展，国家提出树立科学发展观，转变粗放型的经济增长模式。落实节能减排政策更成为企业的一项重要任务。如何有效地降低能源损耗、合理调配能源、提高企业经济效益，首先必须建立一个覆盖全厂的能源使用数据采集及监管系统，对全厂各部门的电、水、蒸汽、空压气、天然气和燃烧油等主要能源使用数据进行有效的采集，进而统计、分析，采取相应的节能降耗措施。
[0003]另外，随着我国工业向优质、高效、高产工业的发展，各种新的控制技术越来越广泛的应用于工业生产中，其中分布式工业控制系统已成为当前的一个重要发展方向。分布式工业控制系统同时也需要先进的能耗数据信息采集装置。目前此类系统多基于各种工业总线和工控设备构成，其不足在于:工业总线和工控设备的成本较高；不适合地点较为分散和对价格较为敏感的工业企业；而且工业总线和工控设备均采用有线方式，这种有线通信方式在长距离布线时非常麻烦，使得成本高、建设周期长、维护困难等缺陷。
[0004]鉴于现有技术的不足，较为理想的是建立一种使用无线自组网络节点结合各种能耗数据测量传感器定时测量工业企业的能耗数据信息的采集通信系统，更为理想的是能够具有本地显示工作模式和远程监控工作模式。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于无线微蜂窝组网技术的工业企业能耗数据采集通信系统。
[0006]为了达到上述目的，本发明采取如下技术方案:
一种基于无线微蜂窝组网技术的工业企业能耗数据采集通信系统，包括:由分布在工业企业中的测量节点组成的无线自组网络；由基站节点和监控终端相连接形成的监控装置；所述基站节点与所述无线自组网络之间无线通信；其中，所述测量节点包括:用于测量各种能耗数据信息的传感器、用于与邻居测量节点进行无线通信的无线收发电路和用于显示测量结果的显示器件分别与一数据处理器相连接，每个所述测量节点具有一个电源为测量节点供电；所述监控终端通过发送控制命令将通信系统设置为本地显示工作模式或远程监控工作模式两种模式；在本地显示工作模式中，设置测量节点中的无线收发电路和监控装置不工作，所述数据处理器定时采集能耗传感器的数据并控制显示器件显示当前能耗数据；在远程监控工作模式中，对通信系统设置如下:使显示器件不工作，设置测量节点上电后II分钟内，所述数据处理器每砠秒采集一次能耗数据传感器的数据，并把数据通过无线收发电路发送出去，无线收发电路同时对邻居节点发出的数据包进行侦听，记录邻居节点的身份标示号码，以建立路由表；在路由稳定阶段，所述数据处理器的发送数据速率通过监控终端来控制，测量节点按照建立好的路径通过多跳方式把数据包发送到监控终端；所述II为10-30之间的任意实数，III为1-20之间的任意实数。
[0007]在上述技术方案中，进一步地，所述测量节点之间通过无线通信方式构成无线传感器自组网。
[0008]在上述技术方案中，进一步地，所述基站节点与所述无线自组网络的其中一个测量节点进行无线通信。
[0009]与现有技术相比，本发明的优点在于:
本发明具有体积小、功耗少、快速组网等优点，并通过监控终端进行接收数据、发送命令，具有部署方便，成本低廉等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明工业企业能耗数据采集通信系统装置示意图。
[0011]图2为本发明实施例中测量节点的示意图。
[0012]图3为本发明实施例中基站节点的不意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的描述，以便于更清楚的理解本发明要求保护的技术思想。
[0014]按照图1，本发明的基于无线微蜂窝组网技术的工业企业能耗数据采集通信系统，包括由分布在工业企业10中的测量节点11组成的无线自组网络，由基站节点12和监控终端13相连接形成的监控装置14，所述基站节点12与所述无线自组网络之间进行无线通信。作为例子，测量节点11的数目比如为15个。测量节点11之间通过无线通信方式构成无线传感器自组网。基站节点12只与所述无线自组网络的其中一个测量节点进行无线通信，比如可以与距离最近的测量节点进行无线通信，而自组网中的其他节点的数据都通过该测量节点传输到基站节点12。
[0015]如图2所示，测量节点11是由用于测量周围环境的能耗数据信息的能耗数据传感器20、用于与邻居测量节点进行无线通信的无线收发电路22、用于显示测量结果的显示器件23分别与一数据处理器21相连接组成，每个所述测量节点11具有一个电源为测量节点的各器件供电。电源为锂电池，具有体积小、低功耗的优点。显示器件23可以采用一液晶显示器件。无线收发电路22负责与邻居节点进行无线通信，建立路由，从而实现无线发送、接收和转发数据包；数据处理器21为一单片机，采用低功耗的单片机，负责定时采集能耗数据传感器的数据并进行校正；将能耗数据信息发送给液晶显示器件23和无线收发电路22，或对无线收发电路22收到的数据包进行分析，发出相关响应。
[0016]如图3所示，基站节点12是与测量节点11结构基本相同的电路，但是要去掉测量节点11中的传感器，包括:基站节点数据处理器31、基站节点无线收发电路32，还要增加一个用于与监控终端13连接的串口电路33。当然，基站节点12也可以采用具有相同功能的其他电路结构。
[0017]监控终端13为一计算机，负责接收所有测量节点11发送来的数据包，对数据进行分析和管理，并根据用户要求向测量节点11构成的网络发出命令。
[0018]因为测量节点11部署在工业企业内的不同位置，测量获得的信号输出就很重要。采取有线方式输出非常麻烦，施工成本高，节点放置位置也受诸多限制。本发明采用了无线自组网的方法将采集到的数据输出。每个测量节点11上的单片机将采集获得的数据送给无线收发电路，无线收发电路通过侦听邻居节点来建立路由。无线收发电路工作在470-510册12的频率上，带宽为38.姐取。测量节点11之间通过无线方式形成多跳自组网，将采集到的数据发送给监控终端进行存储和处理。
[0019]因为采用无线方式发送数据，测量节点11也没有电源线，所以测量节点11采用电池供电。为了节省电能，测量节点采用低功耗设计。测量节点使用低功耗的八1121单片机，并进行严格的电源管理控制，具体方法为:暂时不工作的器件全部断电，单片机和无线收发电路在不工作时自动进入休眠状态。
[0020]整个基于无线微蜂窝组网技术的工业企业能耗数据采集通信系统包括测量工业企业能耗数据并本地液晶显示工作模式和测量工业企业能耗数据并远程监控工作模式两种工作模式。
[0021]在测量工业企业能耗数据并本地液晶显示工作模式中，设置测量节点11中的无线收发电路和监控装置14不工作，单片机定时采集能耗数据传感器的数据，然后控制液晶显示器显示当前能耗数据。
[0022]在测量工业企业能耗数据并远程监控工作模式中，对通信系统的设置如下:液晶显示器件不工作；测量节点11上电后前10分钟内，为建立路由阶段，单片机每2秒采集一次能耗数据传感器的数据，并把数据通过无线收发电路发送出去，无线收发电路同时对邻居节点发出的数据包进行侦听，记录邻居节点的身份标示号码(1(16010,简称10),以建立路由表；以后为路由稳定阶段，单片机的发送数据速率可以通过监控终端设定，监控终端有一输入装置，使用户通过该输入装置来控制发送数据的速率，设置默认的发送数据速率为每30分钟发送一次。节点按照建立好的路径通过多跳方式把数据包发送到监控终端，以节省能耗，减少冗余数据。
[0023]对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.基于无线微蜂窝组网技术的企业能耗数据采集通信系统，包括:由分布在工业企业中的测量节点组成的无线自组网络；由基站节点和监控终端相连接形成的监控装置；所述基站节点与所述无线自组网络之间无线通信；其中，所述测量节点包括:用于测量周围环境的能耗数据信息的能耗数据传感器、用于与邻居测量节点进行无线通信的无线收发电路和用于显示测量结果的显示器件分别与一数据处理器相连接，每个所述测量节点具有一个电源为测量节点供电；所述监控终端通过发送控制命令将通信系统设置为本地显示工作模式或远程监控工作模式两种模式；在本地显示工作模式中，设置测量节点中的无线收发电路和监控装置不工作，所述数据处理器定时采集能耗数据传感器的数据并控制显示器件显示当前能耗数据；在远程监控工作模式中，对通信系统设置如下:使显示器件不工作，设置测量节点上电后η分钟内，所述数据处理器每m秒采集一次能耗数据传感器的数据，并把数据通过无线收发电路发送出去，无线收发电路同时对邻居节点发出的数据包进行侦听，记录邻居节点的身份标示号码，以建立路由表；在路由稳定阶段，所述数据处理器的发送数据速率通过监控终端来控制，测量节点按照建立好的路径通过多跳方式把数据包发送到监控终端；所述η为10-30之间的任意实数，m为1-20之间的任意实数。
2.根据权利要求1所述基于无线微蜂窝组网技术的企业能耗数据采集通信系统，其特征是，所述无线自组网络的测量节点之间通过无线通信方式构成无线传感器自组网。
3.根据权利要求1所述基于无线微蜂窝组网技术的企业能耗数据采集通信系统，其特征是，所述基站节点与所述无线自组网络的其中一个测量节点进行无线通信。
【文档编号】G08C17/02GK104318738SQ201410506856
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】黎声零, 黎宇, 李平, 陈德成, 乐立强, 宋金骥, 张毅荣, 王来, 李燕珊 申请人:广东斯灵通科技有限公司