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基本信息
- 項目名稱：
- 智能電網(wǎng)信息采集系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取平臺，能夠?qū)崟r監(jiān)測和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測對象的信息，并將這些信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點，以實現(xiàn)復(fù)雜的指定范圍內(nèi)目標(biāo)檢測與跟蹤，具有快速展開、抗毀性強(qiáng)等特點，有著廣闊的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的種種優(yōu)點，足以滿足無線抄表系統(tǒng)的信息傳輸要求，對此，我科研團(tuán)隊擬通過研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用，開發(fā)出基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠，穩(wěn)定，實用性強(qiáng)的無線抄表系統(tǒng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 智能電網(wǎng)信息采集系統(tǒng)主要由電表數(shù)據(jù)采集終端、集中器和物業(yè)中心的計算機(jī)組成。電表數(shù)據(jù)采集終端和集中器（下層），集中器和抄表工作站（上層）的計算機(jī)均采用星型結(jié)構(gòu)。 本系統(tǒng)有三個主要節(jié)點： 1、 采集器 采集器安裝在電表進(jìn)線部分，并通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與集中器和其他采集器建立聯(lián)接。一方面，各個采集器之間通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相互通信；另一方面，采集器則能夠高效可靠地向集中器發(fā)送用電信息，集中器則可以通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將控制信息傳給傳感器。 2、集中器 集中器采用ARM7處理器，將接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行壓縮整理后，存儲并通過GPRS接入Internet，傳送給工作站。而工作站則通過逆向通道傳達(dá)控制命令給集中器。 2、 抄表工作站 抄表工作站負(fù)責(zé)從Internet上獲取集中器發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行解壓整理，然后通過內(nèi)部交換機(jī)更新用戶檔案數(shù)據(jù)，并由監(jiān)察器顯示出相應(yīng)用戶的用電信息。而監(jiān)察器能夠?qū)⑾鄳?yīng)的管理命令通過交換機(jī)傳給抄表工作站，進(jìn)而對相應(yīng)節(jié)點進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)庫管理則負(fù)責(zé)維護(hù)用戶數(shù)據(jù)庫。 由于GPRS技術(shù)與檢測技術(shù)相對成熟，所以該系統(tǒng)的關(guān)鍵就在于從采集終端到集中器的通信，其必須滿足及時可靠，低功耗，反作弊能力強(qiáng)的要求。無線傳感器以其獨特的優(yōu)勢正得到越來越多的認(rèn)可，許多國家相繼成立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究機(jī)構(gòu)，其種種優(yōu)點也非常符合該系統(tǒng)中采集終端到集中器的信息傳輸要求，鑒于此，我們擬通過將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)采集器到集中器的通信的目的，由于目前該技術(shù)還不成熟，需要經(jīng)過深入探索和反復(fù)試驗。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本系統(tǒng)有三個主要節(jié)點： 1、采集器安裝在電表進(jìn)線部分，并通過485總線與集中器建立聯(lián)接。 2、集中器將接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行壓縮整理后，通過GPRS接入Internet，傳送給工作站。而工作站則通過逆向通道傳達(dá)控制命令給集中器。 3、抄表工作站負(fù)責(zé)從Internet上獲取集中器發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行解壓整理，然后通過內(nèi)部交換機(jī)更新用戶檔案數(shù)據(jù)，并由監(jiān)察器顯示出相應(yīng)用戶的用電信息。而監(jiān)察器能夠?qū)⑾鄳?yīng)的管理命令通過交換機(jī)傳給抄表工作站，進(jìn)而對相應(yīng)節(jié)點進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)庫管理則負(fù)責(zé)維護(hù)用戶數(shù)據(jù)庫。 基本思路：由于與指導(dǎo)教授的研究生合作，他們負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集部分的研究，而我們則專注于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)。由于ZigBee技術(shù)成本低，性能優(yōu)越，我們考慮采用ZigBee技術(shù)實現(xiàn)，而集中器則用可靠的ARM系統(tǒng)實現(xiàn)。 難點： ZigBee技術(shù)與ARM都是本科專業(yè)以外的知識需要課外擴(kuò)展，另外需要相當(dāng)?shù)难芯吭O(shè)施。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不是很成熟，沒有很好的參考。此外，對于傳統(tǒng)電表數(shù)據(jù)的采集也是該項目需要解決的一大難題，目前仍沒有比較完善的技術(shù)以實現(xiàn)此類轉(zhuǎn)換。 創(chuàng)新點：采用基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抄表數(shù)據(jù)的傳輸，同時通過GPRS與控制中心通信。如若數(shù)據(jù)的采集能夠得以實現(xiàn)，也將成為該項目的一大特色創(chuàng)新點。 可行性分析：ZigBee技術(shù)已經(jīng)相對成熟，并前完全能夠勝任無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。與我們合作的研究生在類似項目上已經(jīng)做過了相當(dāng)?shù)呐Α?/dd>
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取平臺，能夠?qū)崟r監(jiān)測和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測對象的信息，并將這些信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點，以實現(xiàn)復(fù)雜的指定范圍內(nèi)目標(biāo)檢測與跟蹤，具有快速展開、抗毀性強(qiáng)等特點，有著廣闊的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象?；贛EMS的微傳感技術(shù)和無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。這些潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為:軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的種種優(yōu)點，足以滿足無線抄表系統(tǒng)的信息傳輸要求，對此，我科研團(tuán)隊擬通過研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用，開發(fā)出基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠，穩(wěn)定，實用性強(qiáng)的無線抄表系統(tǒng)。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1、2010年燕山大學(xué)科研立項校級項目 2、2010年燕山大學(xué)“世紀(jì)杯”科技作品大賽三等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 有償轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 模型、圖紙、現(xiàn)場演示、圖片、錄像、樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 智能小區(qū)無線抄表系統(tǒng)主要由電表數(shù)據(jù)采集終端、集中器和物業(yè)中心的計算機(jī)組成。電表數(shù)據(jù)采集終端和集中器（下層），集中器和抄表工作站（上層）的計算機(jī)均采用星型結(jié)構(gòu)。 本系統(tǒng)有三個主要節(jié)點：1、 采集器 2、集中器 3、抄表工作站 由于GPRS技術(shù)與檢測技術(shù)相對成熟，所以該系統(tǒng)的關(guān)鍵就在于從采集終端到集中器的通信，其必須滿足及時可靠，低功耗，反作弊能力強(qiáng)的要求。無線傳感器以其獨特的優(yōu)勢正得到越來越多的認(rèn)可，許多國家相繼成立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究機(jī)構(gòu)，其種種優(yōu)點也非常符合該系統(tǒng)中采集終端到集中器的信息傳輸要求，鑒于此，我們擬通過將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)采集器到集中器的通信的目的，由于目前該技術(shù)還不成熟，需要經(jīng)過深入探索和反復(fù)試驗。當(dāng)然，系統(tǒng)還提供與其它管理系統(tǒng)的接口，如：電費管理系統(tǒng)接口，催費管理服務(wù)器及管理軟件、用電監(jiān)察與電網(wǎng)配電分析管理工作站等。這就要求集中器的GPRS接入要有一定的多元性，穩(wěn)定性，安全性和可實施性。
同類課題研究水平概述
- 上個世紀(jì)九十年代初，國家為了電力商品化與電力系統(tǒng)的市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌，從國外引進(jìn)低壓載波集中抄表系統(tǒng)以來，我國的自動抄表行業(yè)，已經(jīng)步履蹣跚地走過了十幾個年頭。就目前應(yīng)用的狀況看，預(yù)付費IC卡電表，其方案僅能單一的解決電費回收問題，相比之下投入較大、隱患較多、維護(hù)難、必須專人值班售電管理等，因為它不具備監(jiān)察用戶用電的功能，所以很容易發(fā)生解密盜電或其它偷漏電情況，而且難以查覺。低壓載波集中抄表，其技術(shù)方案具有較大的優(yōu)勢，它利用了現(xiàn)有低壓電力線作為通訊載體實施計算機(jī)自動抄表，不僅可省去敷設(shè)線路和日后維護(hù)線路的大量工作及費用，同時線路的安全也自然有了保障，它可以不更換舊表而是在原表上增裝一個小的傳感器來完成轉(zhuǎn)換和傳輸數(shù)據(jù)，這樣可省去大量換表資金。但它存在的缺點是，電網(wǎng)線路上周期性、持續(xù)性的干擾信號以及干擾的隨機(jī)突發(fā)性與多變性影響了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，盡管可采用規(guī)避干擾和中繼技術(shù)能夠提高一些抄收成功率，可是產(chǎn)品的技術(shù)方案（電話線+載波通訊）從根本上無法適應(yīng)國內(nèi)各種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，抄收數(shù)據(jù)的實時性又很低，很難穩(wěn)定地保證每天采集到完整的臺區(qū)數(shù)據(jù)。由于電話線的通訊速率低，而且平常不能總保持連通狀態(tài)，無法實現(xiàn)在線監(jiān)測和自動報警功能，因此產(chǎn)品的實際用途受到很大的限制，其性能價格比直接影響了產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取平臺，能夠?qū)崟r監(jiān)測和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測對象的信息，并將這些信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點，以實現(xiàn)復(fù)雜的指定范圍內(nèi)目標(biāo)檢測與跟蹤，具有快速展開、抗毀性強(qiáng)等特點，有著廣闊的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象?；贛EMS的微傳感技術(shù)和無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的種種優(yōu)點，足以滿足無線抄表系統(tǒng)的信息傳輸要求，對此，我科研團(tuán)隊擬通過研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用，開發(fā)出基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠，穩(wěn)定，實用性強(qiáng)的無線抄表系統(tǒng)。 我們知道國外發(fā)展無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間較早，技術(shù)也相對成熟，尤其在智能家居方面有國際上存在很多家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)范，如X—10，CEbus等，但國內(nèi)在這方面的研究基本上還是一片空白，而遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式通常要和智能家庭網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合起來考慮，這在國外已經(jīng)是百花齊放的局面。
