一种电能集中监控系统技术方案

本发明专利技术涉及电能监控技术领域，尤其涉及一种电能集中监控系统，它包括管理节点、汇聚节点、传感器节点及安装于管理节点的控制软件，管理节点通过USB接口连接汇聚节点，汇聚节点无线连接传感器节点，传感器节点在控制软件的控制下组成网络，传感器节点采集所监控电源线的电量信号，并将该信号转化为数字信号，该数字信号通过汇聚节点传输至管理节点，从而可以通过管理节点监控所有的受控电源线，控制数量多，操作方便，数字信号可以通过传感器节点组成的网络进行路由和转发，延长了该系统的监控距离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电能监控
，尤其涉及一种电能集中监控系统。
技术介绍
我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价， 近年来，我们面临的能源短缺形势极为严重，尤其是各地频频出现“电荒”，给人民生活，工业生产带来了不便。为了实现国民经济可持续发展，我国的节能降耗工作任重而道远。很多人在生活中有节约用电的意识，但是往往因缺乏科学的节能常识而造成不必要的浪费，另一方面，关注每个电器的用电情况，时时注意节约用电，也是在日常生活中难以做到的。为了解决这个问题，人们开始借助于各种节能监控系统，无线电能监控器就是其中一种。本申请人申请的中国专利“双向无线电能监控器”，专利号是200820203804. 1，公开了一种无线电能监控器，其原理是电能监控器与电能监控操作开关配套使用，电能监控操作开关串接在电器电源线中并检测电源线的电信号，检测到的电信号通过无线方式发送到电能监控器，电能监控器可以显示电器的电能参数，并通过无线方式控制电能监控操作开关从而远程控制电器。上述双向无线电能监控器虽然布线简单，控制方便，但是由于使用的无线信号传输的距离有限，只能用于短距离控制，如家庭内使用，而对于在企业、大楼、学校等范围较大的场合，因距离较远而接收不到信号，另一方面，该无线电能监控器受计算能力和按键限制，当电器数量较多时，操作不便，只适用于控制少量电器。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种电能集中监控系统，其通过管理节点监控所有的受控电源线，控制数量多，操作方便，无线信息通过传感器节点组成的自组织网络进行路由和转发，延长了该系统的监控距离。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种电能集中监控系统，其包括管理节点、汇聚节点、传感器节点及控制软件；所述管理节点为计算机；所述汇聚节点设置有第一微控制单元、第一无线通信模块、电源模块、USB接口，所述第一微处理单元电连接第一无线通信模块、电源模块、USB接口，所述电源模块连接USB接口； 所述传感器节点设置有第二微控制单元、电能信号采集装置、第二无线通信模块、继电器模块，所述第二微控制单元通过模数转换接口连接所述电能信号采集装置，所述第二微控制单元电连接所述第二无线通信模块、所述继电器模块，所述继电器模块连接所监控的电源线；所述管理节点通过所述USB接口连接所述汇聚节点，所述汇聚节点无线连接所述传感器节点，所述控制软件安装于所述管理节点，该控制软件控制传感器节点组成网络。所述第一微控制单元、第二微控制单元设置有存储芯片。所述汇聚节点设置有外置天线，该外置天线连接第一无线通信模块。所述汇聚节点设置有LED指示灯，该LED指示灯连接第一微控制单元。所述汇聚节点设置有充电电池，该充电电池电连接电源模块。所述电源模块设置有充电电路，该充电电路的输入端连接USB接口，该充电电路的输出端连接充电电池。所述传感器节点设置有内置天线，该内置天线连接第二无线通信模块。所述传感器节点设置有电源指示灯，该电源指示灯连接第二微控制单元。所述传感器节点设置有开关按钮，该开关按钮连接第二微控制单元。所述传感器节点设置有复位按钮，该复位按钮连接第二微控制单元。本专利技术有益效果在于包括管理节点、汇聚节点、传感器节点及安装于管理节点的控制软件，管理节点通过USB接口连接汇聚节点，汇聚节点无线连接传感器节点，传感器节点在控制软件的控制下组成网络，传感器节点采集所监控电源线的电量信号，并将该信号转化为数字信号，该数字信号通过汇聚节点传输至管理节点，从而可以通过管理节点监控所有的受控电源线，控制数量多，操作方便，数字信号可以通过传感器节点组成的网络进行路由和转发，延长了该系统的监控距离。附图说明图1是本专利技术的电能集中监控系统的方框原理图。图2是本专利技术的汇聚节点的方框原理图。图3是本专利技术的传感器节点的方框原理图。在图1、图2、图3中包括有 1——管理节点 21——第一微控制单元 23——电源模块 25——外置天线 27——充电电池 3——传感器节点 32——电能信号采集装置 34——继电器模块 36——电源指示灯 38——复位按钮。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。本专利技术的一种电能集中监控系统，如图1所示，其包括管理节点1、汇聚节点2、传感器节点3及控制软件；管理节点1为计算机，该计算机上安装有控制软件；如图2所示， 汇聚节点2设置有第一微控制单元21、第一无线通信模块22、电源模块23、USB接口 24，第一微处理单元21电连接第一无线通信模块22、电源模块23、USB接口 24，电源模块23连接2——汇聚节点 22——第一无线通信模块24-USB 接口26-LED指示灯28——充电电路 31——第二微控制单元 33——第二无线通信模块 35——内置天线 37——开关按钮USB接口 M ；如图3所示，传感器节点3设置有第二微控制单元31、电能信号采集装置32、第二无线通信模块33、继电器模块34，电能信号采集装置32可以检测被监控电源线的电流、 电压、功率等电能信号，第二微控制单元31通过模数转换接口连接电能信号采集装置32， 第二微控制单元31电连接第二无线通信模块33、继电器模块34，继电器模块34连接所监控的电源线；管理节点1通过USB接口 M连接汇聚节点2，从而对汇聚节点2进行供电和传输数据，汇聚节点2无线连接传感器节点3，传感器节点3在控制软件的控制下组成网络， 传感器节点3将采集的电量信号转化为数字信号，该数字信号通过汇聚节点2传输至管理节点1，从而可以通过管理节点1监控所有的受控电源线，控制数量多，操作方便，数字信号可以通过传感器节点3组成的网络进行路由和转发，延长了该系统的监控距离。本专利技术的信号传输原理为每个传感器节点3、汇聚节点2都安装有微型操作系统，本专利技术采用Tiny OS, Tiny OS操作系统是一个专为低功率无线传感器开发的微型片上 Unix操作系统，该操作系统包括网络层、MAC层，网络层向上通过API接口连接控制软件，向下通过硬件操作接口控制传感器节点3，通过该操作系统可以在控制软件端将传感器节点 3组成网络，如图1所示，传感器节点3将所检测的电能信号转化为数字信号后通过无线方式传输至汇聚节点2，该传输路径由控制软件设置，汇聚节点2再将数字信号传输至管理节点1，反过来，管理节点1可以控制传感器节点3接通或断开所监控的电源线。汇聚节点2只能与有限的传感器节点3直接通信，本实施例中，汇集节点2最多可与64个传感器节点3直接通信，如图1所示，将部分传感器节点3配置为路由器，传感器节点3的信息可通过配置为路由器的传感器节点3进行路由、转发，从而减少与汇聚节点2直接通信的传感器节点3的数量，增加了本实施例的电能集中监控系统可连接的传感器节点 3的数量，距离较远的传感器节点3的信息也可以通过距离较近的传感器节点3进行路由转发，从而延长了该电能集中监控系统的监控距离。对于本专利技术的控制软件，具体地，该控制软件设置有节点配置，通过节点配置可以进行无线网络管理、数据管理、界面设置、报警设置、计费设置；该控制软件可以输出图形、 表格两种格式的数据。本专利技术的电能集中监控系统所使用的数据库可以集成至控制软件， 也可以单独设置于数据库服务器。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电能集中监控系统，其特征在于：包括管理节点（１）、汇聚节点（２）、传感器节点（３）及控制软件；所述管理节点（１）为计算机；所述汇聚节点（２）设置有第一微控制单元（２１）、第一无线通信模块（２２）、电源模块（２３）、ＵＳＢ接口（２４），所述第一微处理单元（２１）电连接第一无线通信模块（２２）、电源模块（２３）、ＵＳＢ接口（２４），所述电源模块（２３）连接ＵＳＢ接口（２４）；所述传感器节点（３）设置有第二微控制单元（３１）、电能信号采集装置（３２）、第二无线通信模块（３３）、继电器模块（３４），所述第二微控制单元（３１）通过模数转换接口连接所述电能信号采集装置（３２），所述第二微控制单元（３１）电连接所述第二无线通信模块（３３）、所述继电器模块（３４），所述继电器模块（３４）连接所监控的电源线；所述管理节点（１）通过所述ＵＳＢ接口（２４）连接所述汇聚节点（２），所述汇聚节点（２）无线连接所述传感器节点（３），所述控制软件安装于所述管理节点（１），该控制软件控制传感器节点（３）组成网络。

【技术特征摘要】
1.一种电能集中监控系统，其特征在于包括管理节点(1)、汇聚节点(2)、传感器节点 (3)及控制软件；所述管理节点(1)为计算机；所述汇聚节点(2)设置有第一微控制单元(21)、第一无线通信模块(22)、电源模块 (23)、USB接口(24)，所述第一微处理单元(21)电连接第一无线通信模块(22)、电源模块 (23 )、USB接口( 24 )，所述电源模块(23 )连接USB接口( 24 )；所述传感器节点(3)设置有第二微控制单元(31)、电能信号采集装置(32)、第二无线通信模块(33 )、继电器模块(34 )，所述第二微控制单元(31)通过模数转换接口连接所述电能信号采集装置(32)，所述第二微控制单元(31)电连接所述第二无线通信模块(33)、所述继电器模块(34 )，所述继电器模块(34 )连接所监控的电源线；所述管理节点(1)通过所述USB接口( 24 )连接所述汇聚节点(2 )，所述汇聚节点(2 )无线连接所述传感器节点(3)，所述控制软件安装于所述管理节点(1 )，该控制软件控制传感器节点(3)组成网络。2.根据权利要求1所述的电能集中监控系统，其特征在于所述第一微控制单元(21)、 第二微控制单元(31)设置有存储芯片。3.根据权利要求2所述的电能集中监控系统，其特征在于所述汇聚节点(2)设置有外置天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨琪，
申请(专利权)人：东莞市瑞柯电机有限公司，
类型：发明
国别省市：44