[实用新型]低功耗无线自组网工业节能监测系统

说明书

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ZL201120320637.0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ZL200820211890.0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ZL200710147826.0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）。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。