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体育外围:电能能耗实时监测体系的规划与完结

2021-09-15 18:55:13 | 来源:世界杯体育登录地址 作者:下注世界杯外围app入口

  电能能耗实时监测体系的规划与完结 翁同洋 a,b, 刘大明 b, 毕忠勤 b 【摘 要】摘 要:跟着智能电网的开展,用户侧对设备能耗的监测要求越来越高. 为了能实时监测电能的运用状况,规划了一种电能能耗实时监测体系.结合无线传 感器网络技能,在硬件上选用 RN8209G 计量芯片+TelosB 节点,在软件上运用 TinyOS 操作体系 nesC 编程言语+C#终端显现.将节点什物规划成插座方法,完 成了对用户侧电能的实时监测. 【期刊称号】上海电力学院学报 【年(卷),期】2016(032)002 【总页数】7 【关键词】电能能耗; 实时监测; 无线传感器网络; TinyOS 体系 当今社会经济快速开展,电力需求量继续添加,而电力供需局势却继续严重,用电 局势非常严峻.为此,根据我国国情,电力行业拟定了刚强智能电网开展规划.跟着 智能电网的开展,为了更好地服务用户,需求供给愈加准确和实时的用户侧用电设 备能耗监测.现在,国内大多数家庭和企业运用单相式、电子式电能表,其显现界 面和信息存储量小,处理才能有限,可操作性差,只能读出每月的总用电量,无法对 用电信息进行完好的剖析,无法便利用户了解各用电器的耗能状况以改动用电习 惯. 物联网的开展为能耗监测规划供给了新思路.继计算机、互联网与移动通讯网之 后,物联网成为另一大重要的信息技能,它交融了半导体、传感器、计算机、通讯 网络等多种技能.物联网技能开展的中心是无线传感器网络,它是由很多低成本、 低功耗的传感器节点组成,以无线通讯的方法构成多跳和自组织网络,意图是将采 集并处理过的监测目标的特定信息发送给用户,以便进行剖析和监控[1].本文设 计的根据无线传感器网络的电能能耗实时监测体系,能实时收集每一个插孔上的 电压、电流等数据,以躲避危险,并剖析每一个用电器的用电信息,很好地处理了 前述电能表存在的问题. 1 硬件规划 本体系的硬件首要包含电源模块、电能计量模块、温湿光传感器、控制器、无 线 个部分.这些模块之间的联系如图 1 所示. 图 1 中,电源模块的功用是将市电转化为直流电,为其他模块供电;电能计量模块 收集用电器的电压、电流、有功功率和用电量 4 组数据;温湿传感器和光照传感 器收集节点的温度、湿度和光照强度 3 组数据;控制器是硬件体系的中心,读取和 处理数据,并和谐各模块间的运作;无线收发模块完结无线通讯和组网的功用;串 口模块担任节点与 PC 之间的通讯. 体系中的电源模块和电能计量模块是自主规划的,温湿光传感器、控制器、无线 收发模块和串口模块是集成在由 CrossBow 公司研制的 TelosB 节点上. 电源模块规划将 220 V 交流电经过变压、整流和滤波后输入体系,然后经过三端 稳压集成电路 7805 输出直流 5 V,最终经过 LD1086D2M33 低压差线 V 的转化,以确保向其他模块供给 DC3.3 V 和 DC5 V 安稳电 压. 计量芯片选用 RN8209G.该芯片可以丈量有功功率和有功用量,并供给独立的电 流有效值和电压有效值.供给 SPI 和 UART 两个串行接口,便利与外部单片机通讯. 内部电源监控电路可以确保芯片在通断电时牢靠运转[2]. 温湿度传感器选用由 Sensirion 公司的 SHT11 芯片,其内部包含了一个由能隙 资料制成的温度传感元件和一个由电容式聚合体制成的湿度传感元件[3].可以测 量温度规模是-40~+120 ℃,湿度规模为 0~100%RH,供给电流输出.光敏传感 器选用由 Hamamatsu 公司研制的 S1087 和 S1087-01,它们是一种陶瓷封装 的光电丈量计,可以丈量红外光与可见光.两传感器输出的电流信号经过大电阻转 换电压信号,再送入控制器内的 A/D 转化器进行转化. 控制器选用 TI 公司出产的 16 位超低功耗单片机 MSP430F1611.该单片机处理 才能较强,片内外设丰厚;具有支撑在线KB FLASH 存储器;程序 失控时看门狗可以敏捷复位;具有 16 位定时器(Timer_A 和 Timer_B)可用于定 时、计数等;多功用串口(USART)能完结一级或许多级同步、异步和 12 C 串口 通讯;I/O 端口较多,其 P1 端口和 P2 端口能承受外部上升沿或下降沿中止输 入;12 位 A/D 转化器转化率高,可以满意大部分数据收集的运用. 无线收发模块选用 Chipcon 公司研制的无线.该芯片将来自控制器的数据帧转化为无线电波,选用半双 工通讯,既可用于发送又可用于接纳.MSP430F1611 与 CC2420 经过 SPI 方法 通讯,其间 MSP430F1611 选用主方法,CC2420 选用从方法. 串口模块选用 FTDI 公司的 FT232BM 芯片.该芯片可以经过 UART 完结 USB 与 RS232,RS422/RS485 串行数据协议双向转化[4]. 体系节点规划成插座方法,图 2 是其什物图. 2 软件规划 电能能耗实时监测体系,运用 TinyOS 操作体系.TinyOS 体系是根据事情驱动的 操作体系,现在在无线传感器网络研讨领域中运用最为广泛[5],其架构方法组件 化、规划模块化,具有轻线程、自动音讯等特色,可以快速完结各种代码量小、耗 能少、并发性高、鲁棒性好的规划运用[6].TinyOS 体系、库和运用程序都选用 nesC 言语编写.nesC 言语的语法与 C 言语相似,是一种根据结构化组件的运用 程序言语,支撑 TinyOS 并发模型[7]. 2.1 软件全体思路与初始化 软件规划的全体思路是:节点上电后,先进行初始化.接下来经过设定周期定时器 以使节点周期性地读取温度、湿度、光照和收集电能信息.一起敞开天线,无线收 发模块接纳子节点数据包以及将数据包发送至父节点.

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