标签: 能耗监控

转载自：电子发烧友网4月《物联网技术特刊》透视新设计栏目 背 景 能耗监测系统：指通过对建筑和大型公共建筑安装分类和分项能耗计量装置，采用远程传输等手段及时采集能耗数据，实现重点建筑能耗的在线监测和动态分析功能的硬件系统和软件系统的统称。 能耗监控的技术核心在于能耗优化，而优化的前提是准确的能耗计量以及优化过程中能耗的计量。这样由传统意义上的“抄表”这样简单的数据集中演变成了“在线数据汇总与控制”，这就对网络提出了更高的要求。 首先，要求网络双向速度。其次，要求灵活的网络架构。第三要求网络能容纳足够的节点。 下图就是一个典型的网络示意图： 对于每个建筑或者相对独立的WPAN内部可以使用无线、PLC或者以太网和无线混合组网方式。WPAN内部的结构如下图所示： 图中采集节点随着能耗采集和控制方式演变也有多种形式，从最开始的公共建筑和厂矿中的三项电表，到如下图所示家用、办公室用的采集插座和无线灯控，越来越多。   整个系统中计量的核心在于具有数据汇聚和处理功能，并且保证PAN和WAN连接的网关节点。 下面我们就重点讨论网关的设计。 设 计 网关节点的内部结构如下： 这部分内容从函数的级别详细解释了代码。我们将分别解释PAN Co-ordinator和End Device的代码。 config.h头文件将被引用到两个源代码文件中，同时两个源代码文件也引用了以下的头文件： jendefs.h， AppHardwareApi.h， AppQueueApi.h， mac_sap.h， mac_pib.h coordinator.c的内容 开发者最常问的问题之一就是为什么Jennic的程序都没有Main函数，这个熟悉的函数哪里去了呢？这是因为Jennic程序都由boot loader来启动和引导，boot loader引导完成后就将自动的调用AppColdStart函数，您可以认为AppColdStart就是我们通常所说的Main（）。 　　AppColdStart将进行下面的操作： 1.AppColdStart将调用函数vInitSystem（），这一函数将完成以下任务： 初始化设备的IEEE 802.15.4的协议栈 设置PAN ID和PAN Co-ordinator的短地址，在这个应用中这些参数都由我们预定义在config.h这个文件中 打开射频接收器 使Co-ordinator可以接受其他的设备加入网络 2.AppColdStart（）会调用vStartEnergyScan（），这一函数将会开始在各个通道进行能量扫描以获得各个通道的能量级别。所扫描的通道以及速率都定义在config.h中。扫描将通过初始化一个MLME请求并将其发送给IEEE 802.15.4的MAC层来实现。 3.AppColdStart（）将通过调用vProcessEventQueues（）的方式等待MLME的回应。vProcessEventQueues（）函数将检查三个不同类型的事件队列并将接到的事件交给不同的事件处理函数处理。比如这个函数将调用vProcessIncomingMlme（）函数来处理MLME回应。 而这个函数将调用vHandleEnergyScanResponse（）来处理能量检测扫描的回应结果。这个函数将检查所有通道的能量级别，并挑选一个最安静的通道作为建立网络的通道。接下来将调用vStartCoordinator（）函数，这个函数将设置必要的参数并且递交MLME请求来启动网络，启动网络的请求不需要处理任何的回复信息。 4.AppColdStart（）循环调用vProcessEventQueues（）来等待其他设备的加入网络的请求，入网请求将以MLME请求的方式发送到codinator.当请求到达的时候函数将调用vHandleNodeAssociation来处理。接下来codinator将创建并发送入网请求回复。 5.AppColdStart将循环调用vProcessEventQueues来处理来自于MCPS的消息队列和来自于硬件的消息队列。 当数据到达MCPS队列后，vProcessEventQueues首先调用函数vProcessIncomingMcps（）来接收到达的数据帧.vProcessIncomingMcps（）调用vHandleMcpsDataInd（），这个函数将调用vProcessReceivedDataPacket，在这个函数里面您可以自定义您自己的数据处理过程。 当硬件事件到达硬件队列后，vProcessEventQueues将调用函数vProcessIncomingHwEvent来接收到来的事件。您需要在这个函数中自定义自己的事件处理过程。 您可以参考下面的示意图来理解 　　图4-4-9 Coordinator程序流程图     enddevice.c的内容介绍 End Device的运行过程仍然是从AppColdStart开始。这一函数和Co-ordinator的运行方式完全的不同，下面将详细的讲解这个过程。 1.AppColdStart调用vInitSystem，这个函数将初始化IEEE 802.15.4的协议栈 2.AppColdStart（）调用vStartActiveScan（）开始对于活动通道的扫描， End Device将向扫描的通道发送信标请求，并接收PAN Co-ordinator的信标请求回应。需要扫描的通道和速率将在config.h中定义。扫描请求的初始化和发送的工作可以通过MLME请求的方式通过IEEE 802.15.4的MAC层发送。 3.AppColdStart（）将通过vProcessEventQueues来检查和处理MLME回应。这个函数将调用vProcessIncomingMlme（）来处理收到的MLME回应。vHandleActiveScanResponse（）会被调用处理返回的活动通道扫描结果： 如果找到PAN Co-ordinator，函数将保存相应的Co-ordinator信息（比如 PAN ID，短地址，逻辑通道），并且调用vStartAssociate（）向Co-ordinator来提交入网请求，这一请求将通过MLME请求的方式提交。 如果PAN Co-ordinator没有被找到（可能是由于Co-ordinator还没有初始化完成）。这一函数将重新调用vStartActiveScan（）来重新启动扫描。 4. AppColdStart将循环的调用vProcessEventQueues（）等待来自Co-ordinator的入网回复。当收到回复后就将调用vProcessIncomingMlme（），然后将调用vHandleAssociateResponse来处理回复，接下来的函数将检查回复的状态： 如果PAN Co-ordinator接受的入网请求，将设备置于联网状态。 如果PAN Co-ordinator拒绝了入网的请求，函数就将重新调用vStartActiveScan（）来开始搜索另外一个PAN Co-ordinator。 5. AppColdStart（）接下来将循环的调用vProcessEventQueues来等待来自于PAN Co-ordinator的MCPS信息或者硬件的队列信息。 当数据到达了MCPS队列，vProcessEventQueue（）首先使用函数vProcessIncomingMcps（）来接收数据帧，接着调用vHandleMcpsDataInd（），接着调用vProcessReceivedDataPacket（），开发人员可以在这个函数里面编写自己的数据处理过程。 当硬件事件到达硬件事件队列，vProcessEventQueues（）将调用vProcessIncomingHwEvent（）来接收到达的事件，您可以在这个过程中编写自己的事件处理逻辑。 下面的图表示了End Device的工作过程。 更多内容： http://blog.iwiznet.cn/?p=6247

背 景 能耗监测系统：指通过对建筑和大型公共建筑安装分类和分项能耗计量装置，采用远程传输等手段及时采集能耗数据，实现重点建筑能耗的在线监测和动态分析功能的硬件系统和软件系统的统称。 能耗监控的技术核心在于能耗优化，而优化的前提是准确的能耗计量以及优化过程中能耗的计量。这样由传统意义上的“抄表”这样简单的数据集中演变成了“在线数据汇总与控制”，这就对网络提出了更高的要求。 首先，要求网络双向速度。其次，要求灵活的网络架构。第三要求网络能容纳足够的节点。 下图就是一个典型的网络示意图： 对于每个建筑或者相对独立的WPAN内部可以使用无线、PLC或者以太网和无线混合组网方式。WPAN内部的结构如下图所示： 图中采集节点随着能耗采集和控制方式演变也有多种形式，从最开始的公共建筑和厂矿中的三项电表，到如下图所示家用、办公室用的采集插座和无线灯控，越来越多。 整个系统中计量的核心在于具有数据汇聚和处理功能，并且保证PAN和WAN连接的网关节点。 下面我们就重点讨论网关的设计。 设 计 网关节点的内部结构如下： 这部分内容从函数的级别详细解释了代码。我们将分别解释PAN Co-ordinator和End Device的代码。 config.h头文件将被引用到两个源代码文件中，同时两个源代码文件也引用了以下的头文件： jendefs.h， AppHardwareApi.h， AppQueueApi.h， mac_sap.h， mac_pib.h coordinator.c的内容 开发者最常问的问题之一就是为什么Jennic的程序都没有Main函数，这个熟悉的函数哪里去了呢？这是因为Jennic程序都由boot loader来启动和引导，boot loader引导完成后就将自动的调用AppColdStart函数，您可以认为AppColdStart就是我们通常所说的Main（）。 AppColdStart将进行下面的操作： 1.AppColdStart将调用函数vInitSystem（），这一函数将完成以下任务： 初始化设备的IEEE 802.15.4的协议栈 设置PAN ID和PAN Co-ordinator的短地址，在这个应用中这些参数都由我们预定义在config.h这个文件中 打开射频接收器 使Co-ordinator可以接受其他的设备加入网络 2.AppColdStart（）会调用vStartEnergyScan（），这一函数将会开始在各个通道进行能量扫描以获得各个通道的能量级别。所扫描的通道以及速率都定义在config.h中。扫描将通过初始化一个MLME请求并将其发送给IEEE 802.15.4的MAC层来实现。 3.AppColdStart（）将通过调用vProcessEventQueues（）的方式等待MLME的回应。vProcessEventQueues（）函数将检查三个不同类型的事件队列并将接到的事件交给不同的事件处理函数处理。比如这个函数将调用vProcessIncomingMlme（）函数来处理MLME回应。 而这个函数将调用vHandleEnergyScanResponse（）来处理能量检测扫描的回应结果。这个函数将检查所有通道的能量级别，并挑选一个最安静的通道作为建立网络的通道。接下来将调用vStartCoordinator（）函数，这个函数将设置必要的参数并且递交MLME请求来启动网络，启动网络的请求不需要处理任何的回复信息。 4.AppColdStart（）循环调用vProcessEventQueues（）来等待其他设备的加入网络的请求，入网请求将以MLME请求的方式发送到codinator.当请求到达的时候函数将调用vHandleNodeAssociation来处理。接下来codinator将创建并发送入网请求回复。 5.AppColdStart将循环调用vProcessEventQueues来处理来自于MCPS的消息队列和来自于硬件的消息队列。 当数据到达MCPS队列后，vProcessEventQueues首先调用函数vProcessIncomingMcps（）来接收到达的数据帧.vProcessIncomingMcps（）调用vHandleMcpsDataInd（），这个函数将调用vProcessReceivedDataPacket，在这个函数里面您可以自定义您自己的数据处理过程。 当硬件事件到达硬件队列后，vProcessEventQueues将调用函数vProcessIncomingHwEvent来接收到来的事件。您需要在这个函数中自定义自己的事件处理过程。 您可以参考下面的示意图来理解 　　图4-4-9 Coordinator程序流程图 enddevice.c的内容介绍 End Device的运行过程仍然是从AppColdStart开始。这一函数和Co-ordinator的运行方式完全的不同，下面将详细的讲解这个过程。 1.AppColdStart调用vInitSystem，这个函数将初始化IEEE 802.15.4的协议栈 2.AppColdStart（）调用vStartActiveScan（）开始对于活动通道的扫描， End Device将向扫描的通道发送信标请求，并接收PAN Co-ordinator的信标请求回应。需要扫描的通道和速率将在config.h中定义。扫描请求的初始化和发送的工作可以通过MLME请求的方式通过IEEE 802.15.4的MAC层发送。 3.AppColdStart（）将通过vProcessEventQueues来检查和处理MLME回应。这个函数将调用vProcessIncomingMlme（）来处理收到的MLME回应。vHandleActiveScanResponse（）会被调用处理返回的活动通道扫描结果： 如果找到PAN Co-ordinator，函数将保存相应的Co-ordinator信息（比如 PAN ID，短地址，逻辑通道），并且调用vStartAssociate（）向Co-ordinator来提交入网请求，这一请求将通过MLME请求的方式提交。 如果PAN Co-ordinator没有被找到（可能是由于Co-ordinator还没有初始化完成）。这一函数将重新调用vStartActiveScan（）来重新启动扫描。 4. AppColdStart将循环的调用vProcessEventQueues（）等待来自Co-ordinator的入网回复。当收到回复后就将调用vProcessIncomingMlme（），然后将调用vHandleAssociateResponse来处理回复，接下来的函数将检查回复的状态： 如果PAN Co-ordinator接受的入网请求，将设备置于联网状态。 如果PAN Co-ordinator拒绝了入网的请求，函数就将重新调用vStartActiveScan（）来开始搜索另外一个PAN Co-ordinator。 5. AppColdStart（）接下来将循环的调用vProcessEventQueues来等待来自于PAN Co-ordinator的MCPS信息或者硬件的队列信息。 当数据到达了MCPS队列，vProcessEventQueue（）首先使用函数vProcessIncomingMcps（）来接收数据帧，接着调用vHandleMcpsDataInd（），接着调用vProcessReceivedDataPacket（），开发人员可以在这个函数里面编写自己的数据处理过程。 当硬件事件到达硬件事件队列，vProcessEventQueues（）将调用vProcessIncomingHwEvent（）来接收到达的事件，您可以在这个过程中编写自己的事件处理逻辑。 下面的图表示了End Device的工作过程。 图4-4-10 EndDevice程序流程 　　 W5500驱动： Coordinator作为网络的中心，通常也是数据汇聚的中心。因为我们在Coor的代码中加入W5500的操作。 硬件连接上W5500作为SPI Slave工作，使用IO管脚如下： 在系统的初始化vInitSystem（）中加入W5500的初始化， // 初始化和W5500连接的SPI vAHI_SpiConfigure（1， E_AHI_SPIM_MSB_FIRST， E_AHI_SPIM_TXPOS_EDGE， E_AHI_SPIM_RXPOS_EDGE， 1， E_AHI_SPIM_INT_DISABLE， E_AHI_SPIM_AUTOSLAVE_DSABL）; 使用Eclipse IDE环境，在工程文件中添加W5500的驱动： 　　图4-4-11 Eclipse IDE 　　在工程导航栏可以看到： 　　图4-4-12 工程导航 　　然后，把wizchip_conf.c中的接口代码替换为JN5168的SPI函数： void wizchip_cs_select（void） { /* select slave 1*/ vAHI_SpiSelect（E_AHI_SPIM_SLAVE_ENBLE_1）; }; void wizchip_cs_deselect（void） { vAHI_SpiStop（）; }; uint8_t wizchip_spi_readbyte（void） { u8AHI_SpiReadTransfer8（）; return 0; }; void wizchip_spi_writebyte（uint8_t wb） { vAHI_SpiStartTransfer8（wb）; }; 这样就完成了代码，我们可以看到无线IEEE802.15.4和以太网W5500的数据转接。 结 论 在使用W5500后我们极大的简化了WPAN网关设计，这样保证了通讯速率和可靠性的要求下，用简单的结构诠释了“简单就是可靠”的道理。 转载自： 电子发烧友网4月《物联网技术特刊》透视新设计栏目

概述:     合同能源管理是发达国家普遍推行的、运用市场手段促进节能的服务机制。节能服务公司与用户签订能源管理合同，为用户提供节能诊断、融资、改造等服务，并以节能效益分享方式回收投资和获得合理利润，可以大大降低用能单位节能改造的资金和技术风险，充分调动用能单位节能改造的积极性，是行之有效的节能措施。      由于我国长期以来对经济发展的重视程度高于资源节约，甚至高于环境保护，致使企业单纯追求经济效益，忽视节约能源和环境保护，因此，节约能源意识较差，计量器具配置不全，完好率、配置率达不到标准，致使部分能源的消耗无法计量，一定程度上影响了能源管理工作的开展。      在自动化技术和信息技术基础上建立的合同能源管理能耗监控系统，以客观综合能源数据为依据，实现工业单位和企事单位楼宇水、电、气等能源消耗的监控、分析、控制，是节能降耗最根本的办法。推广先进的能源管理系统应用理念，改变传统的能源无科学依据的生产管理方式，是现代化大、中、小型企业先进的行之有效的重大管理措施，正成为各大公司各级管理者的共识。建设能源管理系统的基本目的就是要在提高能源系统的运行、管理效率的同时，找到生产工艺能源消耗最佳工艺数据，为企业提供一个成熟的、有效的、使用方便的能源系统整体管控解决方案；建立一套先进的、可靠的、安全的能源系统运行、操作和管理平台。并实现安全稳定、经济平衡、优质环保、监督考核的基本目标。 如果您对我们的方案感兴趣，请联系我，电话：0755-82973805-859，QQ：332857102 合同能源管理能耗监控系统接入配置总图   合同能源管理能耗监控系统功能及特点 可采集和处理电力系统常用的各种遥测量、遥信量、脉冲量等。如：遥测量：电压、电流、有功、无功等；遥信量：开关状态、刀闸位置、保护动作信号、事故跳闸总信号、预告信号等；脉冲量：电度量、周波、时间量、设备参数、保护定值等；非电量：温度、压力、湿度、火灾报警、防盗报警等。 实时对开关运行状态、保护工作等开关量进行监视。实时显示和自动报警。 实时对系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、超限报警、频率进行不断地采集、分析、处理、记录 可以过手持机，如遥控器，手机及远程internet网络控制撑握家中各布点的实际状态，如智能排插，智能调光，智能窗帘，空调，厨具，烟雾报警，门磁，温度，湿度，花盘花坭湿度计，及风速计，雨量计，让你在外出差或旅行都可以实时了解家居情况。 端点数可以达到256个，如两级则可以到500~1000个节点。 网络协议灵活，据客产品应用要求量身定制精简或复杂小到大型的网络协议，做到省电，效率高，成本最低或扩容性。 推荐方案 方案组成： 1、单发单收：发射端采用我司的 RFM68 模块，接收端采用我司的 RFM65 模块 2、双向收发：采用我司的 RFM69 模块 3、组网：采用我司的HPNET02无线组网模块，提供一个UART（双线）和SPI（三线）共用接口，实现与外部MCU之间的数据传输；可广泛应用于各类无线数据组网传输领域，是设计无线数据组网传输产品的理想选择。   优点及功能: 1. FSK调制，接收灵敏度高，抗干扰能力强 2. 加密性能好（采用滚动码加密），数据传送速率高 3. 低成本、高性能、高可靠 4. 功耗低、高集成、小体积 5. 传输距离远 6. 生产免调试  

如果您对我们的方案感兴趣，请联系我，电话：0755-82973805-859，QQ：332857102 概述:         能耗监控及安防无线系统是无线通信技术和物联网技术带来的家庭信息化新的解决方案，利用物联网技术集成了智能安防、智能家电控制、无线网关等功能实现安全、便捷、舒适的未来生活。         随着经济的飞速发展，能源紧张、环境恶化已受到全球的密切关注，能源是发展国民经济的重要基础，为了响应国家号召，走可持续发展的道路，节能降耗是首要任务。         能耗监控及安防无线系统可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态，将采集到的数据或直接显示、或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示，并对重要的信息量进行数据库存储。通过遥测和遥控可以合理调配负荷，实现优化运行，有效节约电能，并有高峰与低谷用电记录，从而为能源管理提供了必要条件。对电能按照明插座用电、动力用电、空调用电、特殊用电进行分项计量，为家庭、企、事业单位电能节能控制提供依据。         从安防角度来讲，能耗监控及安防无线系统可实现家居安防的报警点的等级布防，并采用逻辑判断，避免系统误报警；可采用遥控器或智能终端对系统进行布防、撤防，一旦发生报警，系统自动确认报警信息、状态及位置，而且报警时能够自动强制占线。         能耗监控及安防无线系统，不但能够实现智能家电、智能照明、智能窗帘等控制，便利了生活，提高了品质，还能实现全天候立体式的安防监控，为住户构建立起安防体系，保障了家庭的生命和财产安全。   能耗监控及安防无线系统接入配置总图   能耗监控及安防无线系统功能及特点 可采集和处理电力系统常用的各种遥测量、遥信量、脉冲量等。如：遥测量：电压、电流、有功、无功等；遥信量：开关状态、刀闸位置、保护动作信号、事故跳闸总信号、预告信号等；脉冲量：电度量、周波、时间量、设备参数、保护定值等；非电量：温度、压力、湿度、火灾报警、防盗报警等。 实时对开关运行状态、保护工作等开关量进行监视。实时显示和自动报警。 实时对系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、超限报警、频率进行不断地采集、分析、处理、记录 可以过手持机，如遥控器，手机及远程internet网络控制撑握家中各布点的实际状态，如智能排插，智能调光，智能窗帘，空调，厨具，烟雾报警，门磁，温度，湿度，花盘花坭湿度计，及风速计，雨量计，让你在外出差或旅行都可以实时了解家居情况。 端点数可以达到256个，如两级则可以到500~1000个节点。 网络协议灵活，据客产品应用要求量身定制精简或复杂小到大型的网络协议，做到省电，效率高，成本最低或扩容性。 推荐方案 方案组成： 1、单发单收：发射端采用我司的 RFM68 模块，接收端采用我司的 RFM65 模块 2、双向收发：采用我司的 RFM69 模块 3、组网：采用我司的HPNET02无线组网模块，提供一个UART（双线）和SPI（三线）共用接口，实现与外部MCU之间的数据传输；可广泛应用于各类无线数据组网传输领域，是设计无线数据组网传输产品的理想选择。   优点及功能: 1. FSK调制，接收灵敏度高，抗干扰能力强 2. 加密性能好（采用滚动码加密），数据传送速率高 3. 低成本、高性能、高可靠 4. 功耗低、高集成、小体积 5. 传输距离远 6. 生产免调试