基本信息
- 项目名称：
- 智能电网信息采集系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 无线传感器网络是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，具有快速展开、抗毁性强等特点，有着广阔的应用前景。无线传感器网络的种种优点，足以满足无线抄表系统的信息传输要求，对此，我科研团队拟通过研究无线传感器网络技术在抄表系统中的应用，开发出基于无线传感器网络的可靠，稳定，实用性强的无线抄表系统。
- 详细介绍：
- 智能电网信息采集系统主要由电表数据采集终端、集中器和物业中心的计算机组成。电表数据采集终端和集中器（下层），集中器和抄表工作站（上层）的计算机均采用星型结构。 本系统有三个主要节点： 1、 采集器 采集器安装在电表进线部分，并通过无线传感器网络与集中器和其他采集器建立联接。一方面，各个采集器之间通过无线传感器网络相互通信；另一方面，采集器则能够高效可靠地向集中器发送用电信息，集中器则可以通过无线传感器网络将控制信息传给传感器。 2、集中器 集中器采用ARM7处理器，将接收到的数据信息进行压缩整理后，存储并通过GPRS接入Internet，传送给工作站。而工作站则通过逆向通道传达控制命令给集中器。 2、 抄表工作站 抄表工作站负责从Internet上获取集中器发送来的数据，并对其进行解压整理，然后通过内部交换机更新用户档案数据，并由监察器显示出相应用户的用电信息。而监察器能够将相应的管理命令通过交换机传给抄表工作站，进而对相应节点进行控制。数据库管理则负责维护用户数据库。 由于GPRS技术与检测技术相对成熟，所以该系统的关键就在于从采集终端到集中器的通信，其必须满足及时可靠，低功耗，反作弊能力强的要求。无线传感器以其独特的优势正得到越来越多的认可，许多国家相继成立无线传感器网络的研究机构，其种种优点也非常符合该系统中采集终端到集中器的信息传输要求，鉴于此，我们拟通过将无线传感器网络实现采集器到集中器的通信的目的，由于目前该技术还不成熟，需要经过深入探索和反复试验。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本系统有三个主要节点： 1、采集器安装在电表进线部分，并通过485总线与集中器建立联接。 2、集中器将接收到的数据信息进行压缩整理后，通过GPRS接入Internet，传送给工作站。而工作站则通过逆向通道传达控制命令给集中器。 3、抄表工作站负责从Internet上获取集中器发送来的数据，并对其进行解压整理，然后通过内部交换机更新用户档案数据，并由监察器显示出相应用户的用电信息。而监察器能够将相应的管理命令通过交换机传给抄表工作站，进而对相应节点进行控制。数据库管理则负责维护用户数据库。 基本思路：由于与指导教授的研究生合作，他们负责数据采集部分的研究，而我们则专注于无线传感器网络的实现。由于ZigBee技术成本低，性能优越，我们考虑采用ZigBee技术实现，而集中器则用可靠的ARM系统实现。 难点： ZigBee技术与ARM都是本科专业以外的知识需要课外扩展，另外需要相当的研究设施。无线传感器网络发展不是很成熟，没有很好的参考。此外，对于传统电表数据的采集也是该项目需要解决的一大难题，目前仍没有比较完善的技术以实现此类转换。 创新点：采用基于ZigBee的无线传感器网络进行抄表数据的传输，同时通过GPRS与控制中心通信。如若数据的采集能够得以实现，也将成为该项目的一大特色创新点。 可行性分析：ZigBee技术已经相对成熟，并前完全能够胜任无线传感器网络。与我们合作的研究生在类似项目上已经做过了相当的努力。
科学性、先进性
- 无线传感器网络是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，具有快速展开、抗毁性强等特点，有着广阔的应用前景。无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。这些潜在的应用领域可以归纳为:军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。无线传感器网络的种种优点，足以满足无线抄表系统的信息传输要求，对此，我科研团队拟通过研究无线传感器网络技术在抄表系统中的应用，开发出基于无线传感器网络的可靠，稳定，实用性强的无线抄表系统。
获奖情况及鉴定结果
- 1、2010年燕山大学科研立项校级项目 2、2010年燕山大学“世纪杯”科技作品大赛三等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 有偿转让
作品可展示的形式
- 模型、图纸、现场演示、图片、录像、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 智能小区无线抄表系统主要由电表数据采集终端、集中器和物业中心的计算机组成。电表数据采集终端和集中器（下层），集中器和抄表工作站（上层）的计算机均采用星型结构。 本系统有三个主要节点：1、 采集器 2、集中器 3、抄表工作站 由于GPRS技术与检测技术相对成熟，所以该系统的关键就在于从采集终端到集中器的通信，其必须满足及时可靠，低功耗，反作弊能力强的要求。无线传感器以其独特的优势正得到越来越多的认可，许多国家相继成立无线传感器网络的研究机构，其种种优点也非常符合该系统中采集终端到集中器的信息传输要求，鉴于此，我们拟通过将无线传感器网络实现采集器到集中器的通信的目的，由于目前该技术还不成熟，需要经过深入探索和反复试验。当然，系统还提供与其它管理系统的接口，如：电费管理系统接口，催费管理服务器及管理软件、用电监察与电网配电分析管理工作站等。这就要求集中器的GPRS接入要有一定的多元性，稳定性，安全性和可实施性。
同类课题研究水平概述
- 上个世纪九十年代初，国家为了电力商品化与电力系统的市场经济转轨，从国外引进低压载波集中抄表系统以来，我国的自动抄表行业，已经步履蹒跚地走过了十几个年头。就目前应用的状况看，预付费IC卡电表，其方案仅能单一的解决电费回收问题，相比之下投入较大、隐患较多、维护难、必须专人值班售电管理等，因为它不具备监察用户用电的功能，所以很容易发生解密盗电或其它偷漏电情况，而且难以查觉。低压载波集中抄表，其技术方案具有较大的优势，它利用了现有低压电力线作为通讯载体实施计算机自动抄表，不仅可省去敷设线路和日后维护线路的大量工作及费用，同时线路的安全也自然有了保障，它可以不更换旧表而是在原表上增装一个小的传感器来完成转换和传输数据，这样可省去大量换表资金。但它存在的缺点是，电网线路上周期性、持续性的干扰信号以及干扰的随机突发性与多变性影响了数据传输的稳定性，尽管可采用规避干扰和中继技术能够提高一些抄收成功率，可是产品的技术方案（电话线+载波通讯）从根本上无法适应国内各种电网结构，抄收数据的实时性又很低，很难稳定地保证每天采集到完整的台区数据。由于电话线的通讯速率低，而且平常不能总保持连通状态，无法实现在线监测和自动报警功能，因此产品的实际用途受到很大的限制，其性能价格比直接影响了产品的推广应用。 无线传感器网络是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，具有快速展开、抗毁性强等特点，有着广阔的应用前景。无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。无线传感器网络的种种优点，足以满足无线抄表系统的信息传输要求，对此，我科研团队拟通过研究无线传感器网络技术在抄表系统中的应用，开发出基于无线传感器网络的可靠，稳定，实用性强的无线抄表系统。 我们知道国外发展无线传感器网络的时间较早，技术也相对成熟，尤其在智能家居方面有国际上存在很多家庭网络技术规范，如X—10，CEbus等，但国内在这方面的研究基本上还是一片空白，而远传抄表系统的数据传输方式通常要和智能家庭网络的结合起来考虑，这在国外已经是百花齐放的局面。
