基于Zigbee网络的电能信息采集系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采集系统及方法，具体地，涉及一种基于Zigbee网络的电能信息米集系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的快速发展和居民生活水平的不断提高，电力需求日益增长，电气设备的应用也越来越广泛，因此对设备的电能信息采集系统提出了更高的要求。无论是对工业生产设备的运行状态监测，还是光伏发电系统的发电数据记录，或是智能家居的电能信息计量，都需要用到电能信息采集系统。
[0003]在传统电能信息采集系统中，上位机一般采用有线的方式对下位机进行控制盒数据传输，从而导致系统的适应性较差。当需采集电能信息的设备数量较多或设备可能频繁移动的情况下，基于有线传输方式的电能信息采集系统不仅操作不方便，而且对数据传输线的长度也提出了要求。ZigBee技术作为一种无线网络技术，具有低功耗、低成本、网络容量大和可靠性高等特点，非常适合小范围的电能信息采集系统。在基于Zigbee网络的电能信息采集系统中，上位机与下位机采用Zigbee无线网络进行通信，从而避免了数据传输线的使用，设备能够更加方便的移动。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于Zigbee网络的电能信息采集系统及方法，其上位机子系统和下位机子系统之间通过Zigbee无线网络进行通信，避免了数据传输线的使用，非常适用于电气设备频繁移动的场合。
[0005]根据本发明的一个方面，提供一种基于Zigbee网络的电能信息采集系统，其特征在于，其由一个上位机子系统和两个下位机子系统组成，上位机子系统主要负责数据显示、存储和与下位机子系统的通信；下位机子系统与电气设备一一对应，负责对该设备的电能数据采集、传输和与上位机子系统的通信，上位机子系统和下位机子系统之间通过Zigbee网络进行数据的传输。
[0006]优选地，所述上位机子系统由计算机和第一 Zigbee网络收发模块组成，计算机和第一 Zigbee网络收发模块采用RS-232串口通信；下位机子系统由第二 Zigbee网络收发模块、单片机模块、电能采集模块和电源模块组成，第二 Zigbee网络收发模块、单片机模块、电能采集模块依次连接，第二 Zigbee网络收发模块、单片机模块、电能采集模块都与电源模块连接。
[0007]优选地，所述上位机子系统中的计算机负责电能数据的显示和存储，数据存储在txt文件、ACCESS数据库或SQL Server数据库中，用户根据数据量大小和数据存储速度选择存储方式；此外，数据同时以字符串和实时曲线两种方式进行显示。
[0008]优选地，所述电能采集模块包括保险丝、电压互感器、电流互感器、第一电阻、第二电阻、第三分压电阻、第四分压电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八分压电阻、第九分压电阻、第十电阻、第一滤波电容、第二滤波电容、CS5463型芯片，保险丝与第一电阻串联，第三分压电阻与第四分压电阻串联，第二电阻与第五电阻并联，第七电阻与第十电阻并联，第一电阻、第二电阻、第三分压电阻、第四分压电阻、第五电阻都与电压互感器连接，第一电阻、第六电阻、第七电阻、第八分压电阻、第九分压电阻、第十电阻都与电流互感器连接，第三分压电阻与第四分压电阻串联，第八分压电阻与第九分压电阻串联，第二电阻、第五电阻、第七电阻、第十电阻、第一滤波电容、第二滤波电容都与CS5463型芯片连接。
[0009]本发明还提供一种基于Zigbee网络的电能信息采集方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0010]步骤一，选择计算机和第一 Zigbee网络收发模块的通信串口的串口号，建立两者串口通信连接，并存储该串口号以及第一 Zigbee网络收发模块的Zigbee网络地址；
[0011]步骤二，选择下位机子系统，存储相应第二 Zigbee网络收发模块的Zigbee网络地址，建立第一 Zigbee网络收发模块2和第二 Zigbee网络收发模块的Zigbee网络通信连接；
[0012]步骤三，计算机通过RS-232标准串口发出电能信息查询指令，第一 Zigbee网络收发模块接收指定串口信息后，根据该电能信息查询指令，通过Zigbee网络向指定Zigbee网络地址的第二 Zigbee网络收发模块发送查询指令；
[0013]步骤四，第二 Zigbee网络收发模块读取该指令并发送至单片机，单片机接收电能采集模块的采集的电能信息，然后将该电能信息按电能查询指令传输的反方向传输给计算机。
[0014]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:本发明的上位机子系统和下位机子系统之间通过Zigbee无线网络进行通信，避免了数据传输线的使用，非常适用于电气设备频繁移动的场合。
【附图说明】
[0015]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0016]图1为本发明基于Zigbee网络的电能信息采集系统的原理框图。
[0017]图2为本发明中电能采集模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0019]本发明基于Zigbee网络的电能信息采集系统的实施例如图1所示。本实施例由一个上位机子系统8和两个下位机子系统9组成，上位机子系统8主要负责数据显示、存储和与下位机子系统9的通信，一般由计算机位置决定其安装位置，作为整个系统的管理中心；下位机子系统9与电气设备一一对应，负责对该设备的电能数据采集、传输和与上位机子系统8的通信，该下位机子系统9安装在电气设备上，可随电气设备在一定范围内随意移动；上位机子系统8和下位机子系统9之间通过Zigbee网络3进行数据的传输。
[0020]上位机子系统8由计算机I和第一 Zigbee网络收发模块2组成，计算机I和第一Zigbee网络收发模块2采用RS-232串口通信；下位机子系统9由第二 Zigbee网络收发模块4、单片机模块5、电能采集模块6和电源模块7组成，第二 Zigbee网络收发模块4、单片机模块5、电能采集模块6依次连接，第二 Zigbee网络收发模块4、单片机模块5、电能采集模块6都与电源模块7连接。上位机子系统中的计算机负责电能数据的显示和存储，数据可存储在txt文件、ACCESS数据库或SQLServer数据库中，用户可根据数据量大小和数据存储速度选择存储方式；此外，数据同时以字符串和实时曲线两种方式进行显示。
[0021]本发明基于Zigbee网络的电能信息采集方法包括以下步骤:
[0022]步骤一，选择计算机I和第一 Zigbee网络收发模块2的通信串口的串口号，建立两者串口通信连接，并存储该串口号以及第一 Zigbee网络收发模块2的Zigbee网络地址；
[0023]步骤二，选择下位机子系统9，存储相应第二 Zigbee网络收发模块4的Zigbee网络地址，建立第一 Zigbee网络收发模块2和第二 Zigbee网络收发模块4的Zigbee网络通信连接；
[0024]步骤三，计算机I通过RS-232标准串口发出电能信息查询指令，第一 Zigbee网络收发模块2接收指定串口信息后，根据该电能信息查询指令，通过Zigbee网络向指定Zigbee网络地址的第二 Zigbee网络收发模块