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解決方案solution

基于ZigBee技術的強電井溫度監控方案
一、前言

    隨著現代樓宇的建設,現代商業廣場和寫字樓的樓層數越來越高,而強電井一般就是走大樓內的市電220及高壓電等交流電,主要提供電力、照明用電電線、電纜 敷設的井道,因此強電井里面設備的正常運行關乎到某一層樓甚至整棟大樓的電力提供,對強電井里面的各項參數監測則尤為重要了。


    1  項目架構實施方案

    1. 1 系統組成


    整個系統架構劃分為三層:采集終端層、中繼傳輸層和應用管理層。采集終端層起執行者的作用,主要負責采集溫度數據。中繼傳輸層設備可作為中繼多跳數據設備 使用,中繼設備也可以采集溫度數據,并將自己采集到的數據或者是終端采集設備發送給他的數據都直接發送至中心節點設備,中心節點設備發送給數據管理中心。 應用管理層主要是監控中心,起決策者的作用,負責數據的分析判斷和系統的管理維護,實現遠程實時監控查詢和預警。


    1.1.1采集終端層設備

    該方案基于ZigBee技術的強電井溫度監控方案,整個系統的正常運行需要實時監控強電井的溫度狀態,并將這個溫度數據上傳到數據管理中心去,該方案中的 采集終端層設備采用的是四信的F8914設備,F8914直接使用IO口采集模擬量,采集溫度數據,并將采集到的數據通過zigbee網絡發送給數據管理 中心。


    1.1.2  ZigBee中繼傳輸設備

    該方案中的中繼傳輸設備的作用在于終端采集到的溫度數據在因為距離原因傳送不到中心設備時,經過多跳中繼將數據傳輸到中心設備的作用,中繼設備同時也可以 作為溫度采集設備使用,將自己采集到的數據和終端采集到的數據一起發送給中心設備。該方案的中繼傳輸設備使用的也是四信的F8914設備。


    中心節點設備是作為來自zigbee網絡的溫度數據的接收整合,并通過串口、以太網口、運營商網絡發送給數據管理中心,該方案的中心節點設備使用的是四信 的F8125,F8125將終端和中繼設備發送給它的溫度數據接收并將zigbee網絡數據轉為網絡數據,從F8125的以太網口輸出到數據管理中心。


    1.1.3 應用管理層

       應用管理層主要為中心監控系統,中心監控系統主要由服務器機組和平臺軟件主組成,當中心監控系統接收到傳輸層發送來的數據后,會對數據進行各種分析,并根據分析結果進行各種控制操作,如發出告警信息、向終端監控設備發出控制指令等。

    1.2 網絡架構

    該方案應用于廣州富力盈凱廣場寫字樓強電井中,實際測試中心節點F8125接收到F8914發送給它的溫度數據之后將數據通過LAN口轉發給數據中心。該 方案中F8125放置在40樓,30到39樓樓各放置一臺F8914采集溫度數據, F8914可同時作為采集溫度數據端和中繼多跳數據設備,作為中繼使用。測試F8914的IO口直接接傳感器采集溫度數據,IO口采集到的溫度數據通過 zigbee網絡發送給中心節點F8125,F8125通過ETH口使用網線連接電腦以太網口,F8125通過LAN口將溫度數據轉發到數據中心 上,F8914采集溫度數據上報時間間隔為10秒,每10秒主動上報一次采集到的溫度數據,實際測試在強電井里面F8914可以穿透兩層樓板傳輸數據,從 30層數據可以直接傳到33層,無需多跳中繼,但是不能傳到34層。

    如下圖所示:

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    1.3 現場實際測試圖

    1.3.1強電井中F8914放置的位置圖

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    1.3.2強電井中F8125通過LAN口與電腦連接圖

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    1.3.3電腦數據管理中心軟件接收到溫度數據顯示圖

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    在該方案中,只要將中心節點F8125放置在樓層中的任意一層,則可以將其他層數F8914采集的溫度數據發送給它,并由F8125通過LAN口與數據管理中心連接,通過內網轉發溫度數據到數據中心上,在數據中心中顯示各個F8914采集上來的溫度數據。


    2  方案特點

    ZigBee以其靈活、可靠、易于布置等特點在許多領域得到了廣泛的應用。將其應用于強電井溫度監測的優點在于:

    1、無線化,減少溫度監測系統的連線的復雜度。
    2、成本低,ZigBee協議簡單且免收專利費。
    3、智能化,各ZigBee節點自動搜索建立連接。
    4、支持星型,樹型,網型網絡等多種網絡拓撲結構,最大網絡連接能力強,可支持65000個節點。
    5、傳輸模塊采用工業級設計,金屬外殼,外接電源DC 12V/500mA;通信電流:<250mA (12V);工作環境溫度 -25~+65ºC;儲存溫度 -40~+85ºC;相對濕度 95%(無凝結);多重軟硬件看門狗設計,適用于工控行業工作。
    6、ZigBee終端空曠視距離良好環境無線通信距離2000米。
    7、ZigBee通訊不需要任何費,為整個項目節省大量的費用支出。
    8、設備配置操作簡單,易懂 ,集成化程度高,技術成熟,安裝方便。
    隨著需求的增長和技術的進一步成熟,ZigBee在各種遠程監測應用中會有更為廣闊的應用前景。


    3   方案總結
    ZigBee無線數據采集傳輸系統采集穩定、可靠、方便、實用。安裝費用低廉,維護簡單,無優升級,不需要租用公網,也無須巨額運行費用。這是現代數據采集遠傳系統的最優解決方案。

關鍵字: 強電井溫度監控 強電井溫度監控方案 ZigBee方案

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