應(yīng)用背景

　　交通銀行作為2010上海世博會商業(yè)銀行全球合作伙伴，為世博會獨(dú)家提供全方位金融服務(wù)，位于世博浦西園區(qū)內(nèi)的交通銀行主網(wǎng)點(diǎn)每天將迎來大量參觀園區(qū)的游客。交通銀行邀請IBM協(xié)助構(gòu)建網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)部的信息化展示系統(tǒng)，從而向人們傳達(dá)“綠色銀行”的理念。“綠色”理念的踐行之一就是建立網(wǎng)點(diǎn)的環(huán)境和能耗分項(xiàng)監(jiān)測系統(tǒng)。 上海聚星儀器應(yīng)邀為IBM設(shè)計(jì)并搭建網(wǎng)點(diǎn)能耗分項(xiàng)監(jiān)測系統(tǒng)。

　　挑戰(zhàn)

　　能耗分項(xiàng)監(jiān)測系統(tǒng)必須能實(shí)時、準(zhǔn)確地獲取能耗數(shù)據(jù)，并“無縫”接入現(xiàn)場的信息展示系統(tǒng)中。 系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝必須在場館落成之后進(jìn)行，不能對已建成的電氣線路和建筑結(jié)構(gòu)造成任何影響。此外，系統(tǒng)的待測線路位于不同機(jī)房的兩個配電箱中，需要完成分布式采集。

　　應(yīng)用方案

　　根據(jù)展館的電氣設(shè)計(jì)圖，我們把展館劃分為六大功能區(qū)：展示大廳區(qū)域、休閑區(qū)、工作人員休息區(qū)、柜臺區(qū)、ATM區(qū)和機(jī)房，每個功能區(qū)分別對空調(diào)用電、插座用電和照明用電三項(xiàng)能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)合現(xiàn)場勘察，我們把展館的電氣線路和功能分區(qū)映射起來，監(jiān)測18項(xiàng)能耗參數(shù)[1]。

　　為確保在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的開發(fā)和部署，我們選用NI CompactRIO(cRIO)[2]和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)分別安裝在兩個配電箱中，通過Zigbee無線方式集中至cRIO集中處理?；?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/NI">NI Labview和聚星的cRIO開發(fā)者套件，快速建立了一套高可靠性高性能的能耗分項(xiàng)監(jiān)測系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)硬件

　　傳感器

　　電能檢測參數(shù)包括電流、電壓和功率因素等[3]，為便于現(xiàn)場安裝，我們選取了輕巧的開啟式電流互感器對線路電流進(jìn)行測量，采用導(dǎo)軌式變壓器將相電壓有效值從220V降至6V，滿足采集模塊±10V測量范圍。

　　數(shù)據(jù)采集和分析

　　系統(tǒng)的核心部分(數(shù)據(jù)采集和分析)采用cRIO和WSN平臺來實(shí)現(xiàn)，cRIO包括控制器NI cRIO-9014、底板NI cRIO-9113和兩塊模擬輸入NI 9205，完成64通道、采樣率1kS/s的數(shù)據(jù)采集和分析;無線傳感網(wǎng)絡(luò)由無線網(wǎng)關(guān)WSN 9071和兩個無線采集節(jié)點(diǎn)WSN 3202組成，無線節(jié)點(diǎn)安放在通道數(shù)較少的配電箱中，通過Zigbee方式把采集數(shù)據(jù)匯總至cRIO。

　　數(shù)據(jù)傳輸

　　作為嵌入式處理器，cRIO不僅擁有高處理性能，還支持各種傳輸方式。該系統(tǒng)中cRIO借助路由器的無線橋接功能，以Wi-Fi方式“無縫”接入現(xiàn)場局域網(wǎng)中，把監(jiān)測結(jié)果發(fā)送至交行信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，供展館的顯示和記錄。由于展館外網(wǎng)接口受限，我們采用3G路由器，將cRIO監(jiān)測結(jié)果直接發(fā)送至我們的Web服務(wù)器RIO-Mesh上，用戶通過Internet瀏覽器即可遠(yuǎn)程實(shí)時查看測試結(jié)果。