智能配电监控设计方案（精选8篇）
智能配电监控设计方案 篇1
水产养殖智能监控系统设计方案
引言
工厂化水产养殖具有稳产、高产、品质好、耗水少等优点，能有效检测与控制养殖水中的各种环境参数，建立适于鱼类生长的最佳环境。目前国内外学者通过水产品生长营养需求的分析和研究，已得到了很多水产品营养需求的数据。国内养殖场通常利用这些数据结合养殖经验来进行投喂决策，但是如何以最低成本实现最佳的投喂仍然是亟待解 决的问题。
分析国内外学者在水产品智能化养殖方面的研究工作，本文基于物联网设计智能化水产养殖监控系统，采用无线传感器、ＲＦＩＤ、智能化自动控制等先进的信息技术和管理方法对养殖环境、水质、鱼类生长状况、药物使用、废水处理等进行全方位的管理和监测。
方法与过程
基本原理
系统总体硬件架构
物联网智能化养殖监控系统主要有水质监测、环境监测、视频监测、远程控制、短信通知等功能，该系统综合利用电子技术、传感器技术、计算机与网络通信技术，实现对水产养殖各阶段的水温、ｐＨ值和溶氧量等各项基本参数进行实时监测与预警，一旦发现问题，能及时自动处理或短信通知相关人员。通过一些控制措施来调节水产养殖的溶解氧、温度、ｐＨ值和水位等养殖水质的环境因子，同时根据水产品不同生长阶段的需求制定出测控标准，通过对水产养殖环境的实时检测，将测得参数和系统设定的标准参数进行比较后自动调整水产养殖生态环境各控制设备的状态，以使各项环境因子符合既定要求。如图 ２所示，本系统采取分散监控、集中操作、分级管理的方法，硬件架构主要包括 ３部分：信息采集模块、信息处理模块、输出及控制模块。
信息采集模块
已有的水产品智能养殖监控系统都只是用无线传感器网络对水产养殖的环境进行监控，而没有结合之后水产品加工、运输、销售环节的一个追溯需求来对养殖环节中水产品的鱼种、用药情况、饲料情况、患病情况进行记录和做出相关的应对措施。针对上述情况，系统采用 ＺｉｇＢｅｅ技术构建一个信息集输入模块，使无线传感器网络和 ＲＦＩＤ系统互不干扰。由于 ＺｉｇＢｅｅ技术的诸多优点，它与 ＧＰＲ组成的混搭型环境监测系统是目前比较流行和有发展潜力的架构。在监测现场，采集终端采用 ＺｉｇＢｅｅ技术，实现设备的互联互通，数据汇集于网关节点后通过 ＧＰＲＳ与服务器相连，将数据上传到后台数据库服务器。信息采集输入模块的结构如图 ４所示。
信息处理模块、输出及控制模块
信息处理模块是整个系统的智能中心。用户无论是在现场还是在外地，都可以通过现场控制中心、远程 ＰＣ机控制或者通过短信和电话对现场做出控制，实现水产养殖的智能化和自动化。
监控系统服务器是整个系统的控制中心，负责协调所有数据、转发数据、发送收集命令、组网、接收来自网关的各种数据，其中包括汇聚节点的状态、汇聚节点采集回来的数据等。服务器连上有公网静态ＩＰ的 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，与现场控制中心的 ＰＣ机连，把收集到的数据导入 ＰＣ机监控系统的数据库，经化控制系统处理后，给出相应的控制信号。研究过程
试验主要是以罗非鱼为试验对象，试验的养殖鱼池规格为 ５０ｍ２的养殖鱼池，鱼池水深 １５ｍ，大棚环境温度为 ２３～２８℃。试验分为 ２部分：①验证 ＺｉｇＢｅｅ无线传感网络采集养殖环境因子的数据检测和传输误差是否满足项目需要，即数据检测和传输的准确性。②验证进行闭环控制后，各环境因子的变化范围是否满足项目需要，即控制精度问题。选择试验鱼池中溶氧量数据为代表，进行数据检测和传输误差试验。ＺｉｇＢｅｅ无线传感网络的汇聚节点和终端数据误差均在 ±０４ｍｇ／Ｌ范围内，表明无线传感网的数据检测和传输基本能够满足实际需要。
养殖鱼池环境因子参数设置为：温度 ２３℃、溶氧量 ７ｍｇ／Ｌ、ｐＨ值 ７５。水中溶氧量采用微孔曝气式增氧机进行增氧，水温由电磁阀引入热水或冷水进行调节，ｐＨ值由系统控制 ｐＨ值电磁阀来完成。
数据表明，２４ｈ内温度误差在 ±０.５℃范围内，溶氧量误差在 ±０.３ｍｇ／Ｌ范围内，ｐＨ值误差在 ±０.３范围内，闭环控制力度达到了设计目标，基本 满足实际项目的需要。
在试验鱼池中分别布置了温度传感器、溶氧量传感器和 ｐＨ值传感器各 ３个，汇聚节点 １个，其中每个传感器节点能以多跳自组织的方式将数据传送到汇节点。试验证实，系统测试中节点之间的通信距离可达到 １５０ｍ以上，系统启动后 １０ｓ内可完成节点的绑定，形成自组织网络。
该系统将 ＲＦＩＤ与无线传感网络技术应用于水产养殖的智能化监控过程中，替代了传统的经验目测法和固定点参数采集法。通过采集到的精确数据，实现数字化养殖，通过智能化控制系统的使用，实现自动化养殖。
结果与分析
当预先设定的采样时间结束后，采样数据在３０ｓ内可传输完毕，而本系统设定汇聚节点每３ｍｉｎ采集一次终端无线传感器的数据，这里存在一定的延时性，所以在数据检测试验中，数据都滞后了３ｍｉｎ，而且部分数据会受到系统的一些干扰，使得数据传输不可能1００％的正确，不过试验结果表明传输的数据正确率在９８％以上，能达到预期的要求。
在 ＲＦＩＤ系统方面，并没有加入试验部分，考虑到其数据并不会在传输过程中受到系统的干扰，而且项目并不需要它具有实时性，只需它具有完整性和准确性。
结论
（１）通过与现有的水产品智能化养殖系统的对比研究，提出了适合水产养殖的基于 ＲＦＩＤ与无线传感网络的智能控制系统架构。该系统架构通过应用物联网，真正地实现了水产养殖的智能化监测与控制，满足了水产养殖的及时监控和自动调整其生态环境的要求，该模式可以广泛应用于水产养殖行业，并可以向其他农产品行业推广。
（２）在提出水产养殖智能化监控系统方案的基础上，结合企业的实际情况，以罗非鱼为例，结合罗非鱼智能高密度养殖的具体流程对监控系统的实施方案进行了详细分析，同时介绍了水产养殖智能化监控系统的各功能模块，根据水产品不同生长阶段的需求制定出测控标准，通过对水产品养殖环境的实时监测，将测得参数和系统设定的标准参数进行比较后自动调整水产养殖生态环境，试验结果表明温 度 误 差 在 ±０.５℃ 范 围 内，溶 氧 量 误 差 在±０.３ｍｇ／Ｌ范围内，ｐＨ值误差在 ±０.３范围内，系统传输数据的正确率在９８％以上。
参考文献
[1]陈娜娜，周益明，徐海圣，等．基于 ＺｉｇＢｅｅ与 ＧＰＲＳ的水产养殖环境无线监控统的设计［Ｊ］．传感器与微系统，２０１１，３０（３）：１０８～１１０．
[2]郭连喜 缪新颖 单玉鹏——分布式水产养殖监控系统的一种设计.中国科技信息[J].2006 [3]史兵，赵德安——基于无线传感网络的规模化智能养殖系统·[J]农业工程学报·2011.9 [4]陈刚，朱启兵，杨慧中——水产养殖在线监控系统的设计[J]·计算机与应用化学·2013.10 [5]盖之华，施连敏，王斐，郭翠珍——基于物联网的水产养殖环境智能监控系统的研究[J]·电脑知识与技术·2013
[6]李慧，刘星桥，李景，陆晓嵩，宦娟——基于物联网 Android平台的水产养殖远程监控系统[J] 农业工程学报·2013.7 [7]刘星桥，孙玉坤，赵德安——工厂化水产养殖智能监控系统[J]·东南大学学报
[8]董延昌,宋良图，严曙——基于ZigBee和GPRS的智能渔业养殖监控系统·仪表技术[J]·2014 [9]刘庆·韩青——水产养殖环境智能监控技术的效益评价[J] [10]赖年悦，杨粤首，魏泽能——基于物联网的池塘高产养殖水质智能调控技术[J]·2013.05 [11]陈海杰——基于GSM的温度、PH、溶解氧测量的海水养殖监测系统[J]·2011.05 [12]朱明瑞，曹广斌，蒋树义，韩世成——工厂化水产养殖溶解氧自动监控系统的研究[J]·2007.06
智能配电监控设计方案 篇2
1 系统简介
所谓的楼宇配电自动化监控系统包含的范围相对较广, 而且设备数量和类型也相对较多。其中, 主要有低压开关柜等在内的一次设备, 保护继电器以及智能化的测量仪器仪表等二次设备以及监控设备、接口设备等等。监控系统的工作内容主要是对低压的配电系统以及相应的变压器和发电机组等实现自动监控, 这也是为了更好地实现楼宇内电力系统的自动化, 增强配电系统运行的可靠性。配电系统的运行可以做到节约能源资源, 同时能够为能源的消耗情况提供一定的理论依据, 增强管理的科学化水平。在系统运行的过程中, 为了保证其安全性, 采用广信作为总的连接线, 将多个仪器仪表进行连接, 形成网络状。另外, 还实现计算机的通信协议以及控制设备和仪表之间的连接。实现数字化的通信模式, 同时减少了电缆线的布线数量, 从某种程度上说, 降低了整体的工程造价。
2 系统结构
这种系统的全称是计算机综合自动化系统, 如果将其结构进行划分可以分成两个部分和四个基本层次, 主要是系统管理层, 配电室监控子系统。其中四个层次分别是监控层、通讯层、管控层和测控层四个方面。其中, 配电室是较为重要的空间, 因此在配电室中包含着各种类型的电控柜, 以及数据传输的光纤网络。另外, 在多个领域和环节中都采用了以太网的通讯模式, 这种方式可以有效地优化监控现场的布线布局, 同时也可以降低工程造价。这种系统结构最大的优点就是可以进行随意地调节和控制, 实现布局的合理性和完整性。
3 监控系统主要功能
3.1 进行数据通讯和采集。
实现数据的通讯和采集功能是监控系统最基本的功能之一, 主要是把监控设备的电气量和非电气量采集到主控单元的范围内, 有效地时间数据的采集和控制。可以提高监控的科学性和可靠性。
3.2 数据处理功能。
数据处理是一项较为重要且意义重大的工作, 而且包含的范围也相对较广。其中包括进行工程值的转换, 进行月线的处理以及信号的分析和检测。进行数据的处理工作, 主要是为了给相关的监控人员提供一定的借鉴和参考, 为其工作提高一定的依据, 进而提高其工作效率。
3.3 信息与报警功能。
在系统结构中可以进行多种不同功能的报警方式, 工作人员可以在设备出现故障或者是系统出现问题时, 通过对不同音响进行识别, 找到问题的所在。报警功能具有一定的灵活性, 可以人工对相应的因素进行控制, 包括报警的音响以及音响时间等等。这一功能主要是为了及时处理监控系统出现的故障, 提高其工作性能。
3.4 事故追忆功能。
所谓的事故追忆就是对已经发生的系统监控事故进行控制和处理, 进而将信号转换成具体的信息, 形成具体的文件。这样就方便工作人员对事故进行处理。
3.5 故障定位功能。
故障定位是每一个监控系统度应该具备的基本功能, 主要是为了方便工作人员对系统的故障点进行检修和维护, 提高检修工作的效率, 保证系统的稳定性。
3.6 数据库管理功能。
在系统运行的过程中, 就已经实现了对数据的管理, 形成了一定的数据库模式。工作人员可以谁是对数据进行查询和了解。而且, 系统可以自动形成数据的趋势曲线和数据表。以供工作人员参考。
4 空调监控系统的设计
4.1 新风机系统的监控。
新风的设计主要是为了保证室内空气的新鲜度, 提高室内空气的舒适度。但是, 新风也不是越多越好, 而是应该适度。因此, 需要通过调节开关量来对新风的机组进行调节。在新风通过通道之后要经过滤网, 主要是为了实现对新风的过滤, 然后对其继续拧加压, 待过滤之后才能进入室内。这一过程的时间虽短, 但是却经过了对新风的温度、湿度的处理。风机盘管也以分散式的模式来对回风进行处理, 其设备的构成和运行的模式都比新风机组简单很多。可见进行新风机组系统的监控主要是为了保证室内新风的质量, 提高舒适程度。
4.2 全空气空调机组的监控。
全空气空调机组通过室内空气循环的方式将盘管内的水的冷热量带入室内, 与新风机组不同, 全空气空调机组是对室内温湿度的调节, 同时补充适量新风。空调机组控制需要考虑房间的夏季温度以及新回风比, 从而达到节能控制和变化调节的目的, 在房间内设置多个温湿度传感器, 将监测点温湿度的平均值作为调节参考值。由于需要测量新风、回风的温湿度作为参考, 因此还需在空调机组的回风口安装回风温度、湿度传感器。
4.3 变风量末端监控。
由于不同房间对温度的需求不同, 所以需要通过末端风量的调节改变各个空调区域的能量, 满足不同房间的室内温度的要求。变风量末端根据室内实际温度与用户设定温度之间的差值确定该风口的送风量, 然后再根据实际送风量与确定的送风量差值对该末端风阀调节。因此需要在末端风口加装风速、温度传感器对温度与风速实时监测。在变风量末端系统中新风机组与全空气空调机组中的输出风量是根据不同用户对温度不同设定的, 因此节能效果比较好。
结语
总之, 进行智能楼宇配电自动化监控系统的设计符合未来建筑工程的施工特点, 同时也是满足人们对于室内环境要求的重要途径。该系统的运用不仅在一定的程度上降低了对资源和能源的损耗, 同时也大大提高了建筑企业的经济效益和社会效益。可见, 智能楼宇自动监控系统的设计需要相关的工作人员进行高度重视, 在保证工作效率的前提下, 减少工程的整体造价, 实现智能楼宇监控系统的长足发展。
摘要：所谓的智能楼宇就是结合了现代先进的技术手段, 融合建筑艺术的一种智能大厦, 这种智能楼宇的主要特点就是实现了自动化和智能化, 同时具有较高的管理水平。因此, 其配电自动监控系统也是功能较为全面的。这样不仅减少了工作人员的工作强度, 同时也提高了系统的利用率以及整个智能楼宇的稳定性。因此, 本文主要通过对智能楼宇配电自动监控系统的设计进行深入分析, 仅供参考。
关键词：智能楼宇,配电自动化,监控系统
参考文献
[1]姜姝.楼宇配电监控系统的软件设计[J].电工技术, 2007 (12) .
[2]庄学山.基于嵌入式Internet的楼宇配电远程监控系统[J].现代电子技术, 2007 (12) .
智能配电监控设计方案 篇3
摘 要：随着电能供应规模的扩大，电网正常运行的过程中对配电室的监控变得越来越重要。在科技飞速发展的基础上，配电室智能监控系统被开发出来，并且在实际应用中取得了很好的效果。而对于配电室智能监控系统而言，监控系统的设计显得尤为重要。本文将根据配电室智能监控系统的实际情况，对其设计与实现进行探讨。
关键词：配电室；智能监控系统；设计；实现
中图分类号： TM64 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-148-2
0 引言
配电室作为电网正常运行中的基础性设施，在其出现故障的时候将会对电网造成严重影响，从而给用电户带来损失。但是在电网实际的运行过程中，并不能随时对其进行故障检查和查看，因为这样不但会增加工作人员的工作量，还会给供电企业带来巨大的成本支出。而通过对配电室进行智能监控就能有效解决这些问题，所以配电室智能监控系统的应用逐渐受到人们的关注。为了能让配电室更好的工作，就必须要加强对配电室智能监控系统设计及实现的研究。
1 配电室智能监控系统的总体设计
1.1 系统组成
在配电室运行的过程中，配电变压器是最重要的部分，也是最容易出现故障的部分，所以对配电室的监控主要是检测配电变压器的状态。目前，很多地方都有复合控制系统，其主要是利用系统主站的通信资源和设备，对变压器的数据流量和监测点进行计算，在移动通信网络的基础上，结合必要的通信方式对功用配变、大用户专变和变电站等进行监测，从而完成对整个供电系统的监管，从而完成对配电变压器的监控。
通过GPRS通讯模块与主站之间的通讯，能够将终端信息上传到主站上，并且对主站的命令进行接收。通过对主电源和备用电源的管理，能够保证系统有稳定的电源。而通过红外线通讯设备的应用，能够实现与智能设备的通信。
1.2 终端主要功能
监控终端主要是对配变的运行数据进行采集，并对所采集到的信息进行储存，然后完成对数据的分析；对终端参数的召唤和设置，对电容控制信号进行输出，对断路器分合闸进行控制并完成主站命令的接收；与剩余电流保护器和低压集中抄表器等进行数据的转发。终端装置可以完成对电能的采集和存储，并且实现对电能的计量，还能完成与智能电表的通讯；根据事件的属性对其进行分类记录，其中包含事件的时间、地点和类型；重要事件的记录会及时反馈给主站，而一般事件只会被收录以供主站查询。
2 监控终端硬件设计
配变监测终端硬件中主要包含运行监控系统、人机交互系统、电源系统、通信系统、开关量输入/输出、直流模拟量采集、交流模拟量采集和核心处理器等部分，其功能框图如图1所示：
以高性能的32位内核处理器作为配变监测终端的核心处理器，电能计量芯片采用多功能防窃电基波谐波三相芯片，从而完成对配变综合测控仪的核心数据采集和处理单元的构建；在交流模拟量采集系统的作用下，能够及时、准确地掌握频率、电量、功率因素、无功功率、有功功率、电流和电压等数据，从而让上位计算机拥有足够的电网监测基础数据；在开关量输入/输出系统和直流模拟量采集系统的作用下，监测终端能够完成对变压器油压和油温的采集，从而完成对务工补偿的投切，并能通过对变压器上其余设备的状态检测，全面地掌握变压器的状况；电源系统中主要是通过对征集后备电源和性能稳定的模块稳压电源的应用，让主电源掉电使系统能够进行正常的数据处理；通信系统中有多个通讯接口，这些接口能够保证各个系统之间的正常交流，并且可以根据系统的要求对通信进行调节；通过将大容量Flash配置在配变监控终端，能够让ISP和LAP功能得以实现，并能通过对相关数据的利用完成对程序的升级；在人机交互系统中，主要是通过对液晶显示屏的应用实现画面监控，结合运行监控，能实现对终端装置的远程维护，并在第一时间完成对终端状态的掌握。
3 监控系统软件设计
对于配电监测系统而言，系统软件也是十分重要的组成部分，其能在巡检和接收终端上报的基础上，完成对变压器运行数据和线损的分析，并且能在设备被盗和运行故障的时候及时报警，从而保障配电网的正常运行。
一般情况下采用自上而下的模块化设计方法对软件系统进行设计，这样能够保持软件结构的简单清晰，从而让系统的修改和调试更加方便。系统的后台软件一般是用J2EE进行开发，因为其具有良好的扩展性、稳健性和较好的结构，并且其具有平台无关性。同时在使用J2EE的情况下，还能在编写一次程序的情况下，实现程序在各种不同操作系统中的部署。对于用户界面的分层，主要有表现层、业务层、持久层，其中表现层能够为客户提供业务层的基本信息，并将得到的信息反馈到业务层；业务层负责对收集到的数据进行处理，其能将处理得到的数据反馈给客户，也能将数据存储起来；持久层主要是对数据进行持久的保存，避免出现数据丢失。
按照功能对软件进行划分，可以将软件划分为七个部分。其中第一是用户管理功能，其能在用户的不同要求下对管理单位进行划分。其中监控中心的用户就可以通过对配电所所属的线路配变进行操作，配电所不同时会有不同的线路配变操作，如图2所示：
第二是系统管理功能，这一功能模块能够让用户根据自身的实际要求来对配电所和线路等对象单位进行移动、更改、删除和增加；第三是数据采集功能，其中包含有文件的上传、实时监控、GPRS采集和定时采集等多项功能；第四是数据的分析功能，其能根据实际情况完成对数据的单台分析、多台分析和综合分析；第五是系统设置功能，主要是对软件界面风格、设备类型、GPRS终端类型和通讯规约等参数进行设置；第六是日志记录功能，其主要是记录系统的运行状态、用户信息和定时清理系统中的历史日志；第七是对外开放功能，其能实现系统的与厂家其他系统数据交换。
4 总结
配电室的监控对电网的正常运行而言有重要意义，在电网运行的过程中必须要对配电室进行严密的监控，避免其发生故障时对电网的安全和用户的利益造成损失，所以需要加强对智能监控系统设计的研究，从而实时掌握配电室的信息。
参 考 文 献
[1] 贾维.分布式配电室智能监控系统设计与实现[D].电子科技大学，2013.
智能配电监控设计方案 篇4
导读]
系统采用视频图像智能识别技术对监控摄像机画面内容进行目标识别与行为检测，自动发现可疑人员及其异常行为、烟雾、火焰等危险事件并生成告警。
系统简介
系统采用视频图像智能识别技术对监控摄像机画面内容进行目标识别与行为检测，自动发现可疑人员及其异常行为、烟雾、火焰等危险事件并生成告警。
告警信息、高清晰度照片、实时图像和告警触发的录像将通过GPRS、CDMA1x、3G移动通讯或WLAN无线局域网方式发回监控中心，监控中心可以将信息转发至指定的手机。
系统可广泛应用于重要无人值守设施的远程监护，避免目标被入侵、盗窃和遭受火灾，例如：
1、农田输电变压器 输电线路及设施
2、移动通信基站
3、森林防火
4、铁路信号系统
5、各种其它无人值守设施
移动通讯、无线通讯、固定网络的综合应用，克服空间障碍、带来系统建设和运行的经济性
系统功能
入侵检测
在摄像机监视的视场范围内可最多同时设置8个警戒区。一旦有满足预设条件的目标进入警戒区域，则自动产生告警，并用锁定框标识出目标在画面中的具体位置，同时显示出其运动轨迹，通过告警提醒相关人员注意。
绊线检测
在摄像机监视的视场范围内可最多同时设置8个警戒区域。每个警戒区域内可任意设置1条警戒线并规定其禁止穿越方向。一旦有移动目标按照禁止穿越方向穿越警戒线即产生告警，锁定框标识出目标在画面中的具体位置及其运动轨迹。如果移动目标没有按照设定方向穿越警戒线，则不会产生任何告警。
火焰检测
在摄像机监视的视场范围内，可以任意设置警戒区域，当有火焰出现并达到预设告警触发门限时，产生告警，并用告警框标识出火焰区域。完全基于图像分析检测火焰，作用距离远(从数米到数公里)、检测结果不受环境温度影响，适用于室外大空间区域的烟火检测，或者各种不适合通过温度或红外传感器方式工作的火灾早期信号检测。
烟雾检测
在摄像机监视的视场范围内，可以任意设置警戒区域，当有烟雾出现并且浓度、大小超过门限时触发告警，并用告警框标识出烟雾区域。完全基于图像分析检测烟雾，作用距离远(从数米到数公里)，适合传感器无法工作的野外空间下的烟雾检测，作为火灾的早期信号。
智能配电监控设计方案 篇5
1.视频监控概述
我国网络视频监控的发展经历了三个阶段，早期由安防产品演化而来的闭路视频监控系统是我国第一代模拟视频监控系统。到了九十年代中期，一种基于PC 机插卡式的视频监控系统的出现，尽管初步实现了数字化，但由于图像质量、稳定性以及远程传输监控等技术方面的不足，使这种第二代视频监控系统仍仅作为安防产品应用于某些特定行业的日常监控。直至九十年代末，随着计算机、网络、通信技术的日趋成熟，各种实用型视频技术的不断完善，以嵌入式技术为依托，以网络、通信技术为平台，以智能图像分析为特色的网络视频监控系统才从根本上使视频监控从幕后走向了前台。这就是第三代视频监控系统。与传统的视频监控相比，网络视频监控更便于计算机进行视频信息的压缩、储存、分析、显示以及报警等自动化处理，从而实现无人值守；通过网络平台实现了远距离监控，即使是数千公里外也能达到亲临现场的效果；利用先进的软件系统不仅在几分钟内便可完成传统视频监控中大量的数据分析，提高了监控效率，且能获得更为逼真、清晰的数字化图像质量与更为便捷、实用的监控管理和维护。
总之，网络视频监控是一项集计算机、网络、通信以及视频编解码等多项高新技术的整合产品，与前两代视频监控技术相比，有如下特点：
利用计算机和现代通信网络（包括PSTN、DDN、ISDN、LAN/WAN等）。采用网络化的管理使图像、声音等多媒体信息和数据、图形、文字融入监控系统。
采用先进的图像语音压缩技术便于传输和存储。压缩方法附合国际标准，便于系统间互操作。
独特而形象化的电子地图式现场监控管理，使监控者更加有身临其境的感觉。
人工智能图像报警，可以用电子地图或其它多种方式对任何设施进行设防。
在现代监控系统和传统的模拟录像、报警系统之间能实现无缝连接。
由于采用数字化技术，使多媒体信息，如音视频信息，可以随时随机地通过硬盘记录和回放，同时记录与布防和报警等事件的相关信息。
利用现有多种通信网络，使监控系统安装方便，投资少，监控的范围加大。
监控软件界面友好，人机交互方便，操作简单。
监控系统的智能化程度增强，在现实应用中更加方便实用，能控制其他设备，能自动检测各种特定的、与设备运行有关的事件，如报警事件等。
监控系统的投资建设要少，组网和扩充灵活。
2.中兴智能交通高速公路监控三网合一解决方案概述
2.1.方案的产生
高速公路三网合一在网络层次上是指高速公路现有通信、监控、收费三大机电系统的统一；在业务层次上是指数据、音频、视频三种业务的融合。三网合一是高速公路信息化发展的趋势,是以高速公路通信系统为网络传输基础，在同一个网络上传输语音、数据和图像业务，并且能够包含其他交通宏观管理信息，向社会提供网络服务。
中兴智能交通高速公路监控三网合一解决方案是利用现代的计算机网络技术、新一代宽带综合业务接入网系统、新一代光传输系统为主要技术及多媒体信息压缩、解压技术实现的数字图像监控系统，是集高速公路通信系统、监控系统、收费系统三大机电系统为一体的综合解决方案。监控的视频、音频、告警、控制信号可传至网络所及的每一个节点，同时利用高速公路通信网络在不同地点同时监视、控制远程某一或某些场所，并具有移动图像探测、上报告警信息、并进行远程指挥功能。
中兴智能交通高速公路监控三网合一解决方案提供基于光纤或IP传输的图像监控系列产品。同时可以提供基于EPON传输的综合业务接入网系统，提供基于RPR或IP传输的SDH系列产品。其中图象监控系列产品能够提供各种编解码技术，灵活多样的接入容量，是业内最主要的具有集图象处理、图象传输、图象监控方案的通信设备供应商。
1.丰富的产品系列：提供基于MPEG2编码方式的1路、2路、4路，最多至16路的视频接入传输设备，提供基于H.264编码方式的1路、2路、4路，最多至16路的视频接入传输设备。
2.多种传输方式：ZKON掌控监控系统提供灵活的组网方式，可以方便快捷的搭建监控中心。产品基于复合E1、单E1、IP、HDSL、ADSL、无线、光纤等多种传输模式。
3.压缩模式多样性：ZKON掌控监控产品采用的压缩编码技术有MPEG2、H.264Baseline、H.264Mainprofile等多种形式；图像格式支持D1、HD1、DCIF、CIF、QCIF。
4.模块化的结构：所有系统设备均具有高度的模块化设计，这些模块化包含了所有相关的硬件和软件，并且所有硬件和软件模块均具有标准的接口和标准，可以进行方便灵活的组网设计和互联。
ZKON掌控监控解决方案以其组网的便利性、对各类传输路由的适应性和开放标准的接入方式，适合高速公路广泛应用，目前已经在四川等省的高速公路机电系统中得到了应用。
2.2.网络结构
中兴智能交通高速公路三网合一解决方案，是在ZKON掌控监控业务产品的基础上，针对高速公路监控特点做了进一步改进、并结合高速公路通信系统网络推出的一套全新解决方案。它集成了ZKON掌控监控产品和中兴通信产品的优势，全面满足高速公路对视频监控业务的需要。整体解决方案主要由远端多业务接入单元、本地多业务接入单元、A-MSTP传输网、MSAN接入网等部分组成。
高速公路收费站及沿途（外场、隧道）的视频、音频、低速数据等业务接入到ZKON掌控远端多业务接入单元，转换成统一的以太网信号，直接接入光纤网络，高速公路沿途的监控信号都可以接入到相同光纤网络，由光纤网络局端的本地接入单元提供给中兴通讯ZXA10 MSAN宽窄带一体化综合业务接入网，通过高速公路综合业务接入网（接入层通信系统）将高速公路沿途监控信息传输到监控分中心。分中心再把监控信号通过A-MSTP光传输系统（汇聚层通信系统）上传至全省监控中心。
此外对于无法提供充足接入层通信系统带宽的路段，可以通过ZKON本地接入单元利用光纤直接组成光纤自愈环网，将监控数据传输到监控分中心，再由A-MSTP光传输系统上传至全省监控中心。
2.3.贵广高速公路监控系统解决方案
2.3.1.监控数据传输网络
ZKON掌控监控系统设备支持各种方式的传输，只要是在统一的IP网络内，各种物理传输方式均支持。在贵广高速公路监控系统中，根据项目的具体情况，我们推荐采用高速公路通信系统提供的IP网络进行传输。在高速公路沿途(主要是外场、隧道)监控点到通信站之间，采用光纤自愈环网络技术将高速公路沿途监控信息直接接入通信系统中；各通信站和通信分中心之间的监控系统信息传输采用IP/RPR over SDH的方式。由于图象数量较多、需要动态调整通信系统传输带宽，因此推荐采用内嵌RPR功能的SDH网络传输，以有效利用带宽。
2.3.2.贵广分中心监控网络
2.3.2.1.监控中心结构
贵广高速全段各收费站本地监控业务通过接入层通信系统传输到贵广分中心，接入到分中心的监控网络中。通过系统服务器的控制，本地接入设备（ZKON2000B）将贵广高速收费、隧道、外场的监控视频解压输出至监视器或大屏幕。分中心监控网络由ZKON掌控局端接入单元、系统服务器、数字视频检测服务器、存储服务器、系统客户端、网络交换机和监视器等设备组成。
其中系统服务器、数字视频检测服务器、存储服务器、系统客户端是监控中心的主要设备，可以进行图象显示、告警设置、智能视频检测、报表统计、对现场图像进行聚焦、调光、拉近、拉远，以及调用存储图像显示等。
ZKON掌控监控系统中心网管软件可以进行显示、配置、告警、控制等功能。以树型方式显示监控范围内的全部被监控对象工作状态、运行参数的画面，存放系统所有的数据(包括：配置信息、告警阀值设置信息、安全及操作员权限信息、操作维护记录、告警记录等)。
数字视频检测服务器的作用是对前端采集的视频检测数据直接进行智能分析，根据设定的分析条件进行监测与报警。数字视频检测服务器可以有效的避免多次编解码对原始图像信息的损害。
2.3.2.2.监控中心功能
本解决方案中心网管是一个基于TCP/IP协议的视频管理系统。提供视频采集、压缩、保存、显示、回放以及告警管理等功能。中心网管软件具有灵活的组网方式，可方便搭建监控中心，对全网监控视频进行统一管理。
主要包括视频管理、告警管理、设备管理、系统管理和增值功能5大功能模块。所有功能提供C/S和B/S两种实现方式，用户既可以使用专用的客户端软件实现，也可以通过IE浏览器实现。
2.3.3.收费站监控网络
贵广高速各收费站收费车道设置的车道摄像机、亭内摄像机、拾音器、告警踏板采集到的监控数据通过电缆接入收费亭内的2路远端接入设备（ZKON2000A-2），各车道的ZKON2000A设备与收费站机房内设置的本地接入设备（ZKON2000B）通过光纤连接，构成光纤自愈环网。收费广场设置的广场摄像机通过电缆接入临近的单路远端接入设备（ZKON2000A-1），ZKON2000A设备通过光纤与机房内的本地接入设备（ZKON2000B）进行点对点连接。收费站机房内的ZKON2000B设备通过IP网络连接系统终端、数字视频检测服务器、存储服务器、磁盘阵列，实现对系统的控制、管理、智能视频分析和录像存储功能；同时收费站监控网络通过通信系统的IP通道与分中心的监控系统连接，构成路段整体监控系统。
收费站监控视音频数据存储方式：根据贵广高速公路监控系统特点，本方案推荐分布式存储方式，即在每个收费站设置存储服务器和磁盘阵列，用来存储本地的监控视音频数据。这种方式具有如下优点：
降低了视频存储对网络带宽的需求；
降低了通信系统故障对视频存储系统的影响；
降低了监控分中心网络故障对视频存储系统的影响；
降低了存储系统的硬件需求，减少了系统投资。
2.3.4.外场监控网络
贵广高速公路外场（全程监控）设置的摄像机采集到的监控视音频数据，以及外场设置的数据终端（如LED屏、微波车检器、气象检测器等）所需的低速数据，统一通过电缆接入临近的远端接入设备（ZKON2000A），贵广高速水格段和格都段的ZKON2000A设备分别与监控分中心机房内设置的本地接入设备（ZKON2000B）构成2个光纤自愈环网，接入到分中心监控网络。
外场监控网络中，与摄像机相连的远端接入设备提供哦那个对视频的编解码和数据的传输功能，而与数据设备相连的远端接入设备则为与其相连的数据设备提供点对点的透明传输通道，使相连设备可以通过外场监控网络与分中心管理设备连接。
2.3.5.隧道监控网络
2.3.5.1.隧管所设置ONU的监控网络
对于设置了通信系统ONU的隧道管理所，隧道监控数据通过接入层通信系统传输到监控分中心。具体结构为：隧道内设置的摄像机采集到的监控视频信号和反向控制信号，通过电缆以每三路视频和控制信号接入一台设备的方式，接入居中设置的远端接入设备（ZKON2000A），各ZKON2000A设备与隧道管理所机房内设置的本地接入设备（ZKON2000B）通过光纤连接，构成光纤自愈环网。根据隧道内视频的数量可以同时构成多个相切结构自愈环网。
隧道管理所内的监控网络由本地接入设备、系统终端、数字视频分析服务器、存储服务器、磁盘阵列、监视器等设备构成。
2.3.5.2.隧管所未设置ONU的监控网络
对于未设置通信系统ONU的随管所，隧道监控数据通过本地接入设备构成的光纤自愈环网传输到监控分中心。隧道内及隧道管理所内其他部分网结构与前述相同。
2.4.系统软件的基本功能
ZKON掌控监控网络管理软件设计基于开放式平台，用户界面友好，功能丰富，操作简便，接口灵活，主要包括视频管理、告警管理、设备管理、系统管理和增值功能5大功能模块。所有功能提供C/S和B/S两种实现方式，用户既可以使用专用的客户端软件实现，也可以通过IE浏览器实现。
1.视频管理功能
ZKON掌控监控系统提供视频的实时浏览、存储、检索、回放。
实时浏览：同时显示16路视频，提供单画面、4画面、9画面、16画面及全屏显示方式。提供自动轮巡列表，在用户指定窗口进行切换，设置画面停留时间。
控制管理：可在本地或通过网络远程控制云台和镜头，包括对云台上、下、左、右和自动旋转等控制；镜头的缩放、聚焦、光圈调整以及自动巡航等控制，并可对其他可控外部设备进行操作控制。
远程视频传送：采用“点播”方式，只有中心需要的视频数据才在网络上传送，减少带宽的占用，提供个性化的播放列表，登录时自动播放。
视频存储：可采用分散存储、集中存储、混合存储的方式，可在远端多业务接入单元端和监控中心流媒体服务器同时存储，提供按时间段、按告警触发、按时间段告警触发等多种存储方 式。
抓拍管理：管理员设定存储图片路径后，使用者可以抓拍实时图片、也可以抓拍回放图片，管理员可自行更改图片的存放路径。图片可进行打印，作为线索证据，文档素材等资料。
视频文件检索及回放：多条件组合方式查询。可按现场监控摄像机名称、日期时间作为条件进行查询，供用户从中选取需要的录像进行回放。对查询到的录像文件提供完整的回放功能，包括播放及暂停、显示录像时间、抓拍图像、画面全屏等功能。用户也可以拖动播放滑块，对视频进行手工的快速搜索。重要的录像资料可以另行分类保存。
导出查询录像：系统提供导出录像功能，把重要的录像文件，按录像类型、日期时间、摄像机IP、摄像机名称等条件导出来，转储（备份）到硬盘、光盘等储存介质，并可通过专用播放器回放。
2.告警管理功能
根据告警来源分为移动侦测和外部系统接入。
多达8个可设置区域和敏感度的移动侦测区域，可以分别设置有效时间。
提供短信、告警箱、实时打印等等多种告警提示和告警输出以及灯控等告警联动手段。
告警与视频联动，包括告警时自动切换视频、自动保存视频、自动抓拍。
设置视频与告警量关联，查询该告警时，系统自动查找告警时间段内保存的对应视频文件。
3.设备管理功能
各监控设备可按名称、IP地址等分组进行管理。
远程管理：具有对监控前端进行远程配置、远程复位、远程升级以及IP地址更改等功能。
可配置视频图像的对比度、亮度、饱和度、色度、编码帧率、帧数、信号制式和图像格式（QCIF、CIF、DCIF、D1）等参数。
摄像机管理：可远程调用摄像头菜单，实现对摄像头参数的远程设置。
对于远端多业务接入单元、多媒体交换单元、摄像头以及其他设备的配置、启用/停用、故障进行管理。
提供设备故障和视频丢失告警。
4.系统管理功能
ZKON掌控监控系统用户权限分为3级：系统管理员、管理人员、值班人员，系统管理员为最高权限。
根据用户对设备的操作权限系统分为5级权限：无权限、浏览、查询、控制、删除视频记录权限。
日志管理：系统可以记录用户的操作，形成日志，方便日后查询。
5.增值功能
GIS功能：对摄像机进行分类、按层次管理。使用者可以纵观整个“地图”里的摄像机布防状态, 快速查看各个监控点工作状态和所属地点。根据情况快速切换周围摄像机监控区域。提供“鹰眼”功能。
根据用户的需求可以提供面部识别、车牌识别、事件检测等软件模块。（选配）
智能配电监控设计方案 篇6
科技改变生活，科技为人类带来了更舒适更方便的解决方案，智能家居是现代化科技的体现，智能家居也正是在应人们需求下而产生的。
本设计的内容是设计一个基于ARM的智能家居远程监控系统。整个硬件控制系统有以下模块：控制主机STM32F103VET6、无线短信收发模块GPRS(远程监控的主要模块)、用于显示的LCD1602液晶显示屏(显示测量出来的温湿度值)、测量外部环境温湿度的温湿度传感器DHT11，异步电机28BYJ-48(模拟控制窗帘收放用到的控制器)、蜂鸣器(报警用)、LED灯(模拟室内各种灯)、继电器(模拟室内各种电器的控制开关)。
温湿度传感器测量出来的温湿度数值通过LCD1602来显示，当超过设定的阈值将通过GPRS模块发送警报短信到指定的手机上，同时也可以由手机发送特定短信到GPRS上控制LED灯的亮灭、控制28BJY-48步进电机的正反转、读取当前室内的温湿度并发送回手机上，实现远程监控的。关键词 智能家居；远程监控；GPRS；ARM Abstract Technology has changed life, science and technology has brought to mankind more comfortable and more convenient solution, smart home is a manifestation of modern technology, smart home is also in demand should be generated by people.The content of this thesis is to design a remote monitoring system of smart home based on ARM.The entire hardware control system has the following modules: the host controller STM32F103VET6, wireless SMS transceiver module GPRS(the main module of the remote monitoring), LCD display(to display the temperature and humidity measured values), temperature and humidity sensor,DHT11, be used to measure the external environment temperature and humidity, asynchronous motor 28BYJ-48(analog controller curtain used), a buzzer(alarm), LED light(simulated indoor lamps), a relay(control switch simulation of indoor each kind of electric appliance).The temperature and humidity value measured by the temperature and humidity sensor and displayed by LCD1602, when more than a set threshold an alarm SMS will be sent by GPRS module to the designated mobile phone, but also can be caused by the mobile phone to send a specific message to the GPRS to control LED light, 28BJY-48 stepper motor reversible, read the current indoor temperature and humidity and sent back to the mobile phone.Keywords smart home;remote monitoring;GPRS;ARM II
目 录
摘要.......................................................................................................................I Abstract...............................................................................................................II 第1章 绪论........................................................................................................1 1.1 课题背景..................................................................................................1 1.2国外的发展动态.......................................................................................1 1.3 国内的发展动态......................................................................................2 1.4 本文各章主要安排..................................................................................2 第2章 各个硬件模块的说明............................................................................3 2.1 主控模块..................................................................................................3 2.1.1 STM32的系统架构............................................................................3 2.1.2 STM32F103VET6的内部资源..........................................................4 2.2短信收发模块GPRS................................................................................7 2.3温湿度测量模块.......................................................................................8 2.3.1 DHT11的引脚说明............................................................................8 2.3.2 DHT11的工作原理............................................................................9 2.4 温湿度液晶显示模块LCD1602............................................................11 2.4.1 LCD1602的管脚说明......................................................................12 2.4.2 LCD1602的特性..............................................................................12 2.4.3 LCD1602的基本指令......................................................................12 2.5 收放窗帘模块步进电机28BJY-48.......................................................14 2.5.1 步进电机的工作原理......................................................................14 2.5.2 步进电机的引脚接线......................................................................14 2.6 本章小结................................................................................................15 第3章 硬件系统的设计..................................................................................16 3.1 直流稳压电源的设计............................................................................16 3.2 STM32最小系统的设计........................................................................17 3.2.1电源的供电方案...............................................................................17 3.2.2 晶振电路..........................................................................................17 3.2.3 复位电路..........................................................................................18 III 3.2.4 串口驱动电路...................................................................................18 3.3 步进电机、继电器驱动电路设计.........................................................19 3.4 本章小结.................................................................................................20
第4章 软件程序的设计...................................................................................21 4.1 主函数及TIM2中断服务函数设计......................................................21 4.1.1 主函数及TIM2中断服务函数程序代码........................................21 4.1.2 主函数及TIM2中断服务函数程序流程图....................................23 4.2 GPRS来信中断处理函数设计...............................................................24 来信中断处理函数程序代码.................................................24 4.2.2 GPRS来信中断处理流程图.............................................................26 4.3 GPRS的AT指令....................................................................................27 4.3.1 本设计中用到的AT指令................................................................27 4.3.2 PDU编码...........................................................................................27 4.3.3 AT指令的使用程序设计..................................................................29 4.4本章小结..................................................................................................31 结论.....................................................................................................................32 参考文献.............................................................................................................33 致谢.....................................................................................................................35 附录一 整个硬件系统电路图...........................................................................36 附录二 开题报告说明.......................................................................................37 附录三 文献综述...............................................................................................38 附录四 中期报告...............................................................................................39 附录五 外文文献及其翻译...............................................................................40 附录六 完整的程序代码...................................................................................41 4.2.1 GPRS IV 第1章 绪论 第1章 绪论 1.1 课题背景
随着科技的提高，经济的发展，人们的物质生活水平的提高，对家居环境的要求也越来越高，作为家居智能化的核心部分——智能家居控制系统也越发显得重要。智能家居控制器可以为系统提供智能控制方案，使住户的控制更便捷，更高效，更能为家庭的日常活动节约不必要的能耗[1]。而且在现在这个注重绿色环保的世界里，智能的为住户控制好空气的湿度、温度等，检查分析空气成分，让住户安心入住。家居智能化控制的开发和建设是未来国家、经济发展的必然趋势。在科学技术日新月异的今天，智能家居产品也在不断发展寻求突破，用智能的方式缓和、解决社会矛盾，这是本课题的目的及意义所在。1.2国外的发展动态
1984年，世界上第一座智能建筑在美国的康涅迪格州建成，这座意义不一般的智能建筑是对一座旧式大楼在一定程度上的改造而完成的。它只是采用计算机系统对大楼的照明、空调、电梯等设备进行监控，并提供情报资料、语音通信、电子邮件等方面的信息服务。2000年，新加坡大约有5000户家庭采用了这种家庭智能家居化系统，而与此同时，美国采用这种智能家居化系统的用户已高达4万户。目前，在国外的家庭智能化系统技术己经越来越成熟，预计今后，越来越多的新房将会安装具有一定的“智能家居化”功能的系统。于此同时，由于科学技术的发展日益标准化，这些新型智能家居系统将会比世界首富比尔.盖茨耗资六千万美元的高端智能家居别墅便宜得多。
在家居智能化系统研发方面，美国及一些西方国家一直处于领先地位。近年来，以摩托罗拉公司及美国微软公司等为首的一些国外知名企业，先后加入到智能家居系统的研发中。比如:摩托罗拉公司开发出来的“居所之门”、微软公司开发出来的“梦幻之家”、IBM公司开发出来的“家庭主任”等都以日趋成稳的技术霸占家居市场。此外，亚洲国家日本、韩国、新加坡等国 的领头大企业也纷纷致力于家居智能化的研发，对家居市场更是跃跃欲试。1.3 国内的发展动态
1990年后，我国的智能家居化住宅小区日益兴起。我国的智能家居化住宅建筑最早起于广州、深圳和上海等沿海发达城市，并慢慢地向内陆发展。在1997年香港回归时，上海的中皇广场在建设部“97跨世纪住宅小区案竞赛活动”中被建设部科技委员会评为全国首家“智能住宅示范工程”，从此揭开了我国智能家居住宅小区发展的序幕。1999年，建设部住宅产业化办公室、建设部勘察设计司联合组织实施了全国住宅小区智能化技术示范工程，这也标志着我国的智能家居进入了一个新阶段。随着信息化技术日益普，国家经贸委领头成立了家庭信息网络技术委员会，同时信息网络技术体系研究及产品开发已经被列为了国家技术创新的重点专项计划。根据建设部的要求，截止今年，大中城市中50%的住宅要实现智能化[2]。
我国的智能家居建设相对于国外起步比较晚，尚未形成一定的国家标准。国内各大硬、软件企业机构正在积极的研发更为符合市场的智能家居化产品，以解决我国当前智能化设备使用复杂、产品价格昂贵及实用性差等缺点，而技术创新能力也逐渐向国际先进水平靠拢，这样智能家居的未来值得我们期待[3-4]。1.4 本文各章主要安排
本文第二章主要介绍了智能家居控制系统中用到的各个硬件模块，有主控模块STM32F103VET6、GPRS短信收发模块GTM900-B、温湿度测量传感器DHT11、液晶显示屏LCD1602、步进电机28BYJ-48。
第三章主要介绍了硬件系统的设计，重点描述各个功能模块电路图的设计及其功能。
第四章主要介绍了控制系统软件程序的设计，主要有主函数及TIM2中断处理函数的程序设计，GPRS来信中断处理函数的设计以及GPRS的AT指令的PDU编码过程。其中给出了主要程序代码及其程序流程图。第2章 各个硬件模块的说明 第2章 各个硬件模块的说明 2.1 主控模块
本设计整个系统的主控芯片选择的具有ARM内核Cortex-M3的STM32F103VET6。该芯片属于增强型的32位高性能微控制器，具有100引脚和高达512K字节的闪存存储器。2.1.1 STM32的系统架构
STM32VET6的系统架构包含4个驱动单元：Cortex-M3内核Dcode总线、系统总线、通用DMA1和通用DMA2；4个被动单元：内部闪存存储器Flash、内部数据存储器SRAM、FSMC和AHB到APB的桥。这些单元都是通过一个多级的AHB总线构架相互连接的，如图2-1所示。
ICode: 该总线将闪存指令接口与ARM的Cortex-M3内核的指令总线相连接。指令预取在此总线上完成。
DCode: 该总线将闪存存储器的数据接口和Cortex-M3内核的数据总线相连接(常量加载和调试访问)。
系统总线: 此总线连接Cortex-M3内核的系统总线到总线矩阵，总线矩阵协调着DMA与内核之间的访问。
DMA总线: 此总线将DMA的AHB主控接口与总线矩阵相联，总线矩阵协调着CPU的DCode和DMA到 内部闪存存储器Flash、内部数据存储器SRAM和外设的访问。
总线矩阵: 该矩阵协调DMA主控总线与内核系统总线间的访问与仲裁，仲裁采用轮换算法。总线矩阵包含4个驱动部件和4个被动部件。AHB外设通过总线矩阵与系统总线相连，允许DMA访问。
AHB/APB桥(APB): 两个AHB/APB桥在AHB和2个APB总线间提供同步连接。APB1操作速度限于36MHz，APB2操作于全速(最高72MHz)。有关连接到每个桥的不同外设的地址映射。在每一次复位以后，所有除SRAM和FLITF以外的外设都被关闭，在使用一个外设之前，必须设置寄存器RCC_AHBENR来打开该外设的时钟 3
图2-1 STM32系统架构
2.1.2 STM32F103VET6的内部资源
STM32F103VET6的引脚图如图2-2所示。
(1)内核：ARM的32位Cortex-M3微处理器；最高达72MHZ频率，Cortex-M3内部的数据路径是32位的，寄存器是32位的，存储器接口也是32位的。Cortex-M3采用了哈佛结构，拥有独立的Dcode总线和Icode总线，可以让数据访问和取指并行不悖，这样数据访问就不再占用Icode总线，从而提升了工作性能。为实现这个特性，Cortex-M3内部含有好几条总线接口，每条都为自己的应用场合而优化过，并且它们可以并行工作。第2章 各个硬件模块的说明 图2-2 STM32F103VET6引脚图
(2)存储器：512KB的闪存程序存储器；64K字节的静态数据存储器 5
SRAM，它可以以字节、半字(16位)或全字(32位)访问。(3)时钟和电源管理：
(a)三种不同的时钟源可被用来驱动系统时钟(SYSCLK)：1)HSI振荡器时钟；2)HSE振荡器时钟；3)PLL时钟。
(b)STM32的工作电压(VDD)为2.0～3.6V，通过内置的电压调节器提供所需的1.8V电源；
(c)独立的A/D转换器供电和参考电压；
(d)一个完整的上电复位(POR)和掉电复位(PDR)电路；(e)可有3种不同工作模式的电压调节器；(f)可编程电压监测器(PVD)。
(4)通用和复用功能I/O(GPIO和AFIO)：5组多功能双向5V兼容的通用I/O端口；可使用复用功能重新映射到其他一些引脚上。
(5)DMA控制器：支持定时器、ADC、SPI、IIC和USART等外设。(6)嵌套向量中断控制器：
(a)有68个可屏蔽中断通道(不包含16个Cortex™-M3的中断线)；(b)16个可编程的优先等级(使用了4位中断优先级)；(c)低延迟的异常和中断处理；(d)电源管理控制；
(e)系统控制寄存器的实现。
(7)模拟/数字转换(ADC)：12位的ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器，它有多达18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。
(8)定时器：2个高级控制定时器(TIM1、TIM8)；(a)4个通用定时器(TIM2、TIM3、TIM4、TIM5)；(b)2个基本定时器(TIM6、TIM7)；
(c)一个实时时钟、两个看门狗定时器和一个系统滴答定时器(Systick)。
智能配电监控设计方案 篇7
分项计量的概念基于节能减排的国家大政方针，2007年11月举行了清华大学江忆院士主导开发的“大型公共建筑能耗实时统计分析管理系统”项目验收暨技术评审会，由中国制冷学会副理事长吴元炜教授领衔，建筑节能及电气设计领域的多位专家组成的鉴定委员会一致同意通过技术评审，认为“大型公共建筑能耗分项计量与实时分析监测系统达到了国际领先水平，建议国家和北京市主管部门尽快推广该技术成果，继续加大对该系统的技术研发投入，对本技术成果的推广应用进行支持。”
一、项目概况
某某中心项目占地28100m2。塔楼地上部分88层，地下部分3层，裙楼为4层。
总建筑面积约为343971m 2，其中地上建筑面积为259981m2，地下建筑面积约为83990m 2。建筑高度达438m，是一个集商业、办公、酒店、服务式公寓于一体的建筑综合体。其中办公区建筑面积为72559m2，酒店式公寓区建筑面积约为84025m2，酒店区建筑面积约为62802m2。
酒店式公寓在本项目的32层(建筑标高149米)—62层(建筑标高277.8m)，总建筑面积约为9万m2，变电所设在47层(建筑标高213.5m)，内设6台1250k V变压器。
酒店(包括会所、观光层)在本项目的63层(建筑标高282.2m)—88层(建筑标高397.7m)，总建筑面积约为5.5万m2，变电所设在63层(建筑标高213.5m)，内设4台1250k V变压器。
二、分项计量节能管理的必要性分析
不论是五年规划中对节能减排的解释纲要，还是智能电网功能阐述，都不约而同地提到了数据采集与分析，优化运行管理以达到投入最少、产出明显的节能目标。
而这尤其体现在建筑能耗方面，因其改造简单、见效快速，已在全国省部级机关办公建筑里多处应用。如浙江省省直多栋办公大楼在2008年就开始了逐步改造，目前节能效果明显。上海2010年改造168栋各式公用建筑;北京2011年拟改造150栋各式公用建筑;江苏省省直机关十一家单位办公建筑近期已完成分项计量改造的前期工作。
疏忽对建筑日常运行及管理是公共建筑能源浪费的重要的原因之一，根据相关管理机构的抽样调查显示，近70%的公共建筑仅采用部分节能措施，而采用系统节能管理的公共建筑几乎是凤毛麟角。根据有关专家通过调研及科研的提示，一般公共建筑有效用能系统管理机制建立将对建筑能耗下降控制占60%以上，因此，能源使用的有序管理和进行监管和控制已被人们所充分重视。
公共建筑节能工程智能化技术要求，应符合国家关于实施以降低直接用能、提高能源使用效率的综合控制及自然能源有效地利用，着力提升智能化技术的科技节能功效。应适应各类建筑应用业务的特征，达到建筑功能的使用环境要求，实现对各类机电设施运行规范化管理。
智能化节能工程建设的要求，应满足各类建筑具有高效业务环境的设施保障，全面地推行为实现“提高能效及降低能耗”目标，有效地对建筑内的各类能量系统运行信息的“智能监控”和实施“节能”管理的技术措施。
三、用能系统节能可能性分析
建筑用能系统包括电、气和油等，其中一般建筑的主要用能是电能，因此，能否有效降低建筑用电是建筑节能的关键。
鉴于目前多数大型建筑和用电大户的粗放型用能现状，多数电力用户对自身内部各系统用电状况没有清晰了解，大量电能的使用处于无序、无监视、无控制状态，使系统节能成为可能。本方案通过安装建筑分项计量系统，旨在为电力用户提供各用电系统、用电设备的用电状况，同时经过系统性分析，寻找用电漏洞和用电设备故障，降低用电风险，减少能源消耗。
1. 昼夜分析，直接产生经济效益。
2. 长期监测找到能耗漏洞。
3. 横向对比确定可能产生节能的建筑。通过深入分析该建筑的制冷子系统的分时用能情况，可以发现用电设备的问题或者进行用电控制策略的调整，起到降低系统能耗，提高系统效率。
4. 通过分析冷冻水输配系统找寻能耗缺陷。有时系统中的冷冻泵进行过节能改造，安装了变频设备，冷冻泵效率很高，但变频后由于冷却液循环增快，反而造成制冷系统其他设备如压缩机、风机系统等能耗的增加。
5. 通过能耗公示激励行为节能。通过单位公示各部门的耗能情况，对部门进行激励，以增强部门的节能意识，降低能耗。
6. 反映节能意识和管理水平的指标。综合分析能耗比，测试各个建筑的管理者的节能意识和管理水平，促使管理者加强制度化管理。
7. 评价节能改造效果。节能是一种整体系统化工程，一个设备或用电系统的节能改造可能会造成其他设备或用电系统能耗的增高，所以并不一定能够整体降耗。
四、本方案主要工作
1. 在变电所高、低压侧合理配置综合保护监控设备、无功功率自动控制装置等智能监控设备并进行实时监控。
2. 在变(配)电所内的出线支路安装双接口的多功能网络电力仪表，同时分别为配电监控和分项计量节能管理系统提供数据。采用双接口的仪表设计有以下优点：
(1)提高系统可靠性。配电监控系统和分项计量节能系统各自独立地从底层设备取数据，两个系统可以完全独立运行，互不影响;
(2)节省设备投资和降低系统复杂性。分项计量电能数据一方面来自于变(配)电所配电出线的计量数据，还有来自于各楼层和电气设备的计量数据。采用双接口的仪表可以减少设备数量，降低系统复杂性;
(3)兼顾配电监控和节能分析系统的特点。配电监控由于实时性要求高，故采用的通讯速率较高(通讯波特率大于9600bps)，而分项计量节能管理系统实时性要求较低，故采用的通讯速率较低(通讯波特率大于1200bps)。
3. 根据分项计量能耗拆分需要，在变(配)电所外管道井和各楼层配电盘上安装多功能表进行准确的电度计量和电气量测量，形成原始的电能数据记录。
4. 在建筑物内按需敷设通讯总线，建立数据传输通道。
5. 在监控中心建立配电系统监控后台系统，包括双监控主机、数据库服务器、UPS、打印机、工程师站等，实现配电系统的实时监控。
6. 建立能量管理中心，收集多功能表采集的各项数据，建立数据库，按照照明、暖通空调、动力用电、特殊用电和承租户用电进行电能拆分，并预留网关。
五、本方案预期实现目标
1. 为业主强化管理、提高电气安全性提供系统保障。
供配电系统非正常运行(例如长期过流、三相严重不平衡、漏电或谐波过大等)，极易造成直接安全事故如人身伤害、设备损坏，也可能造成火灾等严重灾害。
本系统通过对配电系统的各种运行数据进行实时、连续的监测，及时发现配电系统中的各种隐患，给出声、光告警，避免事故的发生。
2.
为管理部门提供配电系统各项指标报表数据(时报表、日报表、月报表)故障记录历史曲线对配电系统电能质量进行实时监测，对配电系统功率因数进行实时监测和调节。
3. 为实现节能减排提供系统性方案。
对大楼内的电能计量数据进行实时采集和节能分析，实现能耗的综合管理(能耗超标预警、能耗费用管理、用电设备能耗分析、单位面积综合能耗计算、节能检查等)。通过对大楼内的电能耗数据进行能耗拆分，得到建筑分项能耗数据，通过计算机自动分析挖掘节能潜力，达到建筑物节能增效的目的。
4. 为电气类资产的可靠、长效使用提供帮助。
通过对运行设备的连续实时监测，统计设备运行时间，为设备保养、检修提供量化数据。
六、经济及节能减排效益分析
根据节能分析报告规范化管理后，每年可节能8%—10%，当年可收回投资。如发现重大能耗漏洞可以大幅降低建筑能耗。另外建筑内各主要设备由于得到了全方位监控，有专业的维护指导，使用寿命将达到理想效果。
注：节能效果估算
年用电量：12500kVA×0.95(功率因数)×50%(负载率)×12(小时)×365(天)≈2600万度;
年节电量：208—260万度
可节省电费：166.4—208万元
相当于年节省标准煤：832—1040吨
相当于年减少二氧化碳排放：2073.76—2592.2吨
换算为CO2排量：计算方法1千瓦时电=0.997kg CO2
换算为标煤：计算方法1千瓦时电=0.4kg标准煤
智能配电监控设计方案 篇8
【关键词】通信基站；智能交流配电防雷箱；监控
【中图分类号】TN915 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0262-02
基站动环监控系统采用传感技术，已成为运营商“物联网”建设过程中的示范应用。目前，已经覆盖运营商90%的通信基站，基站动环监控系统不仅能够完成对基站中的动力设备、环境及现场图像的实时监控，还可以完成数据的存储、处理以及数据分析。
但是，基站交流配电防雷箱一直存在智能化程度低，甚至早期的基站交流配电防雷箱没有智能化设计，不能适应基站动环监控系统的监控要求，无法进行对基站交流配电防雷箱全面集中监控。并且存在基站配电箱的电源出线侧并联安装防雷箱的非一体化设计，导致此种防雷措施存在一定的弊端。本文将通过对存在的一些弊端分析，重点介绍基站智能交流配电防雷箱的设计与集中监控实施方案。
1.通信基站防雷现状及弊端分析
现有的通信基站内部电源的防雷方式一般都采用了防雷箱或防雷浪涌保护器并联连接于基站的配电开关后端的方式，虽然这样的防雷解决方案具备一定程度上的防雷功能，但由于配电与防雷没有一体化设计，导致此种防雷措施存在一定的弊端。
1.1 残压失真度较高，往往实际残压高于设计计算时的残压。
由于基站的布置取电等诸多因素导致部分基站存在差异化，在防雷箱安装的时候往往出现防雷器安装位置不适当，防雷箱的安装位置过远，而使用较长的防雷器连接线等情况。连接线越长，残压越高，导线过长直接导致真实残压偏高，从而损坏后端设备。
1.2 防雷器无监控接口，无法监控防雷器的状态，管理人员无法即时获得防雷器损坏信息。
现在很多基站尤其是旷野和高山基站都实行了无人值守。防雷器无监控接口，无法实现对防雷器工作状态的实时监测。当防雷器损坏，如果管理员无法第一时间了解并做出响应，后端设备就会面临极大的雷灾隐患。
2.通信基站交流配电箱现状及弊端分析
2.1 不能远程监控基站交流配电系统电参数，有故障时无法及时做出响应。
现有的基站配电箱一般都采用简单普通的电流、电压指示仪表，不采用多功能智能仪表。本身采集数据就很单一，而且又没有通信功能，即使基站配备了动环监控单元的采集单元也无法采集上传数据。通信基站大多旷野和高山，电力环境也很复杂，全面监测电参数很重要。
2.2 配电箱开关状态无监控
现有的基站配电箱没有配备监控告警系统，没有对配电箱的开关状态进行监测，即使断路器跳闸，管理员也无法第一时间了解并做出响应。
2.3 对市电与油机发电没有分别管理，不便油机发电业务管理考核。
现有的基站配电箱对电能计量采用传统的机械式电度表，无法区分市电电能与油机发电时间。对发电业务管理只能进行粗略的管理，与电力部门结算时也没有准确的对比数据。
3.基站智能配电防雷箱具备功能及解决方案
总结上述弊端，基站配电防雷箱应是集配电功能与防雷功能相结合的智能交流配电防雷箱；智能交流配电箱除了有常用的配电功能之外，更具备了防雷功能及其它智能型辅助功能。
3.1 智能交流配电防雷箱的配电功能
基站智能交流配电防雷箱，内含油机接口、市电接口、市电、油机互锁机构，断路器等原件，紧密的将防雷与配电功能结合在一起，站内用电设备可直接在配电防雷箱内的断路器后端连接取电。
3.2 智能交流配电防雷箱的防雷功能
智能交流配电防雷箱，除包含上述配电原件外还具有防雷器或防雷浪涌保护器模块；一体化设计将防雷与配电功能系統的结合在一起，使防雷器的连接线更短，残压失真度更小；精巧的外形尺寸使该产品的使用范围更广。而且具备监控接口，通过采集单元能够满足远程集中监控要求。
3.3 智能交流配电防雷箱的智能监控功能
（1）实时监测电参数。采用高精度三相有功无功电能专用计量芯片ATT7026A，实现对有功、无功、视在功率，电压、电流有效值、功率因数、交流频率，有功、无功电能等参数的测量和计量。
（2）具有市电接入的有功电能计量、油机发电时间统计功能，远程抄表功能。
（3）具有空调油机发电时的相序检测与自动转换功能。
（4）通过开关量监测模块监测每个支路的开关状态。
（5）具有声光报警功能，并能上传报警内容；具有在电流、电压超范围，市电断电，支路开关跳闸，防雷失效等故障时自动报警的功能；具有两组告警输出干接点，在告警处理后自动清除告警。
（6）电流、电压告警范围可根据实际运行环境远控进行调整设置。
（7）提供RS-232或RS-485通信接口。可通过与动环监控系统采集单元链接，实现远程集中监控。
4.基站智能配电防雷箱与动环监控系统实现集中监控解决方案
4.1 动环监控系统的监控对象和监控内容的选择
通信基站动环监控系统的监控对象涵盖了从交流配电设备到后备蓄电池所涉及到的电源设备、机房的环境量以及温控设备，同时，为了便于基站的管理，部分机房还进行了图像的监控。
由于电源设备种类很多，因此动环监控系统监控内容的总量十分繁杂。
4.2 基站监控单元与基站智能配电防雷箱等监控模块的网络结构
基站信息采集单元通过与基站智能配电防雷箱，以及其他监控模块的链接，实现对配电系统电参数监测、电能计量、油机发电计时、开关状态监测、防雷状态监测、相序转换、电池组状态监测、环境安防监控、故障告警等的全面远程集中监控。实现完整意义的移动基站集中远程管理，实现异地办公，极大的方便了管理人员对基站设备的运作管理。基站智能配电防雷箱内置智能化配电监测系统。基站智能配电防雷箱是具有配电、远程抄表、远程监控、防雷及其雷电计数、自动重合闸、相序转换、分项计量、油机发电计时等功能融合为一体的综合配电箱。动环监控系统具有对门禁、烟雾、水浸、温度、温控设备、蓄电池组的监控。再通过以太网或GPRS等方式与服务器链接，通过GPRS通信短信方式发送报警信息通知基站值班人员。