專利名稱：可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置、系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置、系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，為方便對電力領(lǐng)域和水力領(lǐng)域的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理，從而優(yōu)化各個用電設(shè)備的用電量，提高用電效率，通常采用以下布置形式:用電設(shè)備直接連接一臺現(xiàn)場儀器儀表；然后向每一個現(xiàn)場儀器儀表均配置一臺能效采集終端，各個能效采集終端通過有線方式連接到上位機(jī)，其工作原理為:能效采集終端采集現(xiàn)場儀器儀表的電能數(shù)據(jù)，然后通過有線網(wǎng)絡(luò)上傳到上位機(jī)，由上位機(jī)綜合分析各個用電設(shè)備的用電量。由于用電現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，并且通常存在多個儀器儀表，并且，各儀器儀表在用電現(xiàn)場布置方式非常分散，因此，各能效采集終端與上位機(jī)采用有線安裝方式布線時，不僅存在施工工作量大、施工難度高、施工成本高和施工周期長的缺陷，而且還增加了現(xiàn)場用電設(shè)備工作環(huán)境的危險性。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置、系統(tǒng)及方法，可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置采用無線方式與上位機(jī)通信，從而降低了施工工作量、施工難度和施工成本，縮短了施工周期，也提高了現(xiàn)場用電設(shè)備工作環(huán)境的安全性。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:本發(fā)明提供一種可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置，包括狀態(tài)指示燈和能效采集終端；所述能效采集終端包括處理器、第一存儲器、第二存儲器、無線收發(fā)模塊和有線通信模塊；所述處理器分別與所述存儲器、所述無線收發(fā)模塊、所述有線通信模塊和所述狀態(tài)指示燈連接。優(yōu)選的，所述狀態(tài)指示燈為LED燈組；所述處理器為LPC2138處理器；所述無線收發(fā)模塊為基于Zigbee協(xié)議的無線收發(fā)模塊；所述有線通信模塊為以太網(wǎng)通信模塊；所述第一存儲器為2M FLASH存儲器；所述第二存儲器為FM24CL16非易失存儲器。優(yōu)選的，所述基于zigbee協(xié)議的無線收發(fā)模塊為CC2530無線收發(fā)模塊。本發(fā)明還提供一種可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示系統(tǒng)，包括上位機(jī)和一個以上上述的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置；各個所述可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置與所述上位機(jī)無線通信連接。優(yōu)選的，各個所述可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置與所述上位機(jī)基于Zigbee協(xié)議無線通信連接。優(yōu)選的，各個所述可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置自組織為星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或簇狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后，與所述上位機(jī)基于Zigbee協(xié)議通信連接。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示系統(tǒng)的方法，包括以下步驟:SI，所述可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置的所述處理器在接收到上位機(jī)發(fā)送的采集指令后，通過所述有線通信模塊實時采集現(xiàn)場儀器儀表的原始輸出信號；S2，所述處理器將所述原始輸出信號通過數(shù)據(jù)適配器轉(zhuǎn)化為具有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號；S3，所述處理器將所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號按采集時間的先后順序依次存入所述第一存儲器；S4，所述處理器從所述第一存儲器中按存入時間的先后順序讀取各個所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號，然后將各個所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號通過所述無線收發(fā)模塊發(fā)送給所述上位機(jī)；S5，只有當(dāng)所述處理器接收到所述上位機(jī)返回的與特定標(biāo)準(zhǔn)輸出信號對應(yīng)的響應(yīng)信號時，所述處理器才刪除所述存儲器中存儲的所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號。優(yōu)選的，S2中，所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號中封裝有接收時間信息以及儀表標(biāo)識；其中，所述接收時間信息為所述處理器接收到所述原始 輸出信號的時間點；所述儀表標(biāo)識用于唯一標(biāo)識與所述處理器通信的所述現(xiàn)場儀器儀表。優(yōu)選的，S2之后，還包括:所述處理器判斷所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號是否在設(shè)定門限內(nèi)，如果判斷結(jié)果為是，則繼續(xù)后續(xù)流程；如果判斷結(jié)果為否，則丟棄所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號；和/或S4之后，還包括:所述上位機(jī)綜合分析接收到的所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號，判斷指定現(xiàn)場儀器儀表是否發(fā)生故障，如果判斷結(jié)果為是，則向與所述指定現(xiàn)場儀器儀表對應(yīng)的指定處理器發(fā)送報警信號，所述指定處理器向與其連接的指定狀態(tài)指示燈發(fā)出報警信號，由所述指定狀態(tài)指示燈進(jìn)行報警提示。優(yōu)選的，S4具體為:所述處理器從所述第一存儲器中按存入時間的先后順序讀取各個所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號，然后將各個所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號按先進(jìn)先出順序存入所述第二存儲器中，然后從所述第二存儲器按先進(jìn)先出順序讀取并通過所述無線收發(fā)模塊將所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號發(fā)送給所述上位機(jī)。本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明提供的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置、系統(tǒng)及方法，可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置采用無線方式與上位機(jī)通信，采用有線方式與現(xiàn)場儀器儀表連接，從而降低了施工工作量、施工難度和施工成本，縮短了施工周期，也提高了現(xiàn)場用電設(shè)備工作環(huán)境的安全性。


圖1為本發(fā)明提供的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置的裝配狀態(tài)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置的電路原理圖；其中，1---能效米集終端；2---狀態(tài)指不燈；3---配電柜門板。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:如圖1所示，本發(fā)明提供的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置，包括狀態(tài)指示燈和能效采集終端；所述能效采集終端包括處理器、第一存儲器、第二存儲器、無線收發(fā)模塊和有線通信模塊；所述處理器分別與所述存儲器、所述無線收發(fā)模塊、所述有線通信模塊和所述狀態(tài)指示燈連接。在實際應(yīng)用中，狀態(tài)指示燈可以為LED燈組；處理器為LPC2138處理器；無線收發(fā)模塊為基于Zigbee協(xié)議的無線收發(fā)模塊，例如 為CC2530無線收發(fā)模塊；有線通信模塊為以太網(wǎng)通信模塊；第一存儲器為2M FLASH存儲器；第二存儲器為FM24CL16非易失存儲器。本發(fā)明還提供一種可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示系統(tǒng)，包括上位機(jī)和一個以上上述的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置；各個所述可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置與所述上位機(jī)無線通信連接，其中，無線通信連接方式優(yōu)選為基于Zigbee協(xié)議無線通信連接。各個可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置可以自組織為星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或簇狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于用電設(shè)備現(xiàn)場情況復(fù)雜，還存在通信距離遠(yuǎn)近、干擾源等不確定因素，因此采用普通的433M等無線傳輸方式容易受到干擾，且無法保證有效的通信傳輸距離。而本發(fā)明中，創(chuàng)新性的將2.4G無線傳輸?shù)腪igbee協(xié)議棧應(yīng)用到可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置中，可以有效的提高用電數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，并且，各可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置基于Zigbee協(xié)議還具有空中組網(wǎng)和接力的能力，從而有效擴(kuò)展了傳輸距離，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)魯棒性。另外，與采用其他無線協(xié)議相比，Zigbee協(xié)議棧提供了低復(fù)雜性、縮減的資源要求，提供了一組標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，并提供了三個工作頻帶，以及一些網(wǎng)絡(luò)配置和可選的安全功能，可靈活的組成多種網(wǎng)絡(luò)，包括網(wǎng)狀網(wǎng)、星狀和樹狀，且在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點發(fā)生故障時具有自愈功能。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示系統(tǒng)的方法，包括以下步驟:SI，所述可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置的所述處理器在接收到上位機(jī)發(fā)送的采集指令后，通過所述有 線通信模塊實時采集現(xiàn)場儀器儀表的原始輸出信號；在具體實現(xiàn)上，處理器可以為UCOS操作系統(tǒng)，基于Modbus協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，由于工業(yè)上絕大多數(shù)的設(shè)備均支持Modbus協(xié)議，因此采用該協(xié)議能支持最廣泛的設(shè)備。S2，所述處理器將所述原始輸出信號通過數(shù)據(jù)適配器轉(zhuǎn)化為具有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號；由于現(xiàn)場儀器儀表包括流量計、液位計、壓力變送器、調(diào)節(jié)閥等各類儀器儀表，因此，各類儀器儀表所輸出的原始輸出信號的數(shù)據(jù)格式不同，所以，為增加本發(fā)明提供的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置的通用性，處理器內(nèi)置有數(shù)據(jù)適配器，用于將各類原始輸出信號轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號。本步驟中，標(biāo)準(zhǔn)輸出信號中可以封裝有接收時間信息以及儀表標(biāo)識；其中，所述接收時間信息為所述處理器接收到所述原始輸出信號的時間點；所述儀表標(biāo)識用于唯一標(biāo)識與所述處理器通信的所述現(xiàn)場儀器儀表。因此，當(dāng)上位機(jī)接收到標(biāo)準(zhǔn)輸出信號時，通過分析標(biāo)準(zhǔn)輸出信號可以準(zhǔn)確定位出現(xiàn)故障的現(xiàn)場儀器儀表。處理器可以將標(biāo)準(zhǔn)輸出信號直接存入第一存儲器中，另外，為避免處理器采集誤差，處理器還可以設(shè)定門限，然后判斷標(biāo)準(zhǔn)輸出信號是否在設(shè)定門限內(nèi)，如果判斷結(jié)果為是，則繼續(xù)后續(xù)流程；如果判斷結(jié)果為否，則丟棄所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號。S3，所述處理器將所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號按采集時間的先后順序依次存入所述第一存儲器；在向第一存儲器內(nèi)存儲標(biāo)準(zhǔn)輸出信號時，需要盡量保證存儲器各個存儲區(qū)域的讀寫頻率相同，從而避免頻繁的在一個存儲區(qū)域中進(jìn)行讀寫操作而縮短存儲器的使用壽命。S4，所述處理器從所述第一存儲器中按存入時間的先后順序讀取各個所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號，然后將各個所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號通過所述無線收發(fā)模塊發(fā)送給所述上位機(jī)；本步驟還可以為:處理器從所述第一存儲器中按存入時間的先后順序讀取各個所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號，然后將各個所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號按先進(jìn)先出順序存入所述第二存儲器中，然后從所述第二存儲器按先進(jìn)先出順序讀取并通過所述無線收發(fā)模塊將所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號發(fā)送給所述上位機(jī)。在上位機(jī)接收到所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號之后，綜合分析接收到的所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號，判斷指定現(xiàn)場儀器儀表是否發(fā)生故障，如果判斷結(jié)果為是，則向與所述指定現(xiàn)場儀器儀表對應(yīng)的指定處理器發(fā)送報警信號，所述指定處理器向與其連接的指定狀態(tài)指示燈發(fā)出報警信號，由所述指定狀態(tài)指示燈進(jìn)行報警提示。具體的，指定狀態(tài)指示燈可以通過改變燈所發(fā)出的光的顏色進(jìn)行報警提示。S5，只有當(dāng)所述處理器接收到所述上位機(jī)返回的與特定標(biāo)準(zhǔn)輸出信號對應(yīng)的響應(yīng)信號時，所述處理器才刪除所述存儲器中存儲的所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號。由于標(biāo)準(zhǔn)輸出信號首先存入第一存儲器中，然后又預(yù)先緩存到后備的第二存儲器中，只有當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)輸出信號發(fā)送成功后，才會刪除第一存儲器內(nèi)存儲的該標(biāo)準(zhǔn)輸出信號，從而能夠確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃?。如圖2所示，本發(fā)明提供的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置的裝配方式為:在配電柜門板上開設(shè)有通孔，將能效采集終端放置在配電柜內(nèi)部，通過該通孔與位于配電柜門板外的狀態(tài)指示燈卡扣連接。綜上所述，本發(fā)明提供的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置、系統(tǒng)及方法，可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置采用無線方式與上位機(jī)通信，采用有線方式與現(xiàn)場儀器儀表連接，提高了裝置的快速部署能力，降低了施工工作量、施工難度和施工成本，縮短了施工周期，也提高了現(xiàn)場用電設(shè)備工作環(huán)境的安全性。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置，其特征在于，包括狀態(tài)指示燈和能效采集終端；所述能效采集終端包括處理器、第一存儲器、第二存儲器、無線收發(fā)模塊和有線通信模塊；所述處理器分別與所述存儲器、所述無線收發(fā)模塊、所述有線通信模塊和所述狀態(tài)指示燈連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置，其特征在于，所述狀態(tài)指示燈為LED燈組；所述處理器為LPC2138處理器；所述無線收發(fā)模塊為基于Zigbee協(xié)議的無線收發(fā)模塊；所述有線通信模塊為以太網(wǎng)通信模塊；所述第一存儲器為2M FLASH存儲器；所述第二存儲器為FM24CL16非易失存儲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置，其特征在于，所述基于zigbee協(xié)議的無線收發(fā)模塊為CC2530無線收發(fā)模塊。
4.一種可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機(jī)和一個以上權(quán)利要求1-3任一項所述的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置；各個所述可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置與所述上位機(jī)無線通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示系統(tǒng)，其特征在于，各個所述可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置與所述上位機(jī)基于Zigbee協(xié)議無線通信連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示系統(tǒng)，其特征在于，各個所述可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置自組織為星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或簇狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后，與所述上位機(jī)基于Zigbee協(xié)議通信連接。
7.一種應(yīng)用權(quán)利 要求4-6任一項所述的可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括以下步驟: SI，所述可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置的所述處理器在接收到上位機(jī)發(fā)送的采集指令后，通過所述有線通信模塊實時采集現(xiàn)場儀器儀表的原始輸出信號； S2，所述處理器將所述原始輸出信號通過數(shù)據(jù)適配器轉(zhuǎn)化為具有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號； S3，所述處理器將所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號按采集時間的先后順序依次存入所述第一存儲器； S4，所述處理器從所述第一存儲器中按存入時間的先后順序讀取各個所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號，然后將各個所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號通過所述無線收發(fā)模塊發(fā)送給所述上位機(jī)； S5，只有當(dāng)所述處理器接收到所述上位機(jī)返回的與特定標(biāo)準(zhǔn)輸出信號對應(yīng)的響應(yīng)信號時，所述處理器才刪除所述存儲器中存儲的所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，S2中，所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號中封裝有接收時間信息以及儀表標(biāo)識；其中，所述接收時間信息為所述處理器接收到所述原始輸出信號的時間點；所述儀表標(biāo)識用于唯一標(biāo)識與所述處理器通信的所述現(xiàn)場儀器儀表。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，S2之后，還包括: 所述處理器判斷所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號是否在設(shè)定門限內(nèi)，如果判斷結(jié)果為是，則繼續(xù)后續(xù)流程；如果判斷結(jié)果為否，則丟棄所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號；和/或 S4之后,還包括: 所述上位機(jī)綜合分析接收到的所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號，判斷指定現(xiàn)場儀器儀表是否發(fā)生故障，如果判斷結(jié)果為是，則向與所述指定現(xiàn)場儀器儀表對應(yīng)的指定處理器發(fā)送報警信號，所述指定處理器向與其連接的指定狀態(tài)指示燈發(fā)出報警信號，由所述指定狀態(tài)指示燈進(jìn)行報警提示。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，S4具體為:所述處理器從所述第一存儲器中按存入時間的先后順序讀取各個所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號，然后將各個所述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號按先進(jìn)先出順序存入所述第二存儲器中，然后從所述第二存儲器按先進(jìn)先出順序讀取并通過所述無線收發(fā)模塊將所 述標(biāo)準(zhǔn)輸出信號發(fā)送給所述上位機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置、系統(tǒng)及方法，該裝置包括狀態(tài)指示燈和能效采集終端；所述能效采集終端包括處理器、第一存儲器、第二存儲器、無線收發(fā)模塊和有線通信模塊；所述處理器分別與所述存儲器、所述無線收發(fā)模塊、所述有線通信模塊和所述狀態(tài)指示燈連接。由于可無線組網(wǎng)的能效及安全狀態(tài)指示裝置采用無線方式與上位機(jī)通信，從而降低了施工工作量、施工難度和施工成本，縮短了施工周期，也提高了現(xiàn)場用電設(shè)備工作環(huán)境的安全性。
文檔編號G08C17/02GK103208172SQ201310048368
公開日2013年7月17日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者朱鴻如 申請人:常州節(jié)安得能源科技有限公司