蜡块管理系统

摘 要：随着无线技术的速度发展，无线抄表系统得到了迅速的发展。作为短距离无线通信一员的ZigBee技术也得到迅速发展，基于ZigBee的无线网络电能管理系统也成为一个非常理想无线抄表系统。本文介绍了基于ZigBee无线通信模块的设计，包括软硬件设计。本文还介绍了模块在ZigBee无线电能管理系统中使用情况及整个系统运行情况。关键词：ZigBee，通信模块，无线技术，电能管理系统Abstract: By the rapid development of the wireless technology, the wireless meter system development become fast. ZigBee ,as one of the small distance wireless technology, also develops quickly. This paper introduced the design of ZigBee wireless communication model, including the design of hardware and software. this paper also introduced the model’s application in ZigBee wireless energy management system and the work state of this energy management system.Key Word: ZigBee; Communication Model, Wireless Technology; energy Management System1 　引言　　随着全球范围内智能电网建设正逐步展开，用户端是智能电网重要组成部分，用户端的核心内容包括智能配电与能量管理、智能电器、用电安全、电力计量等多个方面。目前能量管理系统都会考虑采用多种通信技术混合组网的方式，以克服现有技术固有的一些不足，从而达到满足系统性能和投资回报的要求。目前工业以太网、电力线载波及无线短距离通信被认为是AMR自动抄表系统可用的解决方案。其中无线短距离通信是一个很好的本地通信网络的解决方案，工业以太网、GPRS及CDMA等远距离通信可以作为远程通信网络，以这样方式的混合组网被公认为一种很好的解决方案。随着一种新兴的短距离、低速率无线网络技术ZigBee技术的兴起，基于ZigBee技术的本地无线自动抄表系统成为了一个热点。本文主要介绍了一款基于ZigBee技术无线模块的设计及其在ZigBee无线自动抄表系统中的应用。2 　ZigBee技术的特点　　ZigBee无线技术的特点是低耗电、低成本、低数据速率、短距离、通信可靠性高。它的网络拓扑主要支持3种自组织无线网络类型，即星型结构(Star)、网状结构(Mesh)和树型结构(Cluster Tree)，特别是网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。这使ZigBee技术在低耗电、低成本、低数据速率、可靠性强的无线抄表系统中发挥巨大的作用。3 　ZigBee无线模块的设计　　本文设计的ZigBee无线模块采用导轨式安装的安装方式，可以方便地安装在35mm的标准导轨上，这使模块能灵活的安装在各类配电箱、配电柜中。其外观侧视图如图1所示。ZigBee无线模块的技术指标如表1所示。　　ZigBee无线模块分为两类，其中ZigBee信号转RS485信号的模块称为ZigBee采集模块；而ZigBee信号转以太网信号的模块称为ZigBee网络终端，它是整个ZigBee网络的组网发起者，即ZigBee网络中的中心节点。3.1 硬件设计　　ZigBee无线通信模块主要由开关电源部分、ZigBee无线传输部分及接口转换部分组成，其原理框图如图2所示。　　开关电源电路部分主要采用美国PI公司TOP221Y（TOPSwitch），使用反激式功率变换电路，把交流电源转换成我们需要的直流电源；无线传输部分主要采用MC13213芯片，它是freescale第二代ZigBee芯片，内部带有MCU芯片和无线收发器，它的原理图如图3所示；功率放大器采用SKY65336，它最大可以支持20dbm的功率放大功能，其原理图如图4所示；信号转换电路分RS485转换电路和以太网转换电路，其中以太网部分采用周立功的IPORT以太网模块。3.2 软件设计　　如图5所示为ZigBee模块网络建立的流程图，整个ZigBee网络是由中心节点（即ZigBee网络终端模块）发起组建的，当网络建立成功后，此时在同一个网络频段上，并且拥有和ZigBee相同网络ID的ZigBee采集模块可以自动加入此ZigBee网络，并且每个ZigBee采集模块获得各自独立的网络地址。此时，整个ZigBee网络建立成功，可以准备数据的收发，ZigBee网络终端通过广播的方式传输数据。　　如图6所示为ZigBee采集模块数据传输的流程图。首先ZigBee采集模块接收来自ZigBee网络终端模块的数据。然后判断是不是传递给自己的数据，如果是自己的数据则上传相关的回复数据，如果不是则按照自己发现的路由表中的地址以广播的方式转发来自ZigBee网络终端模块的数据。最后完成所有工作后进入休眠模式，等待下次的访问。　　ZigBee采集模块及ZigBee网络终端都是采用透明传输，即直接把以太网的数据转换成ZigBee信号，其中不会增加多余数据，只把数据部分转发，自动去掉帧头、帧尾；RS485信号转换ZigBee信号也是一样的原理。4 　基于ZigBee电能管理系统的应用　　如图7所示为ZigBee电能管理系统，本文远程通信网络采用工业以太网络，网络中电表的通信协议采用MODBUS-RTU协议。整个系统中监控主机通过以太网按照TCP/IP协议把MODBUS-RTU命令数据传递给ZigBee网络中心节点，网络中心节点再通过单点对多点的通信模式，以广播的方式把命令数据帧传递给ZigBee无线网络中的各个ZigBee采集器，通过ZigBee采集器传递给485总线上的各个表计，如果表计的地址与命令帧中所涉及的地址吻合，则做出相应的数据回复，通过原路返回给监控主机。　　整个系统可以监测整个厂区或整幢楼宇等的各个分项的电能计量，譬如一个厂区路灯耗电量、各个办公室的耗电量、各条生产线的耗电量等等，还可以以报表的形式分析该工厂在一段时时间内的各个分项能耗占总能耗的百分比，以便工厂了解这段时间里的各个分项的能耗，以制定出往后能耗管理方案，已达到节能减耗的效果。　　目前整个系统在江阴某制造企业实施运行，按照分项计量的原则，把厂区内的各路进线和出线进行分项计量，图8就是该厂区的配电图，整个系统对所有的进线回路进行监控，并全部使用ZigBee采集模块进行数据采集监控，其中包含电流、电压、电能等参数，及一些简单的开关量的控制。系统还对一些支路进行监视，譬如生产线、办公楼、空调等等进行全方位的监视，这样方便工厂了解各项数据，以便制定更详细的节能方案。　　目前，整个ZigBee无线电能管理系统采用的无线模块为21个，包括各类表记82个块。图9为ZigBee无线电能管理系统中的通信图，它列出了整个系统包含的所有表计。其中配电室的14个表通过485总线连接到一个ZigBee采集模块进行无线通信，各个空调插座由于比较分散，各采用一个ZigBee采集模块，等等。具体视表计的离散情况，集中在一起的用485总线连接一个模块，分散的分别连接一个模块。以这样的方式比较灵活，减少布线带来的困难。　　整个系统运行良好，已经在现场运行了一段时间。图10为一段时间内主进线电流趋势图，它实时反映了工厂这段时间内的电流情况，从而反映整个厂区的负荷情况。　　图11所示为一段时间内的进线回路各项参数的具体数值，它详细地记录了进线回路三相电压、电流、有功电能、无功能电能、功率因素、频率参数。整个厂区各回路电能汇总如图12所示，它记录了一段时间内各个回路的耗电情况，包括各回路进行柜的总电能及分支电能。5 　总结　　随着无线通信及ZigBee技术的迅速发展，基于ZigBee的电能管理系统也将渐渐得到人们的关注。ZigBee可以很好的解决有线通信方式布线难度大、成本高、不易维护和升级等问题，而且组网灵活性很高，在电能管理系统中应用前景非常广泛，而且在智能电网领域内也有着广泛的应用前景。　　本文介绍的ZigBee无线模块在ZigBee无线电能系统中得到了成功的应用，整个系统很好地对厂区中各路进线回路进行了监测，并能真实的反映厂区的负荷情况，将为节能减排做出应有的贡献。而为了使ZigBee无线电能管理系统能更好地发挥它的优势，还需不断优化系统中的软硬件设备。

我们公司是做实验室管理系统LIMS的，成功给几个比较大的实验室做过了，因为这些管理系统中的功能模块都有相似的地方，所以打算整理出每个功能模块的功能和价格这样一个文件，方便以后给别的客户做的时候报价。这种方法好么，大家讨论下。点击打开链接

模块功能叙述：样品预约：各申请部门可以网上预约提供测试的样品规格、数量、试验的方法、要求完成的期限等（以便计量测试中心及时协调安排）；此项要求可使用网页访问预约，并设定账号以确认需求者、需求时间及交货时间。样品管理：计量测试中心在接收到样品后样品管理：入账（样品规格、数量、试验的方法、完成时间），若不合格及时通知申请部门重新寄样等。样品管理 （保存、分装、领用、销毁）申请部门可以查询（跟踪进度）任务分配：1.计量测试中心在接收到样品进行任务分配（工作量查看，工作安排指定到具体部门、人员、通知及日志），以便跟踪进度；2.工作任务自动提醒：用户登录系统后，若有工作任务， 系统将弹出一个工作任务列表对话框，指示不同用户当前的工作安排，让用户随时了解需要处理的各项工作，避免工作的堆积。数据处理：1.计量测试中心人员在完成试验时进行数据处理，录机（样品规格、数量、试验的方法、测试数据、测试人员、时间、地点等各方面信息）； 2. 仪器接口方面：对于实验室仪器设备和数据系统可以方便地将仪器设备输出的数据进行集成。用户通过轻松的鼠标操作，就能将数据从各种仪器的输出文件中取出并保存到LIMS的数据库中。3.所有的原始记录都能服务于最需要得到它的授权用户（研发人员可依据相应的权限进行数据的查询）质量管理：通过图形的方式，直观表达实验室的质量情况。 1.实验室能力； 2.实验室资源使用率分析； 3.实验室成员组成； 4.系统能够对样品的分析结果进行监测，生成质量控制图、质量趋势统计、质量评价、质量预测；5、质量文件体系 ；6.实验室安全管理（应急预案）投诉处理；7.分包管理 ；8.特殊实验品处理、分析方法管理 ；9.质量评审、环境设施、能力比对、质量溯源等报表管理：1.计量测试中心人员将原始数据处理后（提取有用数据）自动生成统一的报表，检测者电子签名随检测者登陆身份自动生成，检测人员不可更改检测信息，但需要给予更高层角色更改数据的权限；2.中心负责人对自动生成的报表结果审核（人工审核，自动审核）检测结果及原始记录一旦经过最终审核站点，任何人（即使是检测者自身）也不能再行更改3.各申请部门可以网上进行报表的打印输出同时累计打印部门及相应的打印信息（使用网页访问）。综合查询：系统各级使用部门依据不同权限可根据样品来源、样品类型、检验结果、辖区分类等进行自由组合查询、分类统计汇总。（使用网页访问）资源管理：包括人员管理、仪器设备管理、样品管理、药品和标准品管理、文档管理、存储产品标准和方法标准库管理等等。可考虑以下必需：a.实验室经费管理： 管理实验室经费的使用情况，包括添加经费，追加经费，添加经费使用记录等； b.实验室设备管理：包含设备档案录入、设备领用归还、设备检索查阅、仪器周期检定、检定计划自动生成，超期检定名单筛选等多功能于一体；人员登陆人员身份录入，个人登陆密码设置；c. 物料管理： （试剂领用、辅助设备、备品备件、废弃物处理等）；d.实验室人员培训管理： 管理实验室管理员资质，外出培训，参加会议等信息。以及管理每次外出的经费情况等； e.实验室信息发布管理： 包括实验室制度信息发布，内部信息发布，以及日志等信息系统管理：实现系统个性化运作模块。 1.系统权限设置，产生不同的系统用户角色，使系统的权限机制不再死板； 2.数据备份，恢复。建议双机实时备份。帮助：详细说明该系统的各功能（用户使用指南）退出：退出该系统