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有關網上高校實驗室智慧電源管理系統的設計

      電源控制系統可實現對大型儀器裝置的實時遠端控制,不僅有利於實驗室的用電安全,使實驗室儘可能做到無人值守,而且有利於維護大型儀器裝置,提高資源的有效配置和利用率,促進教學與科研水平的提升。該系統主要根據刷卡機、電源控制箱、觸控式螢幕和簡訊服務四個控制功能及效能需求進行整體設計,基於 Zig Bee、GSM 和 STM32技術進行電源控制系統的研製。系統由無線通訊層和資訊處理層組成,無線通訊層由Zig Bee模組和 GSM 模組分別完成刷卡控制和短訊息通知,資訊處理層工作則由STM32模組完成。

刷卡機的功能:使用者可憑藉管理員授權的IC卡,刷卡後即可使用相應的儀器裝置,實現刷卡供電、刷卡斷電

簡訊服務功能:通過GSM收發短訊息可實現遠端控制電源的通斷

    網上這個例子採用無線方式來傳輸實驗室電源狀態資料,用到了Zigbee無線模組和 GSM 無線模組

Zigbee技術是一種近距離、低複雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用於距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子裝置之間進行資料傳輸。目前ZigBee採用2.4G高頻傳輸,傳輸距離在幾十米到2-3百米,不過受環境影響很大。而採用433M 低頻段設計的ZigBee又叫WBee 1002,內外擴大功放,低頻的抗干擾和強穿透效能,保證了zigbee模組最遠傳輸距離可達到4-6KM。ZigBee模組的產品如四信的F8913C、F8913D

    對比我們目前所做的電源管理系統,我們跟它的有很多相同點,比如都是採用STM32為核心板,用到了電源控制箱、觸控式螢幕。但是我們跟這個的區別還是很大的,我們採用的是RS485有線傳輸技術,利用的是上位機組態王軟體來實現遠端控制。

    一個是 zigbee線通訊技術,一個是RS485有線通訊技術。選擇哪個主要是依據所處環境和對資料可靠性還有時滯性的要求來決定。如果所處環境比較複雜,不適合佈線,那就用Zigbee技術如果對資料可靠性和時滯性要求較高,而且資料量較大,那就用485匯流排。

    由於我們是學校實驗室電源管理系統,所以所處環境比較良好,而且這有關實驗室的安全問題,所以需要資料的可靠性較高,以及學校的實驗室較多,傳輸的資訊量較大,所以綜合所有情況可知,我們比較適合採用有線的傳輸方式

    在控制方面,我們採用的是比較先進的上位機監控軟體,在組態王上可以實時地瞭解各個實驗室的電源狀態,不過目前我們還沒有新增遠端控制電源狀態,暫時只能實現監測功能。我們還開發了手機APP,讓實驗室管理員可以隨時隨地檢視各實驗室的電源情況。

參考文獻:

[1]王剛剛,楊燕,王正.基於物聯網的高校大型儀器裝置電源控制系統研究(二)[J].林業機械與木工裝置,2016,44(04):16-20.

[2]王剛剛,楊燕,王正.基於物聯網的高校大型儀器裝置電源控制系統研究(一)[J].林業機械與木工裝置,2016,44(03):20-24+28.