基于传感器网络的工业能耗实时监测与安全预警系统

一、项目概述

1.1 引言

在工业领域，节能减排是国家提出的战略要求，同时也是企业发展的方向，这对于降低了企业的生产成本具有重大意义。以中国钢铁企业宝钢为例，可近似估算，宝钢2009年的钢铁年产量约为3000万吨，吨钢能源成本约为1000元，能源成本为300万亿，如果能够提高1%的能源利用率，可节约能源成本3万亿，而宝钢仅仅只是中国的一家企业，由此可见，在节能减排方面的研究所具有的巨大市场价值。更为细致的来看，在连续生产型的企业中，保障流水线的持续工作减少了因某个环节的故障带来的重大损失。在电力生产型企业中，其配电装置的正常工作对于企业的持续生产具有重大意义。

本方案将实现各个生产设备和配电盒的能耗和温度检测。通过对能耗历史数据的处理，使得能耗数据实现可视化，对于企业找到重大耗能设备，精打细算地管理能耗，进一步加强节能减排工作有重要意义。同时，对设备温度的实时检测可以侦测流水线、配电装置是否工作异常，当发生异常现象是，通过及时报警，能够最大限度地降低异常状况带来的损失。由已有的历史数据也可以对于未来的能耗和温度变化趋势作出预测，从而能够提醒管理者何时温度可能出现异常，提醒其采取措施或者进行检修。

总的来看，能耗检测能够帮助企业进行节能减排工作，降低企业的能源成本，温度检测对于防范故障带来的损失有重大意义。

1.2 项目简介

本项目在系统架构上包含传感器节点、汇聚节点和管理节点的三个部分，如下图所示：

图一

传感器节点由EVK1100的硬件平台配合传感器实现，将安置在每一个需要测量的生产设备和配电盒上，测量并显示该设备的功率和温度信息，同时将测得的数据通过通信模块及时发送给相应的汇聚节点，如果信息异常，会在发送的数据中加入报警信号。汇聚节点由一台PC机、负责通信的硬件以及发出报警信号的硬件共同实现，将为每一个生产车间，或者为一定数量的生产设备配备一个汇聚节点。它能够存储传感器节点的历史信息，并分析一定范围内的生产设备的工况，最终将得到的数据发送给管理节点，交给管理节点处理。管理节点可以由多台PC机构成，为整个企业能耗与温度监测的信息综合中心，能够在这里看到企业内部所有生产设备的相应信息，从而为企业执行者决策提供依据。