浅析无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统

摘 要：电能是日常生活中最重要的能源，但目前的电量耗能统计模式，无法对每台电器的用电量进行统计，无法获得电能消耗的详细信息。为提高电能的利用效率，研究人员提出了基于无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统技术，本文对此展开浅析。

关键词：无线传感网络；智能电量采集；硬件平台；监控系统

中图分类号：TP212 文献标识码：A

一、目前我国电量计量方式的问题与弊端

我国一直以来采取的电量计量方式，都是在一个规定的时间段内，对用户的所有电器耗电量总量进行统计并缴费的计量模式。在这样的计量方式下，用户只能清楚各自的总用电量情况，而无法获得每一件电器在这个时间段内的耗电量的详细数据，也就无法通过对电器用电的合理安排来实现节能的目的。

我国目前的电表电量计量方式还需要在规定时间内派出电量统计人员，挨门挨户的进行上门统计。在一户一表的情况下，繁重的工作任务会耗费大量的人力物力，产生人力资源的严重浪费，繁杂枯燥的工作也会降低工作人员的工作效率。

另外，偷电漏电一直是电力行业的一个重要问题，当下的电表电量计量方式无法有效地解决此问题。对于用户通过私自拉扯线路、驳接其他用户线路、擅自修改电表等各种方式进行偷电漏电的行为，电表电量计量方式无法在事情发生过程中进行解决，既让用户产生了经济上的损失和生活上的不便，也增加了工作人员的工作难度，这是电表电力计量一直难以解决的问题。

二、无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统的构成

（一）无线传感器网络的智能电量采集硬件平台

目前无线传感器网络的智能电量采集硬件平台主要分为两种：一是使用分流器进行流压转换，通过专用电能监测芯片对电力进行计算；二是通过霍尔传感器进行流压转换，使用微控制器以软件方式进行电力计算。

这两种智能电量采集硬件平台都是通过细粒度电量统计模式来进行数据统计的。它采集电量信息的方式，是通过对各个用电器在事先设定的很短时间内的用电量，与当前时间绑定后发送到管理中心，进行数据储存与融合的工作模式。通过这种工作模式，将用户各种电器的数据进行处理后，就能让用户详细了解任何一个电器的用电情况，进而对用电量做出有效规划，实现节能的目的。

（二）无线传感器网络的智能电量采集监控系统

无线传感器网络的智能电量采集监控系统主要是在电量计量系统中引进可视化系统。可视化系统包括数据呈现和远程控制两大内容，既可以为用户提供某一段时间内的用电量、当前的用电总量、不同电器的各自用电量等等信息，实现用户远程的访问与信息接收；也可以让用户通过在可视化系统界面的操作，实现远程控制用电设备开关的功能，提高电能使用效率，减少电能耗费。

三、无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统的意义

（一）可以实时向用户提供详细用电信息，制定节能计划

基于无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统，可以实现对用户单个用电器用电量的耗电情况与历史时段的耗能进行计量。在将这些数据按照用户要求通过可系统的处理后，及时地通过网络反馈给用户，让用户对用电信息有了更直观的了解。这样就可以帮助用户了解什么电器过多的消耗了电能，什么条件下使用电器可以节约电能，为用户制定节能计划提供了数据支持。

（二）可以制定节能目标并跟踪，有效地实现节能计划

通过无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统提供的用电信息，用户对电器用电信息有了详细的了解后，制定有效地节能计划。在计划的实施过程中，用户可以实时地监控各种电器是否超过了用电计划的用电量，是如何超出的，又有哪些用电量是可以进一步节约的等等。通过对用电量信息的对比、规划与监控，合理的控制使用各种电器，有效地实现节能计划。

（三）可以为电价制定提供数据辅助

通过无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统提供的用电信息，国家可以对用户用电的历史记录进行统计，对各用户的用电历史有着详细的了解，合理的安排整个用电系统内的用电规划，根据用电基数与超出部分的比例，合理地制定电价。

四、无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统的问题

（一）在控制系统上的开发不够

无线传感器网络的智能电量采集硬件平台主要针对的是电力能耗方面数据的统计，对用户历史电力耗用信息、各电器电量使用状况的数据统计；而监控系统主要的功能是对这些数据有效的按照用户要求，通过图表等方式直观地呈现在用户眼前，让用户对用电信息有着详细的了解。

虽然在系统中也存在着用户远程控制与电器设置定时开关两种措施，但在整个系统中，在提高电器电能使用效率的控制系统的开发上严重不足。过高程度的依赖于人工控制与定时控制，而忽略了人工控制的成本与效率，严重影响着系统的实际效果，降低了系统对提高电能使用效率产生的效果。为了更进一步实现无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统对电能使用效率的提高，必须加强控制系统的开发。通过更智能化的控制系统实现对电能使用的自动控制，有利于提高电能利用效率与电能节能的目的。

（二）可视化系统模块功能过于单一

在无线传感器网络的监控系统引入的可视化系统，功能主要集中在对电量使用数据的处理与呈现与简单的远程控制上，只具备了基本的查询与管理功能，对其他功能的开发严重不足。而在实际使用过程中，这两种基本功能远远不会满足用户的实际需求，简单枯燥的系统会使用户产生厌倦，不利于电能使用效率的提高。在以后的开发过程中，及时地与用户交流沟通，了解他们对系统其他功能的需求，增加更多的系统高级功能模块，让用户对系统产生依赖，更详细清楚地了解各个电器的用电信息，并能通过系统进行合理的控制，从而实现节约更多电能的目的。

结语

电能的利用在家庭和商业中占据着重要的地位，无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统是一种有效地提高电能利用效率、节约电能浪费、缓解能源压力的方式。但是在无线传感器网络的智能电量采集硬件平台和监控系统的开发与应用上仍然存在着众多问题，如何解决这些问题，将其更快地运用在现实生活中，是当下面临的重要课题。

参考文献

[1]张国芳，刘俊勇，吕林，等.计及负所得电量的并网辅助服务优化激励模型[J].电力自动化设备，2011（06）：79-83.