世博會(huì )綠色交行能耗分項監測

　　系統軟件

　　聚星cRIO開(kāi)發(fā)者套件

　　聚星cRIO開(kāi)發(fā)者套件定義了一個(gè)標準化的軟件框架，以動(dòng)態(tài)調用的方式并行實(shí)現了數據采集和分析、數據上傳和命令響應、數據流盤(pán)、調試接口等諸多功能，適用于所有的cRIO平臺。此外，該套件提供一組模塊化的VI庫，對不同類(lèi)型信號的采集任務(wù)模塊化與規范化，兼顧了效率優(yōu)化和功能拓展等需求?；赾RIO開(kāi)發(fā)者套件的軟件框架和VI庫，用戶(hù)只需簡(jiǎn)單的配置和修改，就可以快速建立定制化的數采記錄系統，縮短開(kāi)發(fā)周期，節約開(kāi)發(fā)成本。同時(shí)，軟件的高度標準化和模塊化，便于系統的拓展，如硬件的更新、測點(diǎn)的增加和修改等。

　　能耗監測系統的軟件設計采用了cRIO開(kāi)發(fā)者套件中的標準框架和模塊，實(shí)現了72通道能耗的分項數據采集和電能質(zhì)量的分析，不但獲取了實(shí)時(shí)耗電量信息，還實(shí)現了電能質(zhì)量分析，計算出線(xiàn)路的功率因數和諧波系數，并通過(guò)能耗統計模型，為能耗管理提供數據依據。

　　人機交互界面

　　聚星cRIO開(kāi)發(fā)者套件定義了TCP數據包格式和指令格式，上位機只需按照預定義的數據格式解析和封裝即可實(shí)現與cRIO的數據交互。此外，cRIO開(kāi)發(fā)者套件還提供了C#、Java、Delphi等開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的上位機TCP數據通訊例程，便于用戶(hù)根據編程語(yǔ)言習慣進(jìn)行非Labview的上位機設計，實(shí)現與cRIO的數據交互。

　　世博交行館能耗監測的人機交互界面位于展示大廳的一臺觸摸屏電腦上，需要用Java語(yǔ)言完成數據顯示、數采指令傳遞等程序設計^[4]。服務(wù)器端上位機Java程序根據cRIO的數據格式進(jìn)行解析獲取各分項能耗數據，寫(xiě)入指定xml文件中，Flash讀取xml文件的數值進(jìn)行動(dòng)畫(huà)顯示，如圖3所示。Flash中以不同顏色示意不同功能分區，以高度值反映分區的用電總量。同時(shí)，Flash中餅圖顯示了空調用電、插座用電和照明用電的比重。

　　RIO-Mesh Web服務(wù)器

　　為了給客戶(hù)一個(gè)簡(jiǎn)單易用的網(wǎng)絡(luò )平臺，用于記錄、查詢(xún)和管理傳感數據，聚星建立了Web數據服務(wù)器RIO-Mesh(www.rio-mesh.net)。用戶(hù)在該服務(wù)器上建立帳戶(hù)后可以像博客系統一樣實(shí)時(shí)發(fā)布、查看和集中管理分布式傳感器數據。

　　測試系統部署現場(chǎng)后，cRIO通過(guò)Internet將采集數據上傳至RIO Mesh相應目錄，遠端用戶(hù)不需要安裝任何軟件，通過(guò)Web瀏覽器即可查看和管理遠程系統的測試結果。如圖4所示，cRIO以1S/min的速率將18項能耗統計結果上傳至RIO-Mesh服務(wù)器，在Web瀏覽器中通過(guò)數據回放分析各項能耗的數值和變化趨勢。

　　結論

　　基于NI cRIO和WSN平臺，我們在已經(jīng)完工的交行館中構建了分布式監測系統，實(shí)現了展館的能耗分項監測[5]。WSN節點(diǎn)采集數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)傳輸到本地處理器CompactRIO中進(jìn)行確定性控制、數據記錄和分析。

　　cRIO內嵌了性能強大的工業(yè)級實(shí)時(shí)控制器，并支持多種采集模塊，能夠實(shí)現電流和電壓的高速同步采集，還可以進(jìn)行電能質(zhì)量的分析，計算功率因數和諧波系數，并判斷電能的品質(zhì)。借助聚星的cRIO軟件開(kāi)發(fā)者套件，節約了大量的軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間，2周即完成了整個(gè)系統的設計和實(shí)施。

　　此外，借助于不斷發(fā)展的通信技術(shù)，NI CompactRIO可以結合最新的3G技術(shù)，將數據集中上傳RIO-Mesh網(wǎng)絡(luò )數據庫，此外也可以將處理結果發(fā)送回手機、互聯(lián)網(wǎng)、PDA中，供用戶(hù)實(shí)時(shí)查看。