應用背景

　　交通銀行作為2010上海世博會商業銀行全球合作伙伴，為世博會獨家提供全方位金融服務，位于世博浦西園區內的交通銀行主網點每天將迎來大量參觀園區的游客。交通銀行邀請IBM協助構建網點內部的信息化展示系統，從而向人們傳達“綠色銀行”的理念。“綠色”理念的踐行之一就是建立網點的環境和能耗分項監測系統。 上海聚星儀器應邀為IBM設計并搭建網點能耗分項監測系統。

　　挑戰

　　能耗分項監測系統必須能實時、準確地獲取能耗數據，并“無縫”接入現場的信息展示系統中。 系統的現場安裝必須在場館落成之后進行，不能對已建成的電氣線路和建筑結構造成任何影響。此外，系統的待測線路位于不同機房的兩個配電箱中，需要完成分布式采集。

　　應用方案

　　根據展館的電氣設計圖，我們把展館劃分為六大功能區：展示大廳區域、休閑區、工作人員休息區、柜臺區、ATM區和機房，每個功能區分別對空調用電、插座用電和照明用電三項能耗進行統計。結合現場勘察，我們把展館的電氣線路和功能分區映射起來，監測18項能耗參數[1]。

　　為確保在短時間內實現系統的開發和部署，我們選用NI CompactRIO(cRIO)[2]和無線傳感器網絡(WSN)分別安裝在兩個配電箱中，通過Zigbee無線方式集中至cRIO集中處理?；贜I Labview和聚星的cRIO開發者套件，快速建立了一套高可靠性高性能的能耗分項監測系統。

　　系統硬件

　　傳感器

　　電能檢測參數包括電流、電壓和功率因素等[3]，為便于現場安裝，我們選取了輕巧的開啟式電流互感器對線路電流進行測量，采用導軌式變壓器將相電壓有效值從220V降至6V，滿足采集模塊±10V測量范圍。

　　數據采集和分析

　　系統的核心部分(數據采集和分析)采用cRIO和WSN平臺來實現，cRIO包括控制器NI cRIO-9014、底板NI cRIO-9113和兩塊模擬輸入NI 9205，完成64通道、采樣率1kS/s的數據采集和分析;無線傳感網絡由無線網關WSN 9071和兩個無線采集節點WSN 3202組成，無線節點安放在通道數較少的配電箱中，通過Zigbee方式把采集數據匯總至cRIO。

　　數據傳輸

　　作為嵌入式處理器，cRIO不僅擁有高處理性能，還支持各種傳輸方式。該系統中cRIO借助路由器的無線橋接功能，以Wi-Fi方式“無縫”接入現場局域網中，把監測結果發送至交行信息管理系統的數據服務器，供展館的顯示和記錄。由于展館外網接口受限，我們采用3G路由器，將cRIO監測結果直接發送至我們的Web服務器RIO-Mesh上，用戶通過Internet瀏覽器即可遠程實時查看測試結果。