世博会绿色交行能耗分项监测

　　系统软件

　　聚星cRIO开发者套件

　　聚星cRIO开发者套件定义了一个标准化的软件框架，以动态调用的方式并行实现了数据采集和分析、数据上传和命令响应、数据流盘、调试接口等诸多功能，适用于所有的cRIO平台。此外，该套件提供一组模块化的VI库，对不同类型信号的采集任务模块化与规范化，兼顾了效率优化和功能拓展等需求。基于cRIO开发者套件的软件框架和VI库，用户只需简单的配置和修改，就可以快速建立定制化的数采记录系统，缩短开发周期，节约开发成本。同时，软件的高度标准化和模块化，便于系统的拓展，如硬件的更新、测点的增加和修改等。

　　能耗监测系统的软件设计采用了cRIO开发者套件中的标准框架和模块，实现了72通道能耗的分项数据采集和电能质量的分析，不但获取了实时耗电量信息，还实现了电能质量分析，计算出线路的功率因数和谐波系数，并通过能耗统计模型，为能耗管理提供数据依据。

　　人机交互界面

　　聚星cRIO开发者套件定义了TCP数据包格式和指令格式，上位机只需按照预定义的数据格式解析和封装即可实现与cRIO的数据交互。此外，cRIO开发者套件还提供了C#、Java、Delphi等开发语言的上位机TCP数据通讯例程，便于用户根据编程语言习惯进行非Labview的上位机设计，实现与cRIO的数据交互。

　　世博交行馆能耗监测的人机交互界面位于展示大厅的一台触摸屏电脑上，需要用Java语言完成数据显示、数采指令传递等程序设计^[4]。服务器端上位机Java程序根据cRIO的数据格式进行解析获取各分项能耗数据，写入指定xml文件中，Flash读取xml文件的数值进行动画显示，如图3所示。Flash中以不同颜色示意不同功能分区，以高度值反映分区的用电总量。同时，Flash中饼图显示了空调用电、插座用电和照明用电的比重。

　　RIO-Mesh Web服务器

　　为了给客户一个简单易用的网络平台，用于记录、查询和管理传感数据，聚星建立了Web数据服务器RIO-Mesh(www.rio-mesh.net)。用户在该服务器上建立帐户后可以像博客系统一样实时发布、查看和集中管理分布式传感器数据。

　　测试系统部署现场后，cRIO通过Internet将采集数据上传至RIO Mesh相应目录，远端用户不需要安装任何软件，通过Web浏览器即可查看和管理远程系统的测试结果。如图4所示，cRIO以1S/min的速率将18项能耗统计结果上传至RIO-Mesh服务器，在Web浏览器中通过数据回放分析各项能耗的数值和变化趋势。

　　结论

　　基于NI cRIO和WSN平台，我们在已经完工的交行馆中构建了分布式监测系统，实现了展馆的能耗分项监测[5]。WSN节点采集数据通过无线网关传输到本地处理器CompactRIO中进行确定性控制、数据记录和分析。

　　cRIO内嵌了性能强大的工业级实时控制器，并支持多种采集模块，能够实现电流和电压的高速同步采集，还可以进行电能质量的分析，计算功率因数和谐波系数，并判断电能的品质。借助聚星的cRIO软件开发者套件，节约了大量的软件开发时间，2周即完成了整个系统的设计和实施。

　　此外，借助于不断发展的通信技术，NI CompactRIO可以结合最新的3G技术，将数据集中上传RIO-Mesh网络数据库，此外也可以将处理结果发送回手机、互联网、PDA中，供用户实时查看。