與北京科技大學自動化學院建立產學研實踐基地項目介紹

 

北京科技大學于1952年由天津大學（原北洋大學）、清華大學等6所國內著名大學的礦冶系科組建而成，現已發展成為以工為主，工、理、管、文、經、法等多學科協調發展的教育部直屬全國重點大學，是全國首批正式成立研究生院的高等學校之一。1997年5月，學校首批進入國家“211工程”建設高校行列。2006年，學校成為首批“985工程”優勢學科創新平臺建設項目試點高校。

2015年11月，北京科技大學自動化學院學院同北京市住宅建筑設計研究院有限公司簽訂合作協議。近年來，住宅院同北京科技大學自動化學院在企業內部建立產學研合作與實踐教學基地，合作開發了基于BIM和電力線載波通信的智能建筑與能效管理系統，在此基礎上，搭建了基于大數據+云平臺的物聯網智能監測實訓平臺。主要包括：

1.     智能網關（MZX-GWN-001）

功能簡介：

基于32bit高性能微控制器，完成下行節點的數據采集、存儲、轉發功能和上行服務器數據的解析、處理、轉發等功能。具體參數如下：

上行通信接口：

GPRS通信模塊，支持2個IP地址同時在線；WIFI通信模塊，支持Station和AP雙模雙在線。

下行通信接口：

電力線載波（調制方式：FSK，500bps）、RS485工業總線、CAN總線。

存儲容量：8GB

支持的通信協議：376.1-2009、376.2-2009、DLT645-2007

2.     電力線三相電量采集節點（MZX-PLCD-01）

功能簡介：

實時采集三相負載總耗能，采集精度S2級，通過電力線載波上傳給智能網關。

載波通信參數：

調制方式FSK

數據速率500bps

支持載波自組網

支持376.2-2009和DLT645-2007標準（FXXC模塊）

3.     電力線照明電量采集節點（MZX-PLCD-01）、電力線插座電量采集節點（MZX-PLCD-02）、電力線空調電量采集節點（MZX-PLCD-03）、電力線風扇電量采集節點（MZX-PLCD-04）

功能簡介：

實時采集單相負載耗能（照明、空調、插座、風扇等），采集精度S2級，通過電力線載波上傳給智能網關。

載波通信參數：

調制方式FSK

數據速率500bps

支持載波自組網

支持376.2-2009和DLT645-2007標準（FXXC模塊）

4.     電力線環境采集節點（MZX-PLCH-04）（四合一）

功能簡介：

實時采集室內環境參數（包括溫度、濕度、PM2.5、CO2等），通過電力線載波上傳給智能網關。

載波通信參數：

調制方式FSK

數據速率500bps

支持載波自組網

支持376.2-2009和DLT645-2007標準（FXXC模塊）

檢測參數：

溫度：檢測誤差±1攝氏度；

濕度：檢測誤差±5%；

PM2.5：檢測精度±10%FS；

CO2：檢測精度±10%FS。

注：可選配七合一或者十合一版本。

5.     485總線環境采集節點（MZX-RS485H-04）（四合一）

功能簡介：

實時采集室內環境參數（包括溫度、濕度、PM2.5、CO2等），通過RS485總線上傳給智能網關。

RS485通信參數：

通信波特率：115200bps

支持376.2-2009和DLT645-2007標準（FXXC模塊）

檢測參數：

溫度：檢測誤差±1攝氏度；

濕度：檢測誤差±5%；

PM2.5：檢測精度±10%FS；

CO2：檢測精度±10%FS。

注：可選配七合一或者十合一版本。

6.     CAN總線環境采集節點 （MZX-CANH-04）（四合一）

功能簡介：

實時采集室內環境參數（包括溫度、濕度、PM2.5、CO2等），通過CAN總線上傳給智能網關。

CAN總線通信參數：

通信波特率：100Kbps

支持376.2-2009和DLT645-2007標準（FXXC模塊）

檢測參數：

溫度：檢測誤差±1攝氏度；

濕度：檢測誤差±5%；

PM2.5：檢測精度±10%FS；

CO2：檢測精度±10%FS。

注：可選配七合一或者十合一版本。

7.     電力線開關窗檢測節點（MZX-PLCC-01）

功能簡介：

實時采集窗戶的開關狀態，并通過電力線載波上傳給智能網關。

載波通信參數：

調制方式FSK

數據速率500bps

支持載波自組網

支持376.2-2009和DLT645-2007標準（FXXC模塊）

8.     電力線人流量檢測節點（MZX-PLCR-01）

功能簡介：

基于視頻流和人工智能算法，實時采集室內人員數量，并通過電力線載波上傳給智能網關。

載波通信參數：

調制方式FSK

數據速率500bps

支持載波自組網

支持376.2-2009和DLT645-2007標準（FXXC模塊）

9.     LabVIEW監測平臺（MZX-NLV-01）

功能簡介：

實時接收智能網關上報的各節點數據，并以時間曲線、圖表等形式展示；

通過TCP/IP讀取和配置智能網關參數；

可以查詢智能網關中的節點歷史數據；

啟動與停止智能組網等；

支持376.2-2009和DLT645-2007標準

10.   云平臺服務端（MZX-CSR-01）

功能簡介：

用于與智能網關的實時通信、鏈路管理與維護；

存儲接收的智能網關上報的數據；

通過以太網與客戶端進行通信；

支持376.2-2009和DLT645-2007標準

11.   云平臺客戶端 （MZX-CCT-01）

功能簡介：

用于與服務端通信，讀取云平臺服務端的數據，并以可視化的界面展示。

支持376.2-2009和DLT645-2007標準。

12.   BIM三維展示平臺（MZX-BIM- 01）

功能簡介：

通過3D可視化環境將各節點采集的數據與建筑模型融合，實時顯示建筑中各項參數的具體數值，為綠色建筑能耗管理與優化，提供可視化的演示環境。

系統架構如下圖所示：

 

 

 

 

基于該平臺可以開設以下實訓項目：

1.     基于電力線載波的物聯網節點設計；

2.     基于電力線載波與無線混合組網的物聯網節點設計；

3.     基于STM32的電力線載波通信系統、無線通信系統；

4.     基于STM32F4的電力線載波智能網關設計；

5.     基于STM32F4的（GPRS/WIFI/4G）智能網關設計；

6.     基于STM32F4的智能網關在線升級系統設計；

7.     基于LabVIEW的物聯網云平臺設計；

8.     基于LabVIEW的物聯網在線監測平臺設計；

9.     基于LabVIEW的物聯網數據平臺設計；

10.   基于LabVIEW和SQL的大數據存儲平臺設計。

11.   基于GPRS/WIFI/4G和電力線載波/無線/RS485/CAN總線的智能家居實訓系統設計；

12.   基于GPRS/WIFI/4G和電力線載波/無線/RS485/CAN總線的智能樓宇實訓系統設計；

13.   基于GPRS/WIFI/4G和電力線載波/無線/RS485/CAN總線的能耗監測實訓系統設計。

 

 

聯系人：北京市住宅建筑設計研究院有限公司  王國建 15810222311

              北京科技大學 楊旭 13810173659