基于Android平臺(tái)的節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

張雨+包依勤+陳長(zhǎng)偉

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大型建筑高耗能的問(wèn)題日益突出。高校作為大型公共機(jī)構(gòu)建筑的重要組成部分，策劃一些有效便捷的管理方案，對(duì)解決目前校園的能耗數(shù)據(jù)不完整、不全面，管理不到位、能源浪費(fèi)等現(xiàn)象具有巨大的實(shí)際意義。文章從節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)的發(fā)展需求開(kāi)始，介紹了節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)的架構(gòu)、Modbus規(guī)約和SQLite3數(shù)據(jù)庫(kù)，簡(jiǎn)述了基于安卓平臺(tái)的節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)所要研究的內(nèi)容，分析了系統(tǒng)的組成、采用的技術(shù)和通信手段，并從系統(tǒng)可靠性、實(shí)用性、安全性等出發(fā)，提出了一套基于ZigBee和移動(dòng)終端技術(shù)的節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。同時(shí)對(duì)方案進(jìn)行了比較全面的分析研究和探討。

關(guān)鍵詞：電能分析；監(jiān)管；節(jié)能；安卓應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2014）03-0024-04

0 引 言

“物聯(lián)網(wǎng)”的概念最早于1999年提出，即把所有物品通過(guò)信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）上，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報(bào)告指出：無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過(guò)因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行信息交換。

作為物聯(lián)網(wǎng)概念的一個(gè)能源分支，節(jié)能監(jiān)管也提上了新的日程。隨著科技的不斷進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化也跟著蓬勃發(fā)展，自動(dòng)化提高了生產(chǎn)力，同時(shí)也消耗了大量的能源，當(dāng)能源需求量不斷激增時(shí)，能源制造成本也將跟著大幅攀升。各行各業(yè)都面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行電費(fèi)已經(jīng)成為重要的成本支出，面臨著低利潤(rùn)以及高成本的雙重壓力，紛紛尋求各種高效的節(jié)能技術(shù)降低用電成本，透過(guò)監(jiān)控手段自動(dòng)監(jiān)測(cè)并管理能源使用狀況，以提高能源利用率，降低單位生產(chǎn)成本，除了可直接提升競(jìng)爭(zhēng)力外，還能兼顧節(jié)能減碳的環(huán)保責(zé)任。

1 節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)

Android平臺(tái)的節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)提供校園日常使用能耗的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢(xún)監(jiān)測(cè)、校園各種能源系統(tǒng)進(jìn)行集中管理的功能。校園節(jié)能監(jiān)控平臺(tái)和Android移動(dòng)手持設(shè)備可實(shí)現(xiàn)校園電能的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)及自動(dòng)化監(jiān)控和數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與存貯、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸和數(shù)據(jù)顯示，使學(xué)校管理部門(mén)對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行有效的監(jiān)控與管理，為校園節(jié)能降耗研究提供了真實(shí)數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)是一個(gè)基于Android智能終端的智能校園能源管理系統(tǒng)，它是集電能監(jiān)測(cè)與控制于一體，通過(guò)ARM嵌入式網(wǎng)關(guān)、ZigBee通信模塊、電力監(jiān)測(cè)儀表及Android智能終端構(gòu)成整個(gè)校園電能的監(jiān)管系統(tǒng)，主要綜合了電能電量的實(shí)時(shí)監(jiān)控監(jiān)督、電器開(kāi)關(guān)控制、危險(xiǎn)報(bào)警等功能。 本系統(tǒng)基于局域網(wǎng)，以TCP/IP協(xié)議Modbus規(guī)約傳輸多種控制信號(hào)，易于Internet連接和訪(fǎng)問(wèn)。Android節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 Android節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)框圖

2 節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容

2.1 采用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的主要技術(shù)包括智能監(jiān)測(cè)技術(shù)、ZigBee通信技術(shù)、ARM嵌入式網(wǎng)關(guān)技術(shù)和Android智能終端技術(shù)。智能監(jiān)測(cè)儀表接入電路中用于收集電能的相關(guān)信息及相關(guān)電器控制；ZigBee通信模塊通過(guò)TTL接口與智能檢測(cè)儀表相連構(gòu)成下層子網(wǎng)；ARM網(wǎng)關(guān)與下層子網(wǎng)間通過(guò)ZigBee進(jìn)行數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)控制；Android智能終端通過(guò)局域網(wǎng)（實(shí)際應(yīng)用時(shí)是通過(guò)Internet）與ARM網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換從而獲取對(duì)下層子網(wǎng)的控制及信息的采集顯示等。Android移動(dòng)終端的用戶(hù)程序提供給用戶(hù)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，ARM網(wǎng)關(guān)主要在Linux操作系統(tǒng)上通過(guò)QT程序?qū)崿F(xiàn)上下層的操作及電能的功能操作，ARM網(wǎng)關(guān)端的觸摸板供客戶(hù)操作控制。

目前所有的產(chǎn)品無(wú)外乎兩種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑河芯€(xiàn)方式和無(wú)線(xiàn)方式。有線(xiàn)方式即總線(xiàn)控制方式，如EIB、C-Bus、H-Bus、LonWorks、SCS、RS485等，有線(xiàn)方式由于因?yàn)樾枰M(jìn)行布置復(fù)雜的線(xiàn)路，對(duì)原有建筑造成不同程度的破壞，而且維護(hù)、擴(kuò)展有很多局限性，所以，采用有線(xiàn)通信方式的產(chǎn)品正在被逐漸淘汰。

無(wú)線(xiàn)方式包括射頻、載波、Wi-Fi、ZigBee、藍(lán)牙等。本文設(shè)計(jì)的節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)采用ZigBee組網(wǎng)方式，而目前國(guó)內(nèi)僅有個(gè)別廠(chǎng)家采用ZigBee組網(wǎng)方式，表1所列是對(duì)各種無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)方式的節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行的比較。

ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，主要適合于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功能。相對(duì)于現(xiàn)有的各種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，ZigBee技術(shù)是最低功耗和成本的技術(shù)，這些特點(diǎn)決定了在節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)中采用ZigBee組網(wǎng)是非常合適的。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可分為協(xié)調(diào)器（Coordinator）、匯聚節(jié)點(diǎn)（Router）、傳感器節(jié)點(diǎn)（EndDevice）三種角色。可在節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)1個(gè)協(xié)調(diào)器和多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的串口透明傳輸。圖2所示是協(xié)調(diào)器和多節(jié)點(diǎn)透明傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖。

圖2 協(xié)調(diào)器和多節(jié)點(diǎn)透明傳輸

系統(tǒng)中采用一個(gè)ZigBee模塊充當(dāng)ZigBee協(xié)調(diào)器，通過(guò)串口與ARM嵌入式網(wǎng)關(guān)相連，接收網(wǎng)關(guān)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，當(dāng)協(xié)調(diào)器收到數(shù)據(jù)后通過(guò)ZigBee廣播發(fā)給各個(gè)電表，報(bào)文中包含設(shè)備地址，對(duì)應(yīng)地址的電表做出動(dòng)作。

協(xié)調(diào)器處理多節(jié)點(diǎn)機(jī)制，為了記錄這個(gè)短地址我定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體來(lái)記錄每個(gè)節(jié)點(diǎn)的短地址，廣播時(shí)通過(guò)短地址循環(huán)發(fā)送給各個(gè)節(jié)點(diǎn)，處理反饋時(shí)，通過(guò)反饋的短地址，給對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)單獨(dú)發(fā)送。

數(shù)據(jù)發(fā)送有超時(shí)和防丟包機(jī)制。每次都會(huì)進(jìn)行計(jì)數(shù)比較，監(jiān)聽(tīng)報(bào)文計(jì)數(shù)，如果計(jì)數(shù)不對(duì)，就表明出現(xiàn)了丟包現(xiàn)象，函數(shù)就會(huì)給以丟包狀態(tài)，調(diào)用重發(fā)機(jī)制，同時(shí)通過(guò)字節(jié)數(shù)比較，監(jiān)聽(tīng)串口是否發(fā)送超時(shí)，如果超時(shí)給一定的延時(shí)，讓其穩(wěn)定發(fā)完。

2.2 Modbus規(guī)約

Modbus規(guī)約是國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，Modbus安全可靠、通俗易懂，作為本系統(tǒng)的通信方式，保證整個(gè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。

Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了控制器請(qǐng)求訪(fǎng)問(wèn)其它設(shè)備的過(guò)程，如何回應(yīng)來(lái)自其它設(shè)備的請(qǐng)求，以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。

Modbus通信規(guī)約主要有以下3個(gè)特點(diǎn)：

（1）標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放，用戶(hù)可以免費(fèi)、放心地使用Modbus協(xié)議，不需要交納許可證費(fèi)，也不會(huì)侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)；

（2）支持多種電氣接口，如RS232、RS485等，還可以在各種介質(zhì)上傳送，如雙絞線(xiàn)、光纖、無(wú)線(xiàn)等。

（3）Modbus的幀格式簡(jiǎn)單、緊湊，通俗易懂，表2所列為Modbus規(guī)約的信息結(jié)構(gòu)。

表 2 Modbus規(guī)約信息結(jié)構(gòu)

地址碼 功能碼 數(shù)據(jù)區(qū) 錯(cuò)誤校驗(yàn)碼

8位 8位 N × 8位 16位

2.3 SQLite3數(shù)據(jù)庫(kù)

SQLite是一款輕型的數(shù)據(jù)庫(kù)，是遵守ACID的關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是嵌入式的，而且目前很多嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)在使用，它占用資源非常低，在嵌入式設(shè)備中，可能只需要幾百KB的內(nèi)存就夠了。它能夠支持Windows、Linux、Unix等主流的操作系統(tǒng)，同時(shí)能夠跟很多程序語(yǔ)言相結(jié)合，比如 TCL、C#、PHP、Java等，還有ODBC接口，同時(shí)比MySQL、PostgreSQL的處理速度更快。

在嵌入式網(wǎng)關(guān)和智能終端程序中使用了SQLite3數(shù)據(jù)庫(kù)，在此數(shù)據(jù)庫(kù)中，主要定義3個(gè)表，即：電表的檔案表、電表歷史數(shù)據(jù)表、定時(shí)控制繼電器狀態(tài)表。

表3所列為電表的檔案表，表中對(duì)每個(gè)電表的一些信息進(jìn)行了記錄。

表4為電表歷史數(shù)據(jù)表，記錄了由檔案表中的interval字段而決定的獲取時(shí)間間隔數(shù)據(jù)，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

表4 電表歷史數(shù)據(jù)表

ID realtime addr Ua Ub Uc Ia Ib Ic P

自增唯一 插入數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)間 電表

地址 A相

電壓 B相

電壓 C相

電壓 A相

電流 B相

電流 C相

電流 功率

表5為定時(shí)控制繼電器狀態(tài)表，記錄了每塊電表的兩個(gè)繼電器所需要的開(kāi)通時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間，分別指的是：在關(guān)的時(shí)間段之后，繼電器狀態(tài)需由服務(wù)器發(fā)送關(guān)指令讓其關(guān)閉，達(dá)到節(jié)能效果，避免無(wú)故浪費(fèi)電能；在開(kāi)的時(shí)間段內(nèi)，就不需要再主動(dòng)控制繼電器的狀態(tài)，根據(jù)當(dāng)天需要手動(dòng)通電即可。

表5 定時(shí)控制繼電器狀態(tài)表

ID addr R1_on_time R1_off_time R2_on_time R2_off_time

自增唯一 電表地址 繼電器1

開(kāi)時(shí)間 繼電器1

關(guān)時(shí)間 繼電器2

開(kāi)時(shí)間 繼電器2

關(guān)時(shí)間

3 ARM嵌入式網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)

ARM嵌入式網(wǎng)關(guān)采用三星S2C2440，內(nèi)嵌Linux 2.6操作系統(tǒng)和USB、SD卡、以太網(wǎng)、串口等驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、開(kāi)關(guān)的通斷、數(shù)據(jù)管理等功能。在網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中采用C/S軟件架構(gòu)，有服務(wù)器和可視化軟件客戶(hù)端（QT界面），服務(wù)器與多功能電表的串口設(shè)備通信實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)和控制，服務(wù)器采用多線(xiàn)程架構(gòu)和使用TCP數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)與智能終端通信的功能，多線(xiàn)程架構(gòu)解決了多客戶(hù)端與服務(wù)器鏈接所引起的并發(fā)問(wèn)題，很好地解決了并發(fā)所帶來(lái)的弊端，實(shí)現(xiàn)多客戶(hù)端同時(shí)鏈接和同時(shí)請(qǐng)求的功能。

3.1 服務(wù)器程序流程

該系統(tǒng)的服務(wù)器程序流程如下：

（1）串口設(shè)備的初始化

在Linux系統(tǒng)中，先對(duì)串口設(shè)備1（/dev/ttySAC1）初始化，保證后面的所有代碼能夠調(diào)用這個(gè)設(shè)備進(jìn)行讀寫(xiě)操作；

（2）自動(dòng)獲取電表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)線(xiàn)程的啟動(dòng)

啟動(dòng)一個(gè)線(xiàn)程，再根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的ammeter file table表中的interval字段設(shè)置自動(dòng)采集每塊電表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中；

（3）定時(shí)控制多功能電表繼電器狀態(tài)線(xiàn)程的啟動(dòng)

啟動(dòng)一個(gè)線(xiàn)程，然后根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的ammeter relay control table繼電器控制表中的各個(gè)繼電器的字段來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)開(kāi)關(guān)繼電器；

（4）服務(wù)器端對(duì)客戶(hù)端的監(jiān)聽(tīng)

就是對(duì)服務(wù)端的Socket套接字的初始化，監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)卡上的所有IP地址，并創(chuàng)建服務(wù)器線(xiàn)程等待客戶(hù)端鏈接，當(dāng)有客戶(hù)端鏈接后，創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程與客戶(hù)端進(jìn)行Socket通信，實(shí)時(shí)維護(hù)客戶(hù)端的請(qǐng)求。

3.2 程序使用的機(jī)制

3.2.1 實(shí)行多線(xiàn)程機(jī)制

程序中要實(shí)現(xiàn)諸多功能，自動(dòng)定時(shí)獲取每塊多功能電表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，定時(shí)控制電表的繼電器狀態(tài)（實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控大樓的電的通與斷），實(shí)時(shí)接收客戶(hù)端的鏈接請(qǐng)求，實(shí)時(shí)處理客戶(hù)端的數(shù)據(jù)、功能請(qǐng)求等功能。多線(xiàn)程機(jī)制實(shí)現(xiàn)了同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)或客戶(hù)端的請(qǐng)求，增加了服務(wù)器對(duì)某些任務(wù)處理的實(shí)時(shí)性。

3.2.2 共享資源的多線(xiàn)程之間的互斥機(jī)制

在服務(wù)器這個(gè)系統(tǒng)中，每一個(gè)客戶(hù)端線(xiàn)程和自動(dòng)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)線(xiàn)程，都有可能在同一個(gè)時(shí)刻或同一個(gè)時(shí)段去使用一個(gè)資源，即串口設(shè)備（ttySAC1），當(dāng)多個(gè)線(xiàn)程對(duì)這個(gè)設(shè)備進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)紊亂，每個(gè)線(xiàn)程得到的大多不是自己的數(shù)據(jù)，為了解決這個(gè)問(wèn)題，使用了線(xiàn)程之間的互斥機(jī)制，使用一把鎖（mutex），如果一個(gè)線(xiàn)程在申請(qǐng)獲得這把鎖時(shí)，發(fā)現(xiàn)鎖已被其他線(xiàn)程所擁有，則須等待其他線(xiàn)程釋放后，再一起和其他線(xiàn)程競(jìng)爭(zhēng)這把鎖，有效解決了數(shù)據(jù)紊亂的現(xiàn)象。

4 Android智能終端軟件的設(shè)計(jì)

4.1 Android智能終端軟件的主要功能

（1）大樓的管理

包括修改、查看、刪除、還有添加功能，主要針對(duì)大樓的名稱(chēng)、IP地址、端口號(hào)、大樓的層數(shù)以及地址碼進(jìn)行操作。

（2）電表的管理

包括修改、查看、刪除、還有添加功能，主要針對(duì)電表的地址碼進(jìn)行操作。

（3）大樓的電能分析

大樓中的電表分為總表和分表，針對(duì)每一個(gè)表的功率和電量進(jìn)行分析，以餅狀圖的形式表現(xiàn)出來(lái)，讓用戶(hù)直觀(guān)地看到電能量的分析；計(jì)算了總表和分表的電量差，可以判斷偷電漏電情況；根據(jù)電量算出了損耗率。

（4）電表的電能量實(shí)時(shí)顯示

點(diǎn)擊抄表按鈕可以獲取當(dāng)前表的電能量分析，主要包括：A相電壓、B相電壓、C相電壓；A相電流、B相電流、C相電流；AC相電壓、BC相電壓、AC相電壓；有功功率、無(wú)功功率、功率因素、頻率等信息。

（5）繼電器的開(kāi)關(guān)控制

每個(gè)電表上有兩個(gè)繼電器，可以通過(guò)相關(guān)的按鈕來(lái)實(shí)時(shí)控制其開(kāi)關(guān)，通過(guò)設(shè)置繼電器的開(kāi)關(guān)時(shí)間來(lái)節(jié)約電能。

（6）電表電能量曲線(xiàn)圖

曲線(xiàn)圖每隔15 s獲取一次當(dāng)前表的實(shí)時(shí)信息，其中包括：A相電壓、B相電壓、C相電壓；A相電流、B相電流、C相電流并通過(guò)曲線(xiàn)圖的方式顯示出來(lái)，讓用戶(hù)直觀(guān)地看到電壓、電流的變換。

4.2 智能終端軟件的實(shí)現(xiàn)

4.2.1 界面顯示模塊的實(shí)現(xiàn)

主要實(shí)現(xiàn)對(duì)接收到的報(bào)文數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形化顯示功能：利用按鈕、曲線(xiàn)圖、餅狀圖等圖形化工具來(lái)更加直觀(guān)高效地顯示數(shù)據(jù)，圖3所示是其界面流程圖。

圖3 界面流程圖

4.2.2 報(bào)文處理模塊的實(shí)現(xiàn)

主要是對(duì)報(bào)文進(jìn)行校驗(yàn)和解析，并且對(duì)解析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終轉(zhuǎn)化成可以顯示給用戶(hù)的信息。圖4所示是該系統(tǒng)中的報(bào)文解析流程圖。

圖4 報(bào)文解析的流程圖

4.2.3 大樓與電表的管理模塊

通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理大樓，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)大樓信息和電表信息的添加、刪除、修改、查詢(xún)等功能。

5 系統(tǒng)主要特點(diǎn)

本系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)，功耗低、可靠性高、自組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)容量大、成本低、數(shù)據(jù)安全性高、通用性好；

該系統(tǒng)采用了嵌入式網(wǎng)關(guān)技術(shù)，具有服務(wù)器和QT客戶(hù)端功能，手機(jī)連接服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和通信功能，QT客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)參數(shù)的設(shè)定、數(shù)據(jù)的顯示和曲線(xiàn)的查詢(xún)等功能；

系統(tǒng)采用移動(dòng)終端技術(shù)，可通過(guò)手機(jī)平臺(tái)對(duì)校園用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理，防止意外事故發(fā)生，增強(qiáng)了校園的安全性，創(chuàng)建和諧校園。

本系統(tǒng)以智能、節(jié)能、遠(yuǎn)程、便捷、科學(xué)管理的理念為主要設(shè)計(jì)思想，擁有遠(yuǎn)程和本地兩個(gè)用戶(hù)操作平臺(tái)，可以讓用戶(hù)更方便實(shí)時(shí)地掌握校園用電情況，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電，實(shí)時(shí)控制用電，動(dòng)態(tài)分析用電，并且具有定時(shí)開(kāi)關(guān)功能，給用戶(hù)提供更方便、更智能的服務(wù)，體現(xiàn)了科學(xué)管理的思想。

6 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)基于Android平臺(tái)的節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行了研究與探討，在分析了節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)的架構(gòu)、Modbus規(guī)約和SQLite3數(shù)據(jù)庫(kù)層次后，提出了一套基于ZigBee和Android平臺(tái)的節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)和移動(dòng)終端技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用在節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)中具有諸多顯著特點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)通信方式比較后，在節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)中選擇ZigBee通信技術(shù)，在自動(dòng)化通信領(lǐng)域具有很好的優(yōu)勢(shì)；在應(yīng)用中選擇移動(dòng)終端技術(shù)，具有基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和可靠的嵌入式等特點(diǎn)，使節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)具有智能化和可移動(dòng)性；基于Android平臺(tái)的節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)在學(xué)校中的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)，使學(xué)校管理部門(mén)對(duì)能源管理有了高效的監(jiān)管手段。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 于明，范書(shū)瑞，增祥燁.ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[2] BOVET D P， CESATI M.深入理解Linux內(nèi)核[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007.

[3] E2ECloud工作室.深入淺出Google Android應(yīng)用開(kāi)發(fā)詳解[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[4] BLANCHETTE Jasmin. C++ GUI Qt4編程（第2版）[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[5] 劉金嶺.數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[6] 包依勤.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)的研究與探討[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2013，3（7）：38-41

[7] 包依勤.基于智能終端的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的課程建設(shè)探討[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012，2（7）：66-68.

[8] 田森，李大和.用Android開(kāi)發(fā)手機(jī)應(yīng)用[J].程序員，2008（1）：25-27.

[9] 原羿，蘇鴻根.基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件.2004，21（6）：89-91.

[10]金純，羅祖秋，羅風(fēng)，等.ZigBee技術(shù)基礎(chǔ)及案例分析[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2008.

[11] 宋杰，黨李成，郭振朝，等. Android OS手機(jī)平臺(tái)的安全機(jī)制分析和應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2010（6）：158-161.

[12] 王保羅.Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

Implementation of energy-saving supervision system based on Android platform

ZHANG Yu， BAO Yi-qin， CHEN Chang-wei

（School of Mathematics and information Technology， Nanjing Xiaozhuang University， Nanjing 210017， China）

Abstract： With the rapid development of Chinas economy， energy problem of large-scale building is increasingly prominent. As an important part of large public institution buildings， colleges and universities planed some effective and convenient management solution which has a great practical significance in solving the problems of incomplete campus energy consumption data， lack of management and lots of the energy waste. Starting from the development demands， the structure of the energy-saving supervision system， the Modbus code and SQLite3 are introduced， and the research content of the system based on Android platform is briefly introduced. The system composition， adopted technology and communication method are analyzed， and start from the reliability， practicability and safety， a solution of the energy-saving supervision system based on ZigBee and mobile terminator technology is proposed. Meanwhile， a comprehensive analysis and discussion of the solution are proposed， in order to provide a guidance and promotion for the development of the energy management

Keywords： power quality analysis； supervision； energy conservation； Android application

（School of Mathematics and information Technology， Nanjing Xiaozhuang University， Nanjing 210017， China）

Abstract： With the rapid development of Chinas economy， energy problem of large-scale building is increasingly prominent. As an important part of large public institution buildings， colleges and universities planed some effective and convenient management solution which has a great practical significance in solving the problems of incomplete campus energy consumption data， lack of management and lots of the energy waste. Starting from the development demands， the structure of the energy-saving supervision system， the Modbus code and SQLite3 are introduced， and the research content of the system based on Android platform is briefly introduced. The system composition， adopted technology and communication method are analyzed， and start from the reliability， practicability and safety， a solution of the energy-saving supervision system based on ZigBee and mobile terminator technology is proposed. Meanwhile， a comprehensive analysis and discussion of the solution are proposed， in order to provide a guidance and promotion for the development of the energy management

Keywords： power quality analysis； supervision； energy conservation； Android application

（School of Mathematics and information Technology， Nanjing Xiaozhuang University， Nanjing 210017， China）

Abstract： With the rapid development of Chinas economy， energy problem of large-scale building is increasingly prominent. As an important part of large public institution buildings， colleges and universities planed some effective and convenient management solution which has a great practical significance in solving the problems of incomplete campus energy consumption data， lack of management and lots of the energy waste. Starting from the development demands， the structure of the energy-saving supervision system， the Modbus code and SQLite3 are introduced， and the research content of the system based on Android platform is briefly introduced. The system composition， adopted technology and communication method are analyzed， and start from the reliability， practicability and safety， a solution of the energy-saving supervision system based on ZigBee and mobile terminator technology is proposed. Meanwhile， a comprehensive analysis and discussion of the solution are proposed， in order to provide a guidance and promotion for the development of the energy management

Keywords： power quality analysis； supervision； energy conservation； Android application