zi gBee技術(shù)下的銀行智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

陳冰冰　陳興海

【摘要】銀行智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是智慧銀行成功運(yùn)行的有效保障.目前銀行網(wǎng)點存在人員工作環(huán)境相對封閉，空氣質(zhì)量差；原輔助系統(tǒng)智能化程度低等問題；本文基于ZigBee技術(shù)建立一套集供電、地?zé)?、火險報警、燈光、新風(fēng)及空調(diào)為一體的銀行環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)，輔助銀行網(wǎng)點主營業(yè)務(wù)正常運(yùn)行.該系統(tǒng)以ZigBee傳輸模塊以及多種環(huán)境信息采集模塊為主體，將原來分散獨立的銀行環(huán)境模塊智能的統(tǒng)一起來，全方位的結(jié)合控制，有效降低資源浪費(fèi)率，將整個環(huán)境的控制變得智能化.通過本文系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)能夠提升傳統(tǒng)四大銀行的硬件服務(wù)實例，同時起到節(jié)約能源的效果.

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；ZigBee技術(shù)；智能環(huán)境

【基金項目】吉林省科技發(fā)展計劃項目（20140204045NY）

引言

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的高度集成和綜合運(yùn)用，有利于推動生產(chǎn)生活和社會管理方式向智能化、精細(xì)化、網(wǎng)絡(luò)化方向的轉(zhuǎn)變，對于提升社會管理和公共服務(wù)水平，提高國民經(jīng)濟(jì)和社會生活信息化水平，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變具有重要意義，我國已將物聯(lián)網(wǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的一項重要組成內(nèi)容.未來，科技將成為實現(xiàn)銀行業(yè)務(wù)創(chuàng)新的決定性力量，智慧銀行將成為金融業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，智慧銀行就是將銀行建設(shè)成一個有機(jī)生命體，使其擁有高度發(fā)達(dá)的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，更具透徹的感知度量、全面的互聯(lián)互通、深入的智能洞察三大能力，以客戶為中心，突破滿足客戶的需求，創(chuàng)造最佳的客戶體驗，引領(lǐng)未來銀行的發(fā)展趨勢.

在人們不斷更新的金融服務(wù)需求的驅(qū)動下，功能單一、服務(wù)手段落后的傳統(tǒng)銀行已受到?jīng)_擊，而如今大多數(shù)銀行環(huán)境的控制還處在人工控制階段，資源浪費(fèi)現(xiàn)象普遍存在，工作人員、顧客所處環(huán)境不能根據(jù)人體需求及時得到調(diào)整，機(jī)器工作環(huán)境也不能得到很好的保證，銀行智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的出現(xiàn)將有效解決此類問題，并成為智慧銀行發(fā)展的得力助手和有效保障.

一、系統(tǒng)分析

1.ZigBee技術(shù)

ZigBee是一種新型的、距離近、復(fù)雜度低、數(shù)據(jù)速率低、功耗低、成本低、安全性較高的雙向無線通信技術(shù).廣泛應(yīng)用于無線控制和監(jiān)控應(yīng)用中.ZigeBee與WiFi技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)相比，可以極大降低開發(fā)成本、減少系統(tǒng)能耗.

圖1ZigBee協(xié)議結(jié)構(gòu)

ZigBee協(xié)議包括IEEE802.15.4和ZigBee聯(lián)盟兩部分，ZigBee的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖1所示，由高層應(yīng)用規(guī)范、應(yīng)用會聚層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成.

ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)分為星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹錉罹W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜途W(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙N拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，星型網(wǎng)絡(luò)是一個輻射狀系統(tǒng)——數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)命令都必須通過中心節(jié)點——網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器傳輸；樹型拓?fù)浔３至诵切屯負(fù)涞暮唵涡?較少的上層路由信息、較低的存儲器需求——這樣樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的成本也比較低，但樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也不能很好地適應(yīng)外部的動態(tài)環(huán)境；網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有較大的靈活性、可擴(kuò)展性-任何兩個節(jié)點之間一般有多條的傳輸路徑-因此可靠性強(qiáng)，該系統(tǒng)則是使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).

2.系統(tǒng)功能設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計了供電、地?zé)?、火險報警、燈光、新風(fēng)及空調(diào)監(jiān)控五個模塊，各模塊相互獨立又相互聯(lián)系，系統(tǒng)綜合的搭建成一個統(tǒng)一的智慧銀行輔助系統(tǒng).在該系統(tǒng)中應(yīng)用開關(guān)狀態(tài)采集器、攝像鏡頭、溫濕度傳感器、光感傳感器、煙感探測器、被動紅外傳感器、圖像識別傳感器、全頻率RFID、線狀漏水傳感器、AM9053開關(guān)量數(shù)據(jù)采集模塊、各類氣體傳感器等多種傳感器.系統(tǒng)通過傳感器采集信息并傳輸?shù)奖O(jiān)控中心主機(jī)，由監(jiān)控中心主機(jī)發(fā)出不同指令，實現(xiàn)對風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)、電地?zé)峒罢彰髟O(shè)備的控制或報警.銀行網(wǎng)點通過本系統(tǒng)的應(yīng)用，可以科學(xué)地控制機(jī)房溫濕度，為設(shè)備運(yùn)行創(chuàng)造良好的環(huán)境，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，延長設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備故障率，提高顧客滿意度；減少電量消耗，效果顯著；可以有效地改善室內(nèi)環(huán)境，降低環(huán)境對員工和顧客身體健康的影響，提高員工忠誠度.系統(tǒng)通過采集傳感器數(shù)據(jù)信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，實現(xiàn)智能化信息采集、識別、監(jiān)控和管理.系統(tǒng)原理圖如圖2所示：

圖2系統(tǒng)原理圖

（1）供電監(jiān)控

供電監(jiān)控模塊主要包括供電情況遠(yuǎn)程監(jiān)測與備用電源管理.

現(xiàn)場供電情況遠(yuǎn)程監(jiān)測將現(xiàn)場測量三相交流電流、相/線電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)以及頻率，計算有功電度，無功電度、開關(guān)柜各開關(guān)狀態(tài)等管理人員關(guān)系信息遠(yuǎn)程傳送給管理人員，使管理人員如同在現(xiàn)場一樣管理電力設(shè)備.并對設(shè)備故障、報警等做出響應(yīng).

備用電源管理主要是保障系統(tǒng)全天正常運(yùn)行的關(guān)鍵，備用電源運(yùn)行狀態(tài)、電池狀態(tài)、故障狀態(tài)等需隨時發(fā)現(xiàn)，避免帶病運(yùn)行，以保障設(shè)備正常工作.備用電源主要針對UPS設(shè)備，現(xiàn)場可通過RS232接口接入現(xiàn)場監(jiān)控中心.UPS中保障整個銀行業(yè)務(wù)正常運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，對UPS的工作狀態(tài)進(jìn)行觀察并可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這需要根據(jù)具體UPS來制定方案，可直接接入控制設(shè)備.備用電源具有智能接口，可直接接入控制設(shè)備.

（2）電地?zé)岜O(jiān)控

系統(tǒng)硬件由3大部分組成，鋪設(shè)于地面下的發(fā)熱電纜、獨立溫度控制器以及物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)組成.系統(tǒng)以電力為能源，以發(fā)熱合金為發(fā)熱體，以物聯(lián)網(wǎng)為智能控制系統(tǒng)組成強(qiáng)大的智能供暖網(wǎng)，控制中心可遠(yuǎn)程監(jiān)測、調(diào)節(jié)任意一個銀行的房間的溫度，節(jié)能環(huán)保.系統(tǒng)設(shè)置獨立溫度控制功能，安裝于墻面的電子溫控開關(guān)和地面及室內(nèi)溫度傳感器，用于房間的溫度控制.供暖時間不受制約，可以分時分室供暖，電地?zé)嵩O(shè)備與建筑同壽命，多種智能化控制等無可爭辯的優(yōu)勢成為未來銀行供暖的發(fā)展方向.

物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)是數(shù)字化清潔能源電力供暖解決方案的精髓.將發(fā)熱電纜地面輻射供暖提高到了全新高度，為供暖用戶提供了最優(yōu)化的解決方案.控制中心可設(shè)在本地大樓內(nèi)，也可設(shè)在異地，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制.

（3）火險報警監(jiān)控

通過光電煙感采集模塊采集火險情況，傳輸至監(jiān)控中心.一旦確定為火險信號，立即發(fā)出警報， 同時以短信形式通知相關(guān)責(zé)任人，根據(jù)需要聯(lián)動門禁系統(tǒng)打開所有的門鎖，讓工作人員能盡快地離開現(xiàn)場.由消防控制器給出的報警信號，通過火險傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實時監(jiān)測機(jī)房內(nèi)的火險情況.

（4）燈光監(jiān)控

燈光控制包含對照明燈光、LED燈光、LOGO燈光、燈箱等進(jìn)行自動控制.可進(jìn)行分時控制，根據(jù)光線情況和人員情況，自動調(diào)整燈光開關(guān)及強(qiáng)度，節(jié)能環(huán)保.利用光感傳感器，自動控制燈光等設(shè)備的運(yùn)行情況，做到人在燈亮、人走燈滅.再利用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將傳感器收集的數(shù)據(jù)上傳至中央控制室，供管理員查看，并對特殊潛情況采取相應(yīng)措施.

照明控制由室內(nèi)及室外兩部分組成，需分別設(shè)有光線檢知器和對燈光的控制器.對于可以分別控制的燈光，盡量采用分別控制方式，這樣當(dāng)自動或手動開燈時，只開其中對客戶辦理業(yè)務(wù)有影響的燈.因是節(jié)能新模式，系統(tǒng)具有RS485輸出，系統(tǒng)可通過通信知道各燈使用時間，開關(guān)次數(shù)等，為設(shè)備正確使用提供科學(xué)合理依據(jù).

（5）新風(fēng)及空調(diào)監(jiān)控

在機(jī)房等各重要地點，布置環(huán)境參數(shù)傳感器，通過對溫度、濕度、空氣質(zhì)量等環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心可根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行智能模糊控制新風(fēng)設(shè)備及空調(diào)設(shè)備，也可由操作人員手工調(diào)節(jié)，以滿足員工工作環(huán)境及設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的要求.

通過ZigBee技術(shù)，優(yōu)化調(diào)整，智能的控制新風(fēng)和空調(diào)的工作，使員工工作環(huán)境得到提高，使設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，同時最大程度的節(jié)能環(huán)保.當(dāng)參數(shù)異常時發(fā)出報警信號.同時系統(tǒng)記錄下的曲線可供機(jī)房管理人員參考；以方便根據(jù)當(dāng)?shù)氐母骷竟?jié)的溫濕度狀況適時調(diào)整，及時防范因溫濕度質(zhì)量造成不必要的設(shè)備損壞；在問題發(fā)生后可根據(jù)歷史曲線輕松找到問題所在，方便解決問題.

二、結(jié)論與展望

銀行智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是一個安全、舒適、便捷、節(jié)能的物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統(tǒng).該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠科學(xué)地控制機(jī)房溫濕度，為設(shè)備運(yùn)行創(chuàng)造良好的環(huán)境，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，延長設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備故障率，提高顧客滿意度，可以有效地改善室內(nèi)環(huán)境，降低環(huán)境對員工和顧客身體健康的影響，提高員工忠誠度和顧客的滿意度，該系統(tǒng)推動了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國金融機(jī)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益.

銀行智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)一步提升了營業(yè)網(wǎng)點信息化建設(shè)水平，并為網(wǎng)點信息系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供一定保障，該系統(tǒng)能夠使電子自助設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有穩(wěn)定、適宜的運(yùn)行環(huán)境和不間斷的高質(zhì)量供電水平，有利于各類自助銀行電子自助設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備環(huán)境設(shè)施全天候正常運(yùn)轉(zhuǎn)，充分發(fā)揮其效能，有效監(jiān)測電子自助設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備環(huán)境設(shè)施的運(yùn)行情況，能夠更加高效的排除各種故障及隱患，改善了銀行網(wǎng)點存在的一系列問題，推動了金融業(yè)朝著低碳、環(huán)保、微排、節(jié)能等方向發(fā)展，加快了銀行網(wǎng)點向智慧銀行的轉(zhuǎn)型.

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