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标题: 需求侧管理型能效监测终端的设计 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2014-12-21 21:18 标题: 需求侧管理型能效监测终端的设计

在能效监测现场，能效监测终端是主要实现采集物理量(温度、流量、电量等)的设备，且是用户交互的唯一硬件设备，传统的能效监测终端等同于能效采集终端，与用户的交互很少。在能效需求侧管理体系中，作为需求侧的主要设备，能效监测终端需要承担与监控主站的双向交互，以及与用户的双向交互任务。本文研究并实现了一种基于多媒体显示、具备双向交互功能的能效监测终端，为能效的需求侧管理提供了可靠的实现手段。
1 硬件设计

首先本文从硬件组成上来分析实现能效监测终端的细节。终端由以下几大核心硬件单元组成：具备多媒体协处理器的中央处理器Freescale i.mx51、LVDS液晶显示接口、以太网RJ45、433MHz微功率无线、GPRS接口、基于RS485的数字通信接口。硬件组成原理如图1所示。

图1 硬件组成

如图1所示，硬件设计总体包含三部分，即数据通信接口部分、核心处理部分、人机交互部分。其中：

1)数据通信接口包含2个RS485串口，用于连接数字型传感器;1个R232用于本地维护;1个RJ45以太网接口，用于与后台主站的远程连接;1路433MHz的微功率无线通信接口，用于无线数据采集;1路GPRS通信接口，用于远程连接后台主站。可以看出，为了增强通信适应性，终端在前端采集上预置了多路独立串口，后端远程通信预置了以太网和GPRS接口，而这些接口的基础均为独立串口。

2)核心处理部分由i.mx51、NAND FLASH、SDRAM构成最小系统，NAND FLASH存储系统映像和文件系统，SDRAM为系统程序执行提供内存，在系统启动阶段为程序重定向提供运行空间。

3)人机交互部分由LVDS液晶接口和触摸控制接口组成，LVDS液晶接口具备很强的抗电磁干扰特性，数据防干扰能力强;触摸屏接口采用在工业领域应用广泛的电阻式触摸屏接口，以适应复杂苛刻的现场环境。

除以上几部分，终端电源采用线性电源方案设计，如图2所示。3 终端软件优化

对能效监测终端而言，因为其数据集中度高，且频繁进行数据通信，因此优化软件实现，提高性能是十分重要的工作。结合实际研发过程，对所涉及到的软件优化技术进行介绍：

1)异步通信优化：在能效监测终端的数据流向中，采集数据通过网络传输至服务器，通常比较耗时，同时本地显示的响应却很快。正确的做法是在新的线程中准备好数据，然后再通知主线程异步的获取数据并显示。

2)避免内存泄露：内存泄露指的是由于某些原因导致系统内存过度消耗的问题。在内存资源有限的能效监测终端中，内存泄露尤其重要。避免内存泄露的方法在本文所研究的能效监测终端软件中包括：程序逻辑的内存泄露，即注意新创建对象在使用完后一定要销毁，即使设置为NULL，也不能保证系统垃圾回收器能够回收这些对象的资源;在存储数据时使用到了数据库，在使用数据库时如果没有关闭游标，将会造成系统运行速度变慢;位图资源在不使用时，应该先调用recycle方法释放内存，然后再将其设置NULL。

4 结语

本文对需求侧管理型能效监测终端的设计进行了深入研究。通过对终端的软硬件进行方案设计，并最终实现了的软硬件设计。在实际应用中，需求侧管理型能效监测终端，不仅具备能效数据采集基础功能，同时还具备能效数据图形化显示，远程监控，需求侧响应功能，可用于实现依据能效情况安排生产调度，实现能效预警等功能。

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