zi gBee技術下的銀行智能環境監測系統

陳冰冰　陳興海

【摘要】銀行智能環境監測系統是智慧銀行成功運行的有效保障.目前銀行網點存在人員工作環境相對封閉，空氣質量差；原輔助系統智能化程度低等問題；本文基于ZigBee技術建立一套集供電、地熱、火險報警、燈光、新風及空調為一體的銀行環境智能監測系統，輔助銀行網點主營業務正常運行.該系統以ZigBee傳輸模塊以及多種環境信息采集模塊為主體，將原來分散獨立的銀行環境模塊智能的統一起來，全方位的結合控制，有效降低資源浪費率，將整個環境的控制變得智能化.通過本文系統的設計與實現能夠提升傳統四大銀行的硬件服務實例，同時起到節約能源的效果.

【關鍵詞】物聯網；ZigBee技術；智能環境

【基金項目】吉林省科技發展計劃項目（20140204045NY）

引言

物聯網是新一代信息技術的高度集成和綜合運用，有利于推動生產生活和社會管理方式向智能化、精細化、網絡化方向的轉變，對于提升社會管理和公共服務水平，提高國民經濟和社會生活信息化水平，促進產業結構調整和發展方式轉變具有重要意義，我國已將物聯網作為戰略性新興產業的一項重要組成內容.未來，科技將成為實現銀行業務創新的決定性力量，智慧銀行將成為金融業發展的必經之路，智慧銀行就是將銀行建設成一個有機生命體，使其擁有高度發達的大腦和神經系統，更具透徹的感知度量、全面的互聯互通、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，創造最佳的客戶體驗，引領未來銀行的發展趨勢.

在人們不斷更新的金融服務需求的驅動下，功能單一、服務手段落后的傳統銀行已受到沖擊，而如今大多數銀行環境的控制還處在人工控制階段，資源浪費現象普遍存在，工作人員、顧客所處環境不能根據人體需求及時得到調整，機器工作環境也不能得到很好的保證，銀行智能環境監測系統的出現將有效解決此類問題，并成為智慧銀行發展的得力助手和有效保障.

一、系統分析

1.ZigBee技術

ZigBee是一種新型的、距離近、復雜度低、數據速率低、功耗低、成本低、安全性較高的雙向無線通信技術.廣泛應用于無線控制和監控應用中.ZigeBee與WiFi技術、藍牙技術相比，可以極大降低開發成本、減少系統能耗.

圖1ZigBee協議結構

ZigBee協議包括IEEE802.15.4和ZigBee聯盟兩部分，ZigBee的協議結構如圖1所示，由高層應用規范、應用會聚層、網絡層、數據鏈路層和物理層組成.

ZigBee無線網絡分為星型網絡拓撲、樹狀網絡拓撲和網狀網絡拓撲三種拓撲結構，星型網絡是一個輻射狀系統——數據和網絡命令都必須通過中心節點——網絡協調器傳輸；樹型拓撲保持了星型拓撲的簡單性.較少的上層路由信息、較低的存儲器需求——這樣樹型網絡拓撲結構的成本也比較低，但樹型拓撲結構也不能很好地適應外部的動態環境；網狀網絡拓撲結構具有較大的靈活性、可擴展性-任何兩個節點之間一般有多條的傳輸路徑-因此可靠性強，該系統則是使用網狀網絡拓撲結構.

2.系統功能設計

系統設計了供電、地熱、火險報警、燈光、新風及空調監控五個模塊，各模塊相互獨立又相互聯系，系統綜合的搭建成一個統一的智慧銀行輔助系統.在該系統中應用開關狀態采集器、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開關量數據采集模塊、各類氣體傳感器等多種傳感器.系統通過傳感器采集信息并傳輸到監控中心主機，由監控中心主機發出不同指令，實現對風機、空調機、電地熱及照明設備的控制或報警.銀行網點通過本系統的應用，可以科學地控制機房溫濕度，為設備運行創造良好的環境，保證設備的正常運行，延長設備使用壽命，降低設備故障率，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環境，降低環境對員工和顧客身體健康的影響，提高員工忠誠度.系統通過采集傳感器數據信息，與互聯網結合，實現智能化信息采集、識別、監控和管理.系統原理圖如圖2所示：

圖2系統原理圖

（1）供電監控

供電監控模塊主要包括供電情況遠程監測與備用電源管理.

現場供電情況遠程監測將現場測量三相交流電流、相/線電壓、有功功率、無功功率、功率因數以及頻率，計算有功電度，無功電度、開關柜各開關狀態等管理人員關系信息遠程傳送給管理人員，使管理人員如同在現場一樣管理電力設備.并對設備故障、報警等做出響應.

備用電源管理主要是保障系統全天正常運行的關鍵，備用電源運行狀態、電池狀態、故障狀態等需隨時發現，避免帶病運行，以保障設備正常工作.備用電源主要針對UPS設備，現場可通過RS232接口接入現場監控中心.UPS中保障整個銀行業務正常運行的關鍵設備，對UPS的工作狀態進行觀察并可進行遠程控制，這需要根據具體UPS來制定方案，可直接接入控制設備.備用電源具有智能接口，可直接接入控制設備.

（2）電地熱監控

系統硬件由3大部分組成，鋪設于地面下的發熱電纜、獨立溫度控制器以及物聯網控制系統組成.系統以電力為能源，以發熱合金為發熱體，以物聯網為智能控制系統組成強大的智能供暖網，控制中心可遠程監測、調節任意一個銀行的房間的溫度，節能環保.系統設置獨立溫度控制功能，安裝于墻面的電子溫控開關和地面及室內溫度傳感器，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，電地熱設備與建筑同壽命，多種智能化控制等無可爭辯的優勢成為未來銀行供暖的發展方向.

物聯網控制系統是數字化清潔能源電力供暖解決方案的精髓.將發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化的解決方案.控制中心可設在本地大樓內，也可設在異地，進行遠程控制.

（3）火險報警監控

通過光電煙感采集模塊采集火險情況，傳輸至監控中心.一旦確定為火險信號，立即發出警報， 同時以短信形式通知相關責任人，根據需要聯動門禁系統打開所有的門鎖，讓工作人員能盡快地離開現場.由消防控制器給出的報警信號，通過火險傳感器將數據傳輸到監控中心，實時監測機房內的火險情況.

（4）燈光監控

燈光控制包含對照明燈光、LED燈光、LOGO燈光、燈箱等進行自動控制.可進行分時控制，根據光線情況和人員情況，自動調整燈光開關及強度，節能環保.利用光感傳感器，自動控制燈光等設備的運行情況，做到人在燈亮、人走燈滅.再利用ZigBee無線網絡技術將傳感器收集的數據上傳至中央控制室，供管理員查看，并對特殊潛情況采取相應措施.

照明控制由室內及室外兩部分組成，需分別設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，這樣當自動或手動開燈時，只開其中對客戶辦理業務有影響的燈.因是節能新模式，系統具有RS485輸出，系統可通過通信知道各燈使用時間，開關次數等，為設備正確使用提供科學合理依據.

（5）新風及空調監控

在機房等各重要地點，布置環境參數傳感器，通過對溫度、濕度、空氣質量等環境參數的監測，將數據傳輸到監控中心，監控中心可根據設定值進行智能模糊控制新風設備及空調設備，也可由操作人員手工調節，以滿足員工工作環境及設備運行環境的要求.

通過ZigBee技術，優化調整，智能的控制新風和空調的工作，使員工工作環境得到提高，使設備穩定運行提供保障，同時最大程度的節能環保.當參數異常時發出報警信號.同時系統記錄下的曲線可供機房管理人員參考；以方便根據當地的各季節的溫濕度狀況適時調整，及時防范因溫濕度質量造成不必要的設備損壞；在問題發生后可根據歷史曲線輕松找到問題所在，方便解決問題.

二、結論與展望

銀行智能環境監測系統是一個安全、舒適、便捷、節能的物聯網智能控制系統.該系統的應用能夠科學地控制機房溫濕度，為設備運行創造良好的環境，保證設備的正常運行，延長設備使用壽命，降低設備故障率，提高顧客滿意度，可以有效地改善室內環境，降低環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，該系統推動了物聯網技術在我國金融機構的應用與發展，具有良好的經濟效益和社會效益.

銀行智能環境監測系統進一步提升了營業網點信息化建設水平，并為網點信息系統的安全穩定運行提供一定保障，該系統能夠使電子自助設備、網絡設備具有穩定、適宜的運行環境和不間斷的高質量供電水平，有利于各類自助銀行電子自助設備、網絡設備環境設施全天候正常運轉，充分發揮其效能，有效監測電子自助設備、網絡設備環境設施的運行情況，能夠更加高效的排除各種故障及隱患，改善了銀行網點存在的一系列問題，推動了金融業朝著低碳、環保、微排、節能等方向發展，加快了銀行網點向智慧銀行的轉型.

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