一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，包括：主控模塊、ZigBee無線收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、電源模塊，采集后通過無線收發(fā)，可以準(zhǔn)確的將采集到的溫度、電流、電壓進(jìn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)電力參數(shù)監(jiān)測(cè)，以便分析電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)，提高電能的質(zhì)量，基于ZigBee傳輸，穩(wěn)定性高，功耗低，傳輸距離相對(duì)較遠(yuǎn)。
【專利說明】
一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電力參數(shù)檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，電力系統(tǒng)中電能質(zhì)量在工業(yè)生產(chǎn)中也逐漸變得日益重要。所以，對(duì)電網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行及時(shí)有效的分析和檢測(cè)是十分必要的。建立監(jiān)測(cè)和分析電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)的系統(tǒng)，可以提高電能的質(zhì)量，并且可以及時(shí)地檢測(cè)、更新電網(wǎng)中的各項(xiàng)指標(biāo)。
[0003]目前市場(chǎng)上有兩類電能質(zhì)量測(cè)試裝置，一種是功能簡(jiǎn)單價(jià)格低廉，但是不能高效地檢測(cè)電能質(zhì)量參數(shù)。另一種測(cè)試裝置功能齊全但是價(jià)格偏高，故市場(chǎng)上并不普及。因此，本實(shí)用新型就是想要克服上述兩種裝置的弊端，所設(shè)計(jì)的電能參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)既性能優(yōu)良、又滿足市場(chǎng)需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面，提供一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，包括:MCU主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、ZigBee無線收發(fā)模塊、電源模塊和顯示及語(yǔ)音模塊，所述M⑶主控模塊包括主控芯片，所述電源模塊還包括電源芯片，數(shù)據(jù)采集模塊連接至M⑶主控模塊的輸入端，用于溫度、電流、電壓信號(hào)采集，并通過ZigBee無線收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送;顯示及語(yǔ)音模塊，連接至MCU主控模塊的輸出端，用于顯示播報(bào)所測(cè)得溫度、電流、電壓數(shù)值;電源模塊，連接至其他功能模塊，用于整個(gè)系統(tǒng)的能量供應(yīng)。
[0006]可選的，所述MCU主控模塊包括:主控芯片。主控芯片選用TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812的DSP芯片，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理。
[0007]可選的，所述ZigBee無線收發(fā)模塊還包括:基于ZigBee協(xié)議桟的收發(fā)模塊和無線收發(fā)器。基于ZigBee協(xié)議棧的收發(fā)模塊采用順舟科技生產(chǎn)的SZ05-ADV-TTL型節(jié)點(diǎn)；無線收發(fā)器采用MC13192和HCS08系列的芯片，通過SPI連接起來的，用于采集數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收；
[0008]可選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括:溫度采集模塊，采用溫度傳感DS18B20，用于電力設(shè)備的溫度采集電力參數(shù)采集模塊，采用ADE7758芯片，用于有功功率、復(fù)功率、視在功率、有效值的測(cè)量;數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊組，用于將采集信號(hào)放大、濾波，并將采集的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào);所述各種信號(hào)采集模塊通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊組與所述主控芯片連接。
[0009]可選的，所述電源模塊還包括:電源芯片采用LTC3440芯片，用于鋰電池的電源管理。
[0010]可選的，所述顯示及語(yǔ)音模塊包括:顯示屏采用LCM12864與主控芯片連接。實(shí)時(shí)控制時(shí)，用于顯示電力實(shí)時(shí)信息，包括溫度、電流、壓力；
[0011]語(yǔ)音模塊與主控芯片連接。電流、電壓和溫度產(chǎn)生異常信息將發(fā)出警報(bào)，用于用戶警示。
[0012]本實(shí)用新型提供的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)電力參數(shù)監(jiān)測(cè)。分析電能質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)，可以提高電能的質(zhì)量，并且可以及時(shí)地檢測(cè)、便于更新電網(wǎng)中的各項(xiàng)指標(biāo)。
[0013]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:1、基于ZigBee傳輸，穩(wěn)定性高，功耗低，傳輸距離相對(duì)較遠(yuǎn)。2、獨(dú)特的寄生電源方式，進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)溫時(shí)，無需本地電源，可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取R0M3、數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、精度高、連接方便、占用口線少。4、通過無線收發(fā)后，可以準(zhǔn)確的將采集到的溫度、電流、電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，以便及時(shí)監(jiān)測(cè)分析。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中提供的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中提供的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)收發(fā)結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中提供的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)DSP原理圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中提供的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)原理圖；
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例，如圖1所示，提供一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，包括:MCU主控模塊，ZigBee無線收發(fā)模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，電源模塊，顯示及語(yǔ)音模塊，所述MCU主控模塊采用TI公司的TMS320F2812的DSP芯片，CPU主頻高達(dá)150MHz。[°02°]所述ZigBee無線收發(fā)模塊，基于ZigBee協(xié)議桟的收發(fā)模塊和無線收發(fā)器?；赯igBee協(xié)議棧的收發(fā)模塊采用順舟SZ05-ADV-TTL型無線節(jié)點(diǎn)，工作頻率帶寬是2.4GHz。無線收發(fā)器采用MC13192和HCS08系列的芯片，通過SPI連接起來的，用于采集數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。這個(gè)收發(fā)器包含一個(gè)低噪音放大器，ImV的輸出電壓，帶有內(nèi)部電壓控制振蕩器，板上的能量供應(yīng)校準(zhǔn)，以及完全的擴(kuò)頻編碼和解碼。
[0021]所述各種信號(hào)采集模塊通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊組與所述主控芯片連接。溫度采集模塊，采用溫度傳感器DS18B20，用于電力設(shè)備的溫度采集。電力參數(shù)采集模塊，采用ADE7758芯片，用于有功功率、復(fù)功率、視在功率、有效值的測(cè)量。數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊組，用于將采集信號(hào)放大、濾波，并將采集的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。
[0022]所述電源模塊，考慮到ZigBee無線收發(fā)模塊工作時(shí)所需電流較大，本設(shè)計(jì)中用于為ZigBee無線收發(fā)模塊提供電源的芯片我們選擇了LTC3440，LTC3440非常高效率地使用整個(gè)電池容量，可以極大地延長(zhǎng)了鋰電池的使用時(shí)間。
[0023]所述顯示及語(yǔ)音模塊，顯示屏采用LCM12864與主控芯片連接。實(shí)時(shí)控制時(shí)，用于顯示電力實(shí)時(shí)信息，包括溫度、電流、壓力。語(yǔ)音模塊與主控芯片連接。電流、電壓和溫度產(chǎn)生異常信息將發(fā)出警報(bào)，用于用戶警示。
[0024]另外，如圖2所示，一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)是由一個(gè)下位機(jī)模塊和PC端構(gòu)成，下位機(jī)模塊與PC端之間采用無線數(shù)據(jù)通迅聯(lián)系。上位機(jī)模塊能對(duì)整個(gè)無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行管理和控制，下位機(jī)模塊主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。該系統(tǒng)用傳感器將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC采樣、量化、編碼后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送到主控芯片TMS320F2812的DSP芯片進(jìn)行初步處理，然后利用ZigBee無線收發(fā)模塊通過無線方式將有效數(shù)據(jù)發(fā)送給接收端，接收端在接收到有效數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)送入的上位機(jī)，上位機(jī)通過控制程序完成數(shù)據(jù)的顯示以及對(duì)有效數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理的任務(wù)。系統(tǒng)為了滿足安全可靠，有足夠抗干擾能力，經(jīng)濟(jì)合理，方便使用的設(shè)計(jì)要求，采用了模塊化設(shè)計(jì)思想。采用模塊化設(shè)計(jì)可以使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，不僅容易設(shè)計(jì)也容易管理和修改，方便系統(tǒng)測(cè)試和調(diào)試，有助于提高系統(tǒng)的可靠性和可修改性，同時(shí)，模塊化設(shè)計(jì)也有助于系統(tǒng)的組織管理。
[0025]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:1、基于ZigBee傳輸，穩(wěn)定性高，功耗低，傳輸距離相對(duì)較遠(yuǎn)。2、獨(dú)特的寄生電源方式，進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)溫時(shí)，無需本地電源，可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取R0M3、數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、精度高、連接方便、占用口線少。4、通過無線收發(fā)后，可以準(zhǔn)確的將采集到的溫度、電流、電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，以便及時(shí)監(jiān)測(cè)分析。
[0026]由技術(shù)常識(shí)可知，本實(shí)用新型可以通過其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本實(shí)用新型范圍內(nèi)或在等同于本實(shí)用新型的范圍內(nèi)的改變均被本實(shí)用新型包含ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括:主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、ZigBee無線收發(fā)模塊、電源模塊和顯示及語(yǔ)音模塊，所述主控模塊包括主控芯片，所述ZigBee無線收發(fā)模塊包括基于ZigBee協(xié)議棧的收發(fā)模塊和無線收發(fā)器，所述電源模塊還包括電源芯片，所述數(shù)據(jù)采集模塊連接至主控模塊的輸入端，用于溫度、電流、電壓信號(hào)采集，并通過ZigBee無線收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送;所述顯示及語(yǔ)音模塊，連接至主控模塊的輸出端，用于顯示播報(bào)所測(cè)得溫度、電流、電壓數(shù)值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述主控芯片選用TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812的DSP芯片，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述無線收發(fā)器采用MC13192和HCS08系列的芯片，通過SPI連接起來的，用于采集數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括:溫度采集模塊，采用溫度傳感器DS18B20，用于電力設(shè)備的溫度采集;電力參數(shù)采集模塊，采用ADE7758芯片，用于有功功率、復(fù)功率、視在功率、有效值的測(cè)量;數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊組，用于將采集信號(hào)放大、濾波，并將采集的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào);所述各種信號(hào)采集模塊通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊組與所述主控芯片連接;通過數(shù)據(jù)采集模塊將實(shí)時(shí)電力參數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，所述主控芯片獲得信號(hào)并處理輸出控制信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述電源芯片采用LTC3440芯片，用于鋰電池的電源管理。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示及語(yǔ)音模塊包括:顯示屏采用LCM12864與主控芯片連接，實(shí)時(shí)控制時(shí)，用于顯示電力實(shí)時(shí)信息，包括溫度、電流、壓力;語(yǔ)音模塊與主控芯片連接，電流、電壓和溫度產(chǎn)生異常信息將發(fā)出警報(bào)，用于用戶警示。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK205642431SQ201620249023
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】凌有鑄, 陳曉飛, 孫龍龍, 張 成, 陳強(qiáng)
【申請(qǐng)人】安徽工程大學(xué)