基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種溫度檢測系統(tǒng)，尤其是一種用于電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)的基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，國家電網(wǎng)提出智能電網(wǎng)概念和相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，各地也以此為契機(jī)，大力推進(jìn)智能電網(wǎng)的研究與建設(shè)，取得了顯著成績。電網(wǎng)主網(wǎng)架日趨合理、輸送能力和可靠性日益提高，尤其是智能變電站、輸電線路等領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和建設(shè)速度令人驚嘆。相對而言，10千伏及以下配電網(wǎng)由于覆蓋范圍廣、線路規(guī)模大、設(shè)備多、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，再加上歷史原因造成部分農(nóng)配網(wǎng)長期建設(shè)、運(yùn)維投入不足，其管理、建設(shè)和運(yùn)維較主網(wǎng)均存在滯后現(xiàn)象。
[0003]當(dāng)前，配電網(wǎng)運(yùn)維和建設(shè)存在點(diǎn)多面廣、任務(wù)重、要求高、人員有限、資金不足等諸多困難。配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)表明，配電網(wǎng)故障停電中有相當(dāng)一部分由開關(guān)、跌落保險(xiǎn)、過引線接頭、開關(guān)柜內(nèi)隔離開關(guān)觸頭、母線接頭、電纜接頭處等連接點(diǎn)異常發(fā)熱引發(fā)。這些設(shè)備本體故障已經(jīng)超過了雷擊、外破、異物短路等其他類型的故障。而在正常巡視和維護(hù)中，這些缺陷通常難以察覺，目前只能通過紅外測溫和夜巡發(fā)現(xiàn)，存在效率低、費(fèi)事費(fèi)力和發(fā)現(xiàn)不及時(shí)最終導(dǎo)致故障停電的現(xiàn)象。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測、及時(shí)發(fā)出故障預(yù)警、防患于未然、提高供電可靠性的目的。
[0005]本實(shí)用新型為解決技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案。
[0006]基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，包括多個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)、一個(gè)控制器和一個(gè)監(jiān)控工作站，所述多個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)的每一個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)上設(shè)置有至少一個(gè)溫度傳感器T;每一個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)的溫度傳感器T與一個(gè)第一 Zigbee無線通信模塊相連接;所述控制器與所述監(jiān)控工作站之間通過數(shù)據(jù)總線相連接，所述控制器上還連接有一個(gè)第二 Zigbee無線通信模塊;所述第一 Zigbee無線通信模塊與所述第二 Zigbee無線通信模塊之間通過Zigbee通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信。
[0007]本實(shí)用新型的基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:
[0008]所述控制器與所述監(jiān)控工作站之間的數(shù)據(jù)總線為RS232總線。
[0009]所述溫度傳感器T為DS18B20數(shù)字溫度傳感器。
[0010]如圖2所示，所述第一Zigbee無線通信模塊包括微控制器Ul;所述溫度傳感器T的VDD引腳連接電源VCC并通過電阻R2連接微控制器Ul的引腳11;所述溫度傳感器T的DQ引腳直接連接微控制器Ul的引腳11;所述溫度傳感器T的GND引腳接地并依次通過二極管Dl和電阻Rl連接微控制器Ul的引腳11;所述微控制器Ul的引腳40通過電容Cl接地；
[0011]所述微控制器Ul的引腳32通過電容C2接地;所述微控制器Ul的引腳31通過電容C3接地;所述晶振Xl的兩端分別連接在微控制器Ul的引腳31和32之間；所述微控制器Ul的引腳22通過電容C9接地;所述微控制器Ul的引腳23通過電容ClO接地;所述晶振X2的兩端分別連接在微控制器Ul的引腳22和23之間；
[0012]所述微控制器Ul的引腳30通過電阻R3接地;所述微控制器Ul的引腳26依次通過電容C12、電容C14、電容C15與天線A相連接，所述微控制器Ul的引腳25依次通過電容C13、電感L2、電容C15與天線A相連接；電感LI的一端連接在電容C12與電容C14之間，另一端接地；電容Cl I的一端連接在電容Cl3與電感L2之間，另一端接地。
[0013]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在:
[0014]本實(shí)用新型的基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)，包括多個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)、一個(gè)控制器和一個(gè)監(jiān)控工作站，多個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)的每一個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)上設(shè)置有至少一個(gè)溫度傳感器;每一個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)的溫度傳感器與一個(gè)第一 Zigbee無線通信模塊相連接;控制器與監(jiān)控工作站之間通過數(shù)據(jù)總線相連接，控制器上還連接有一個(gè)第二 Zigbee無線通信模塊;第一 Zigbee無線通信模塊與第二 Zigbee無線通信模塊之間通過Zigbee通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信。
[0015]以裝設(shè)在配電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的溫度傳感器為基礎(chǔ)，精確測量各測點(diǎn)的溫度，通過無線方式發(fā)送給監(jiān)控工作站的監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)溫度超過所設(shè)定的溫度值，觸發(fā)報(bào)警發(fā)出信號(hào)。測量值和內(nèi)部參數(shù)值可以通過RS232總線發(fā)送給監(jiān)控主機(jī)，與存儲(chǔ)在系統(tǒng)中的配網(wǎng)條圖、單線圖等配合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)時(shí)化、直觀化的溫度監(jiān)測和預(yù)警，對配電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)出故障預(yù)警，防患于未然;從而改善配電網(wǎng)運(yùn)維效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提升配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)水平和供電可靠性。
[0016]本實(shí)用新型的基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)，具有能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測、及時(shí)發(fā)出故障預(yù)警、改善配電網(wǎng)運(yùn)維效率、提升配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)水平和供電可靠性等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型的基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)的微處理器和溫度傳感器的電路圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型的基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)的RS232總線電路圖。
[0020]圖4為本實(shí)用新型的基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)的溫度監(jiān)控的流程圖。
[0021]以下通過【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0022]參見附圖1?圖4，本實(shí)用新型的基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)，包括多個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)、一個(gè)控制器和一個(gè)監(jiān)控工作站，所述多個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)的每一個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)上設(shè)置有至少一個(gè)溫度傳感器T;每一個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)的溫度傳感器T與一個(gè)第一 Zigbee無線通信模塊相連接；所述控制器與所述監(jiān)控工作站之間通過數(shù)據(jù)總線相連接，所述控制器上還連接有一個(gè)第二Zigbee無線通信模塊;所述第一 Zigbee無線通信模塊與所述第二 Zigbee無線通信模塊之間通過Zigbee通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信。
[0023]如圖1為本實(shí)用新型的基于Zigbee的配電網(wǎng)測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，依據(jù)配電網(wǎng)運(yùn)維現(xiàn)狀，利用采用前沿的Zigbee組網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)，以裝設(shè)在配電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的溫度傳感器為基礎(chǔ)，精確測量各測點(diǎn)的溫度，通過無線方式發(fā)送給監(jiān)控工作站的監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)溫度超過所設(shè)定的溫度值，觸發(fā)報(bào)警發(fā)出信號(hào)。測量值和內(nèi)部參數(shù)值可以通過RS232總線發(fā)送給監(jiān)控主機(jī)，與存儲(chǔ)在系統(tǒng)中的配網(wǎng)條圖、單線圖等配合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)時(shí)化、直觀化的溫度監(jiān)測和預(yù)警。
[0024]系統(tǒng)采用的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)具備無網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)、采用免費(fèi)頻段、設(shè)備功耗低等特點(diǎn)，可以作為有線光纖通信的補(bǔ)充，可以將配電網(wǎng)的海量設(shè)備測溫節(jié)點(diǎn)組成可靠的無線通信網(wǎng)絡(luò)，在資金占用、運(yùn)行維護(hù)方面均具有較大優(yōu)勢，還可有效避免惡劣的現(xiàn)場環(huán)境對連接的影響，如潮濕、高溫、振動(dòng)、粉塵以及強(qiáng)電設(shè)備的干擾，沒有有線連接下導(dǎo)線容易被損壞、腐蝕的弊病，也便于連接移動(dòng)溫度采集點(diǎn)。
[0025]所述控制器與所述監(jiān)控工作站之間的數(shù)據(jù)總線為RS232總線。
[0026]所述溫度傳感器T為DS18B20數(shù)字溫度傳感器。
[0027]如圖2所示，所述第一Zigbee無線通信模塊包括微控制器Ul;所述溫度傳感器T的VDD引腳連接電源VCC并通過電阻R2連接微控制器Ul的引腳11;所述溫度傳感器T的DQ引腳直接連接微控制器Ul的引腳11;所述溫度傳感器T的GND引腳接地并依次通過二極管Dl和電阻Rl連接微控制器Ul的引腳11;所述微控制器Ul的引腳40通過電容Cl接地；
[0028]所述微控制器Ul的引腳32通過電容C2接地;所述微控制器Ul的引腳31通過電容C3接地;所述晶振Xl的兩端分別連接在微控制器Ul的引腳31和32之間；所述微控制器Ul的引腳22通過電容C9接地;所述微控制器Ul的引腳23通過電容ClO接地;所述晶振X2的兩端分別連接在微控制器Ul的引腳22和23之間；
[0029]所述微控制器Ul的引腳30通過電阻R3接地;所述微控制器Ul的引腳26依次通過電容C12、電容C14、電容C15與天線A相連接，所述微控制器Ul的引腳25依次通過電容C13、電感L2、電容C15與天線A相連接；電感LI的一端連接在電容C12與電容C14之間，另一端接地；電容Cl I的一端連接在電容Cl3與電感L2之間，另一端接地。
[0030]如圖2，每個(gè)測溫節(jié)點(diǎn)上的第一Zigbee無線通信模塊包括一個(gè)TI CC2530處理器。TICC2530處理器為ZigBee聯(lián)盟認(rèn)可的SoC芯片，具備RF無線收發(fā)功能和2個(gè)USART。溫度傳感器采用DS18B20，其采用單總線技術(shù)，可以方便的通過串口線實(shí)現(xiàn)雙向通信，能將測溫結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。CC2530處理器和DS18B20溫度傳感器的連接如圖2。
[0031]如圖3是RS232總線的電路圖，包括MAX232芯片U4、電容C4?C8和9針接口 J1。
[0032]如圖4是溫度監(jiān)