專(zhuān)利名稱(chēng)：用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具體地說(shuō)是一種用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè) 的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)技術(shù)的推廣應(yīng)用是電網(wǎng)安全運(yùn)行、提高電網(wǎng)輸送能力的必然要 求。電力輸電專(zhuān)業(yè)是電網(wǎng)資產(chǎn)最大、分布最廣、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜、惡劣，外力影響因素多發(fā) 的專(zhuān)業(yè)環(huán)節(jié)。同時(shí)電網(wǎng)近年來(lái)的高速發(fā)展也使得人力資源的不足更加凸顯。由于輸電線(xiàn)路 的設(shè)備安全問(wèn)題如導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)行溫度過(guò)高、弧垂變化、風(fēng)偏放電、微風(fēng)振動(dòng)、桿塔傾斜等大多都 無(wú)法通過(guò)肉眼發(fā)現(xiàn)。要解決這一系列的問(wèn)題，除要有電氣方面的技術(shù)保障外，還應(yīng)在手段上 進(jìn)行創(chuàng)新?，F(xiàn)有的電網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方式已不能滿(mǎn)足要求。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有輸電線(xiàn)路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于電網(wǎng)實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)輸電線(xiàn)路在線(xiàn) 實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明的目的是通過(guò)以述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
一種用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括無(wú)線(xiàn)傳 感器節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、Internet網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)，無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)采集電網(wǎng)設(shè)備實(shí) 時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并將采集到的參數(shù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和Internet網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù) 平臺(tái)；監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)收到的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；所述無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng) 關(guān)節(jié)點(diǎn)與電源模塊連接。本發(fā)明中，所述無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模 塊，數(shù)據(jù)采集模塊采集電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并將采集到的參數(shù)傳送到數(shù)據(jù)處理模 塊，并將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。在無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)中設(shè)有環(huán)境參數(shù)無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、電流無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、光無(wú) 線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、壓力無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、位移無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、加速度無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)和微波 感應(yīng)式無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)。所述環(huán)境參數(shù)包括溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、日照與雨量。所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)包括ZigBee模塊、處理器模塊、GPRS模塊、存儲(chǔ)器和SIM卡插座， ZigBee模塊將接收到的數(shù)據(jù)傳送給處理器模塊進(jìn)行處理，處理器模塊將處理后的數(shù)據(jù)傳送 給GPRS模塊并通過(guò)天線(xiàn)傳送給Internet網(wǎng)絡(luò)；存儲(chǔ)器與處理器模塊連接，SIM卡插座與 GPRS模塊連接。ZigBee模塊主要由CC 2430射頻收發(fā)模塊為主組成，CC2430內(nèi)嵌入固化 的ZigBee協(xié)議，將接收到的數(shù)據(jù)送入處理器模塊，處理器選用ARM9，處理器應(yīng)用Linux操作 系統(tǒng)，GPRS模塊主要由GPRSMC55芯片構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)與Internet網(wǎng)連接。所述監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)包括數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)中心層、數(shù)據(jù)分析層、 狀態(tài)檢修層與高壓輸電線(xiàn)路。
本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)輸電線(xiàn)路六種在線(xiàn)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)輸電線(xiàn)路絕緣子漏電流、等值附 鹽密度、導(dǎo)線(xiàn)溫度及動(dòng)態(tài)增容、輸電線(xiàn)覆冰雪、輸電線(xiàn)舞動(dòng)與輸電線(xiàn)防盜報(bào)警。根據(jù)六種監(jiān) 測(cè)，需要七種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，分別為環(huán)境參數(shù)(溫、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、日照與雨量)無(wú) 線(xiàn)傳感器傳輸節(jié)點(diǎn)、電流無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、光無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、壓力無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、位移 無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、加速度無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)與微波感應(yīng)式無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)用統(tǒng)一型號(hào)電源模塊負(fù)責(zé)給各組成模塊提供工作電壓，保證 其正常工作，該電源模塊由太陽(yáng)能光伏電池和風(fēng)能發(fā)電機(jī)組成的雙生能器件以及由鋰電池 和超級(jí)電容器組成的雙儲(chǔ)能器件，電源模塊除保證網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)正常工作外，還高效、合理地將 能量進(jìn)行存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)壽命工作。本發(fā)明通過(guò)zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、GPRS網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)連接，建立輸電線(xiàn) 路在線(xiàn)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。GPRS/Internet內(nèi)部網(wǎng)關(guān)將GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù) 據(jù)格式轉(zhuǎn)化成Internet數(shù)據(jù)格式，監(jiān)控中心可以通過(guò)Internet，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明通過(guò)在輸電線(xiàn)路上安裝相應(yīng)傳感設(shè)備，通過(guò)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的手段實(shí)現(xiàn)對(duì)于輸電 線(xiàn)路設(shè)備內(nèi)在危害的及時(shí)感應(yīng)，判斷線(xiàn)路的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，從而將現(xiàn)有的人力和裝備集中 使用在應(yīng)修設(shè)備上。它為設(shè)備安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期、全性能優(yōu)質(zhì)運(yùn)行提供了可靠的技術(shù)和管 理保障。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1、無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)按監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)選用ARM9與Linux操作系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)處理模塊，能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)在線(xiàn) 實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的需要。3、以太陽(yáng)能光伏電池為主能源向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)供電，同時(shí)向鋰電池充電， 以微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為輔助能源，向超級(jí)電容器充電。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于輸電網(wǎng)中。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2是本發(fā)明中環(huán)境參數(shù)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)框圖； 圖3是本發(fā)明中絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)框圖； 圖4是本發(fā)明中電源原理示意圖； 圖5是本發(fā)明中監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。一種用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，見(jiàn)圖1，該系統(tǒng)包括無(wú)線(xiàn)傳感 器節(jié)點(diǎn)1、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)2、Internet網(wǎng)絡(luò)3和監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)4，無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)1采集電網(wǎng) 設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并將采集到的參數(shù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)2和Internet網(wǎng)絡(luò)3傳送到監(jiān)測(cè) 中心數(shù)據(jù)平臺(tái)4 ；監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)4對(duì)收到的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié) 點(diǎn)1和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)2與電源模塊5連接。輸電線(xiàn)路絕緣子漏電流數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)由于輸電線(xiàn)路污穢絕緣子電流漏電流變化范圍 大(幾微安到幾百毫安)，要求傳感器有足夠大的動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)由于絕緣子局部放電脈沖 信號(hào)包含的頻譜很寬，還要求傳感器具有較寬的頻帶(幾Hz到幾十MHz)、良好的瞬態(tài)響應(yīng) 和線(xiàn)性度，采用開(kāi)合互感型電流傳感器。
等值附鹽密度數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)選用光傳感器輸電線(xiàn)設(shè)備鹽密度監(jiān)測(cè)，測(cè)量誤差小，運(yùn)行 穩(wěn)定可靠。具體哪種型號(hào)，應(yīng)根據(jù)做相關(guān)實(shí)驗(yàn)后定型。導(dǎo)線(xiàn)溫度及動(dòng)態(tài)增容數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)增容技術(shù)就是在輸電線(xiàn)上安裝在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝 置，對(duì)導(dǎo)線(xiàn)狀態(tài)(導(dǎo)線(xiàn)溫度、張力、弧重等)和氣象條件(環(huán)境溫度、日照、風(fēng)速等)進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 在不突破現(xiàn)行技術(shù)規(guī)程規(guī)定的前提下，充分利用線(xiàn)路客觀存在的隱性容量，提高輸電線(xiàn)路 的輸送容量。根據(jù)上述要求，選擇濕度傳感器HS1101，溫度傳感器AN6701S，風(fēng)速傳感器WAA15， 風(fēng)向傳感器選用八風(fēng)向傳感器雷格碼式，日照傳感器選用雙金屬日照傳感器。輸電線(xiàn)覆冰雪數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)根據(jù)線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)覆冰后的重量變化以及絕緣子的傾斜/風(fēng) 偏角進(jìn)行載荷計(jì)算，覆冰生長(zhǎng)機(jī)理，導(dǎo)線(xiàn)舞動(dòng)，桿塔和金具強(qiáng)度檢驗(yàn)以及絕緣子冰閃方面的 理論研究，輸電線(xiàn)覆冰雪在線(xiàn)監(jiān)測(cè)需采集絕緣子拉力和傾斜角以及環(huán)境參數(shù)(包括溫度、濕 度、風(fēng)速、風(fēng)向)。溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速傳感器選擇同上文。壓力傳感器選用電阻應(yīng)變片壓 力傳感器，角度傳感器選用SCA100T。輸電線(xiàn)舞動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)輸電導(dǎo)線(xiàn)舞動(dòng)是指風(fēng)對(duì)非圓截面導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的一種低頻(約 0. 1一3Hz)，大振幅的導(dǎo)線(xiàn)自激振動(dòng)，最大振幅可達(dá)到導(dǎo)線(xiàn)直徑的5—300倍。舞動(dòng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 同樣需要測(cè)量環(huán)境參數(shù)，同時(shí)需要位移和加速度傳感器。位移傳感器選擇容柵式位移傳感 器，加速度傳感器選擇ADXL330型。環(huán)境參數(shù)無(wú)線(xiàn)傳感器傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
將溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、日照與雨量等六個(gè)環(huán)境參數(shù)傳感器集成一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié) 點(diǎn)。圖2是本發(fā)明中環(huán)境參數(shù)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)框圖，圖2中由于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 具有以上特點(diǎn)，在節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)上，要求節(jié)點(diǎn)硬件成本較低、必須低能耗、必須支持多跳的路 由協(xié)議。IEEE802. 15. 4/ZigBee協(xié)議充分考慮了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求，具有設(shè)備省 電、通信可靠、網(wǎng)絡(luò)自組織、自愈能力強(qiáng)、成本低廉、網(wǎng)絡(luò)容量大、網(wǎng)絡(luò)安全等特點(diǎn)。由這些基 本要求，進(jìn)行了支持802. 15. 4/ZigBee協(xié)議的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)。選用的無(wú) 線(xiàn)通信芯片是CC2430，單片機(jī)是C8051。環(huán)境參數(shù)傳感器(6個(gè))接收到多路監(jiān)測(cè)參數(shù)信 號(hào)。經(jīng)模擬多路復(fù)接器，變?yōu)橐宦份敵觯俳?jīng)信號(hào)調(diào)理電路16將傳感器的微弱信號(hào)放大， 經(jīng)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器后變成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)處理，分別將處理的數(shù)據(jù)送入ZigBee模塊 (CC2430), CC2430模塊內(nèi)部固化ZigBee協(xié)議，將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)射出去。其他無(wú)線(xiàn)傳感器傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
根據(jù)六個(gè)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的需求，要設(shè)計(jì)電流無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)，光無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)，壓力無(wú) 線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)，位移無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)，加速度無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)，微波感應(yīng)式無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn) 共六個(gè)傳感器，這些傳感器的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框圖基本相同。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收來(lái)自無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的信號(hào)。圖3是本發(fā)明中絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)框圖， 在圖3中ZigBee模塊21選用CC 2430射頻收發(fā)器，CC2430芯片采用了 CC 2420收發(fā)模 塊的架構(gòu)，在單個(gè)芯片上整合了 ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器。它使用1個(gè)8 位MCU (8051)，具有32KB/64KB/128KB可編程內(nèi)存和8KB的RAM，還包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 (8個(gè)ADC)，多個(gè)定時(shí)器(Timer)，AES-128協(xié)同處理器，看門(mén)狗定時(shí)器(watchdog-timer)， 32KHZ晶振的休眠模式定時(shí)器，上電復(fù)位電路(Power-on-Reset)，掉電檢測(cè)電路(Brow-out-Detection),以及21個(gè)可編程I/O引腳。CC2430芯片采用CMOS工藝生產(chǎn)，工作 時(shí)電流損耗為27mA或25mA。CC2430的休眠模式和轉(zhuǎn)到主動(dòng)模式的超短時(shí)間特性，特別適 合那些要求電池壽命非常長(zhǎng)的場(chǎng)合應(yīng)用。微處理器模塊22，選用Atmel公司的一款內(nèi)嵌32位ARM920T核的高速ARM處理 器AT91RM9200作為中心處理器，具有高性能、低功耗、低成本特點(diǎn)，其指令處理速度可以高 達(dá)200MI/S (兆指令/秒)，能滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的高速傳輸要求，它又是一款工業(yè) 級(jí)微控制器，能夠適應(yīng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)工作環(huán)境惡劣的要求，保證網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)工作的穩(wěn)定性。同時(shí) AT91RM9200上可以移植標(biāo)準(zhǔn)的Linux操作系統(tǒng)，減少了網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)軟件的開(kāi)發(fā)難度并增強(qiáng)了 它的可移植性，有利于軟件的二次開(kāi)發(fā)。GPRS選用MC55模塊23，由MC55模塊內(nèi)置的TCP/IP協(xié)議棧，由AT指令控制使應(yīng)用 程序很容易接入網(wǎng)絡(luò)。這一方案的優(yōu)點(diǎn)在于它不需應(yīng)用程序，開(kāi)發(fā)商執(zhí)行自己的TCP/IP和 PPP棧，這樣最小化了將網(wǎng)絡(luò)連接成一個(gè)新的或已經(jīng)存在的應(yīng)用程序所需的成本和時(shí)間，實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)撥號(hào)GPRS連接。電源模塊設(shè)計(jì)
為了維護(hù)方便、降低成本，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)都用同一型號(hào)電源模塊5， 能量獲取管理系統(tǒng)的工作原理能量管理系統(tǒng)由開(kāi)關(guān)切換電路、穩(wěn)壓電路、超級(jí)電容器放電 升壓電路、比較電路和單片機(jī)電路六部分組成，圖4是本發(fā)明中電源原理示意圖。其工作原理為當(dāng)有太陽(yáng)光時(shí)，太陽(yáng)能光伏電池37通過(guò)穩(wěn)壓電路為無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié) 點(diǎn)(或網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn))供電，同時(shí)將多余的能量存儲(chǔ)到鋰電池中。風(fēng)能發(fā)電機(jī)輸出的能量向超 級(jí)電容器充電。隨著超級(jí)電容器中電量的增多，其兩端的電壓不斷升高，當(dāng)電壓達(dá)到高閾 值電壓時(shí)，開(kāi)關(guān)切換電路接通，單片機(jī)電路開(kāi)始工作，然后單片機(jī)電路控制開(kāi)關(guān)切換電路 接通，使超級(jí)電容器開(kāi)始放電，即通過(guò)超級(jí)電容器放電升壓電路為傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(或網(wǎng) 關(guān)節(jié)點(diǎn))供電，同時(shí)快速地向鋰離子電池充電。當(dāng)超級(jí)電容器兩端的電壓達(dá)到低閾值電壓 時(shí)，開(kāi)關(guān)切換電路斷開(kāi)，單片機(jī)電路停止工作，進(jìn)而使開(kāi)關(guān)切換電路斷開(kāi)，超級(jí)電容器停止 放電，能量管理系統(tǒng)回到最初的工作狀態(tài)。當(dāng)太陽(yáng)能光伏電池輸出的電壓非常低時(shí)，且風(fēng)能 電機(jī)也因風(fēng)力不足而不能繼續(xù)向超級(jí)電容器充電，此時(shí)由鋰電池中存儲(chǔ)的能量為無(wú)線(xiàn)傳感 器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(或網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn))供電。能量管理系統(tǒng)上的單片機(jī)采用了低功耗的能量策略只有在超級(jí)電容器放電的 這段時(shí)間里單片機(jī)才開(kāi)始工作，這極大的降低了整個(gè)系統(tǒng)的能耗，從而增加了無(wú)線(xiàn)傳感器 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的連續(xù)工作時(shí)間。圖5是本發(fā)明中監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)4設(shè)在電力輸 電公司。采用C/S和B/S架構(gòu)，集成數(shù)據(jù)庫(kù)、發(fā)布和管理系統(tǒng)，在線(xiàn)分析線(xiàn)路運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)， 具有多參數(shù)的預(yù)警、趨勢(shì)分析、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。并能直觀地給出設(shè)備狀況的輔助判斷，或 者運(yùn)行人員以平臺(tái)信息為基礎(chǔ)進(jìn)行人工分析，以方便管理者提供決策和正確發(fā)布指令，及 早發(fā)現(xiàn)事故隱患并及時(shí)予以排除，始終保障線(xiàn)路以良好狀態(tài)可靠運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括無(wú)線(xiàn) 傳感器節(jié)點(diǎn)(1)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(2)、Internet網(wǎng)絡(luò)(3)和監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)(4)，無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié) 點(diǎn)(1)采集電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并將采集到的參數(shù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(2)和Internet 網(wǎng)絡(luò)(3)傳送到監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)(4);監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)(4)對(duì)收到的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 進(jìn)行監(jiān)測(cè)；所述無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)(1)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(2 )與電源模塊(5 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在 于所述無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)(1)包括數(shù)據(jù)采集模塊(11)、數(shù)據(jù)處理模塊(12)和數(shù)據(jù)傳輸模塊 (13)，數(shù)據(jù)采集模塊(11)采集電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并將采集到的參數(shù)傳送到數(shù)據(jù) 處理模塊(12 )，并將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊(13 )傳送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(2 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在 于在無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)(1)中設(shè)有環(huán)境參數(shù)無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、電流無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、光無(wú)線(xiàn) 傳感器節(jié)點(diǎn)、壓力無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、位移無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、加速度無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)和微波感 應(yīng)式無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在 于所述環(huán)境參數(shù)包括溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、日照與雨量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在 于所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(2)包括ZigBee模塊(21)、處理器模塊(22)、GPRS模塊(23)、存儲(chǔ)器(24) 和SIM卡插座(25)，ZigBee模塊(21)將接收到的數(shù)據(jù)傳送給處理器模塊(22)進(jìn)行處理， 處理器模塊(22)將處理后的數(shù)據(jù)傳送給GPRS模塊(23)并通過(guò)天線(xiàn)傳送給Internet網(wǎng)絡(luò) (3)；存儲(chǔ)器(24)與處理器模塊(22)連接，SIM卡插座(25)與GPRS模塊(23)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在 于所述監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)(4)包括數(shù)據(jù)采集層(41)、數(shù)據(jù)處理層(42)、數(shù)據(jù)中心層(43)、 數(shù)據(jù)分析層(44 )、狀態(tài)檢修層(45 )與高壓輸電線(xiàn)路(46 )。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、Internet網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)，無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)采集電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并將采集到的參數(shù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和Internet網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)；監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)收到的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與電源模塊連接。本發(fā)明通過(guò)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的手段實(shí)現(xiàn)對(duì)于電網(wǎng)設(shè)備內(nèi)在危害的及時(shí)感應(yīng)，判斷線(xiàn)路的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，傳輸速度快，抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)能高效獲取和存儲(chǔ)能量，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)壽命工作。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102104989SQ201010604058
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者伍之昂, 方泉, 曹杰, 王青國(guó), 胡揚(yáng)波 申請(qǐng)人:南京財(cái)經(jīng)大學(xué), 江蘇電力信息技術(shù)有限公司