變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括MCU控制模塊，所述MCU控制模塊是由采用ARM9架構(gòu)的處理器和存儲器構(gòu)成；ZigBee通信模塊通過串行總線與MCU控制模塊的處理器連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；GPRS通信模塊通過串行總線與MCU控制模塊的處理器連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；人機(jī)交互模塊通過串行總線與MCU控制模塊的處理器連接，用于實(shí)現(xiàn)該監(jiān)測裝置的參數(shù)設(shè)定，以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示輸出。有益效果是：通過ZigBee通信模塊使用ZigBee個域無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，摒棄了傳統(tǒng)變電站監(jiān)測現(xiàn)場傳感器布線的繁雜工作，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的快速、安全、高效部署，省時省力；通過GPRS通信模塊使用遠(yuǎn)程GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，能夠保證現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時、優(yōu)質(zhì)的傳回遠(yuǎn)端監(jiān)控中心。
【專利說明】
變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種智能型監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的在線式變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有在線式變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置通常采用有線方式實(shí)現(xiàn)其與采集傳感器及遠(yuǎn)端上位機(jī)的通信連接，即所有蓄電池組及蓄電池單體上附著的數(shù)據(jù)采集傳感器與智能監(jiān)測單元之間采用有線方式(SPI或I2C總線)連接，而智能監(jiān)測單元與遠(yuǎn)端上位機(jī)之間也采用有線網(wǎng)絡(luò)連接(TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng))。如公告號為CN104635167A的中國發(fā)明專利即公開了“一種變電站蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法”，其監(jiān)測單元通過有線方式(I2C總線)連接數(shù)據(jù)采集傳感器，通過RJ45/IEEE802.3有線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)端上位機(jī)進(jìn)行通訊連接。
[0003]此種通過有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程傳輸?shù)姆绞?，在部署及使用上存在一些缺?不僅對現(xiàn)有變電站蓄電池組進(jìn)行傳感器布線比較繁瑣，既影響美觀，又耗時耗力；而且在一些偏遠(yuǎn)的變電站，不便實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)接入，就無法完成蓄電池組監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種無需布線便可實(shí)現(xiàn)快速、安全、高效部署，省時省力，能夠保證現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時、優(yōu)質(zhì)的傳回遠(yuǎn)端監(jiān)控中心的變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置。
[0005]為解決上述問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括M⑶控制模塊，其特殊之處是:
[0007]所述M⑶控制模塊是由采用ARM9架構(gòu)的處理器和存儲器構(gòu)成；
[0008]ZigBee通信模塊，其通過串行總線與MCU控制模塊的處理器連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，用于通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與變電站蓄電池上安裝的無線傳感器裝置進(jìn)行通信并將接收到的蓄電池組狀態(tài)數(shù)據(jù)傳給MCU控制模塊；
[0009]GPRS通信模塊，其通過串行總線與M⑶控制模塊的處理器連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，用于將該監(jiān)測裝置采集到的變電站蓄電池組狀態(tài)數(shù)據(jù)通過GPRS移動通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳送給遠(yuǎn)端監(jiān)控中心上位機(jī)系統(tǒng)，同時可接收遠(yuǎn)端上位機(jī)系統(tǒng)的特定數(shù)據(jù)查詢指令；
[0010]人機(jī)交互模塊，其通過串行總線與MCU控制模塊的處理器連接，用于實(shí)現(xiàn)該監(jiān)測裝置的參數(shù)設(shè)定，以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示輸出。
[0011]作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述M⑶控制模塊的處理器采用AT91SAM9261芯片。
[0012]作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述存儲器分為64M NAND Flash和64M SDRAM。
[0013]作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述ZigBee通信模塊采用CC2430芯片。
[0014]作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述GPRS通信模塊采用SBOOO芯片。
[0015]作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述人機(jī)交互模塊是由LCD液晶屏和輸入按鍵構(gòu)成。
[0016]作為進(jìn)一步優(yōu)選，該監(jiān)測裝置還設(shè)有機(jī)殼和安裝在機(jī)殼前端的面板，所述MCU控制模塊、ZigBee通信模塊和GPRS通信模塊分別設(shè)在機(jī)殼內(nèi)，所述LCD液晶屏和輸入按鍵分別設(shè)在面板上。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:該變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)和GPRS移動通信網(wǎng)絡(luò)兩種無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，在完成變電站電池組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、分析、預(yù)警、報警的同時，通過ZigBee通信模塊使用ZigBee個域無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，摒棄了傳統(tǒng)變電站監(jiān)測現(xiàn)場傳感器布線的繁雜工作，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的快速、安全、高效部署，省時省力；通過GPRS通信模塊使用遠(yuǎn)程GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，解決了一些偏遠(yuǎn)電站有線網(wǎng)絡(luò)無法接入導(dǎo)致的遠(yuǎn)程通訊難題，能夠保證現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時、優(yōu)質(zhì)的傳回遠(yuǎn)端監(jiān)控中心。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖。
[0019]圖2是本實(shí)用新型ZigBee通信模塊的結(jié)構(gòu)框圖
[0020]圖3是本實(shí)用新型GPRS通信模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
[0021]圖4是本實(shí)用新型的機(jī)殼外觀不意圖。
[0022]圖中:MCU控制模塊I，處理器2，SDRAM存儲器3，NAND Flash存儲器4，UART串行總線5，GPRS通信模塊6，ZigBee通信模塊7，人機(jī)交互模塊8，機(jī)殼9，CC2430芯片10，射頻開關(guān)11，低噪放大器12，功率放大器13，天線14，串行通訊接口 15，S頂卡槽接口 16，指示燈17，SIM300芯片18，天線19，開關(guān)電源20，面板21，輸入按鍵22，IXD液晶屏23。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1-圖4所示，本實(shí)用新型涉及的一種變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括機(jī)殼9和安裝在機(jī)殼9前端的面板21，在機(jī)殼內(nèi)分別設(shè)有MCU控制模塊1、ZigBee通信模塊7和GPRS通信模塊6，所述MCU控制模塊I是由采用ARM9架構(gòu)的處理器2和存儲器構(gòu)成;所述處理器2優(yōu)選用AT91SAM9261芯片，所述存儲器分為64M NAND Flash存儲器4和64M SDRAM存儲器3，其中NAND Flash優(yōu)選用K9F1208U0B。
[0024]所述ZigBee通信模塊通過UART串行總線5與M⑶控制模塊的處理器連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，用于通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與變電站蓄電池上安裝的無線傳感器裝置進(jìn)行通信并將接收到的蓄電池組狀態(tài)數(shù)據(jù)(如電流、電壓、內(nèi)阻等)傳給MCU控制模塊。所述ZigBee通信模塊包括采用的CC2430芯片10，在CC2430芯片10的I/O端口依次連接射頻開關(guān)11和天線14，所述射頻開關(guān)為二個并在二個射頻開關(guān)之間并聯(lián)有低噪放大器12和功率放大器13。
[0025]所述GPRS通信模塊通過UART串行總線與M⑶控制模塊的處理器連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，用于將該監(jiān)測裝置采集到的變電站蓄電池組狀態(tài)數(shù)據(jù)通過GPRS移動通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳送給遠(yuǎn)端監(jiān)控中心上位機(jī)系統(tǒng)，同時可接收遠(yuǎn)端上位機(jī)系統(tǒng)的特定數(shù)據(jù)查詢指令。所述GPRS通信模塊通過該監(jiān)測裝置上統(tǒng)一的開關(guān)電源供電，GPRS通信模塊包括采用的SM300芯片18，在SHOOO芯片18上分別連接有天線19、開關(guān)電源20、串行通訊接口 15、S頂卡槽接口 16和指示燈17。
[0026]人機(jī)交互模塊8通過串行總線與M⑶控制模塊的處理器連接，用于實(shí)現(xiàn)該監(jiān)測裝置的參數(shù)設(shè)定，以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示輸出。所述人機(jī)交互模塊8是由LCD液晶屏23和輸入按鍵22構(gòu)成，IXD液晶屏23和輸入按鍵22分別安裝在面板上。IXD顯示屏既可以用來顯示實(shí)時監(jiān)控的蓄電池組狀態(tài)數(shù)據(jù)，也可以按照按鍵功能定義顯示的數(shù)據(jù)。通過輸入按鍵可完成對系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置、歷史數(shù)據(jù)查詢、報警記錄查看等人機(jī)交互工作。
[0027]系統(tǒng)啟動后，由ZigBee通信模塊從部署在蓄電池組上的無線傳感器接收采集到的蓄電池組及單體的電壓、電流、內(nèi)阻、表面溫度等實(shí)時數(shù)據(jù)，通過內(nèi)部串行總線UART傳輸給處理器，由處理器負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，并判斷該數(shù)據(jù)是否在合理的運(yùn)行范圍內(nèi)，如果數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)范圍，則報警。以上所述實(shí)時數(shù)據(jù)，在內(nèi)部程序處理完成后，MCU控制模塊將其分屏滾動顯示在LCD液晶屏上。上述數(shù)據(jù)顯示的同時，處理器控制存儲芯片NAND Flash進(jìn)行數(shù)據(jù)的歸檔保存。
[0028]當(dāng)M⑶控制模塊獲取并處理完相關(guān)的蓄電池組運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)后，如需將數(shù)據(jù)上傳到遠(yuǎn)端控制中心的上位機(jī)中，則M⑶控制模塊的處理器通過UART串行總線將數(shù)據(jù)經(jīng)由串口發(fā)送到SM300芯片，該芯片模塊通過引腳連接的S頂卡插槽中插入一張可用的SM卡。當(dāng)數(shù)據(jù)送達(dá)SM300芯片后，該芯片通過協(xié)議棧對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理后，通過天線以無線電信號發(fā)射給附近的移動網(wǎng)絡(luò)基站，利用移動網(wǎng)絡(luò)傳輸給遠(yuǎn)端上位機(jī)。
[0029]盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括MCU控制模塊，其特征是: 所述MCU控制模塊是由采用ARM9架構(gòu)的處理器和存儲器構(gòu)成； ZigBee通信模塊，其通過串行總線與MCU控制模塊的處理器連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，用于通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與變電站蓄電池上安裝的無線傳感器裝置進(jìn)行通信并將接收到的蓄電池組狀態(tài)數(shù)據(jù)傳給MCU控制模塊； GPRS通信模塊，其通過串行總線與MCU控制模塊的處理器連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，用于將該監(jiān)測裝置采集到的變電站蓄電池組狀態(tài)數(shù)據(jù)通過GPRS移動通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳送給遠(yuǎn)端監(jiān)控中心上位機(jī)系統(tǒng)，同時可接收遠(yuǎn)端上位機(jī)系統(tǒng)的特定數(shù)據(jù)查詢指令； 人機(jī)交互模塊，其通過串行總線與MCU控制模塊的處理器連接，用于實(shí)現(xiàn)該監(jiān)測裝置的參數(shù)設(shè)定，以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征是:所述MCU控制模塊的處理器采用AT91SAM9261芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征是:所述存儲器分為64M NAND Flash和64M SDRAM。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征是:所述ZigBee通信模塊采用CC2430芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征是:所述GPRS通信模塊采用snooo芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征是:所述人機(jī)交互模塊是由LCD液晶屏和輸入按鍵構(gòu)成。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變電站蓄電池組狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征是:該監(jiān)測裝置還設(shè)有機(jī)殼和安裝在機(jī)殼前端的面板，所述MCU控制模塊、ZigBee通信模塊和GPRS通信模塊分別設(shè)在機(jī)殼內(nèi)，所述LCD液晶屏和輸入按鍵分別設(shè)在面板上。
【文檔編號】H02J13/00GK205681183SQ201620596881
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月17日 公開號201620596881.2, CN 201620596881, CN 205681183 U, CN 205681183U, CN-U-205681183, CN201620596881, CN201620596881.2, CN205681183 U, CN205681183U
【發(fā)明人】王強(qiáng), 張一博
【申請人】國網(wǎng)遼寧省電力有限公司錦州供電公司, 國家電網(wǎng)公司