專利名稱：預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置，尤其涉及一種精度高、抗 干擾能力強、超低功耗、工作穩(wěn)定、性價比高、超低成本、適應各種環(huán)境和預裝式變電站的無 線傳感器網(wǎng)絡測控裝置。
背景技術：
隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對于電力的需求和依賴性也越來越大。同時，對變 電站及電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定也提出了更高的要求。電力部門需要一種能夠實時監(jiān)控變電站設 備的監(jiān)控系統(tǒng)，第一時間監(jiān)測到電力設備的損壞和人為因素的破壞，迅速做出處理，將損失 減小到最低值。變電站監(jiān)控技術領域經(jīng)歷了三個發(fā)展階段本地模擬視頻監(jiān)控、基于PC的 視頻監(jiān)控和網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控。變電站監(jiān)控系統(tǒng)在國外電力企業(yè)已經(jīng)普遍采用，主要有德 國Dallmeier數(shù)字視頻系統(tǒng)等，在國內已有許多監(jiān)控設備得到應用，國內監(jiān)控領域較成熟 的系統(tǒng)有三星光電子監(jiān)控系統(tǒng)等。現(xiàn)在市場上存在的監(jiān)控系統(tǒng)或性能不高，或功能簡單，或 性能較高但價格昂貴。針對這種不足，本裝置應用無線傳感器網(wǎng)絡技術，將傳感器節(jié)點設置 于預裝式變電站的高壓室、低壓室和變壓器室，通過路由節(jié)點和協(xié)調器節(jié)點組成無線傳感 器網(wǎng)絡，實現(xiàn)一款功能豐富、性能強大且成本低的變電站無線監(jiān)控系統(tǒng)。
發(fā)明內容
為了克服以上缺陷，本發(fā)明要解決的技術問題是提出一種高性能、低功耗無線 S0C模塊的預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置。本發(fā)明所采用的技術方案為一種預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置，包 括若干預裝變電所、網(wǎng)絡協(xié)調器以及監(jiān)控主機，所述預裝變電所包括高壓室環(huán)境傳感器節(jié) 點、低壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、變壓器室環(huán)境傳感器節(jié)點、高壓室觸頭傳感器節(jié)點、低壓室電 量傳感器節(jié)點以及路由節(jié)點，該高壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、低壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、變壓器室 環(huán)境傳感器節(jié)點、高壓室觸頭傳感器節(jié)點以及低壓室電量傳感器節(jié)點經(jīng)由路由節(jié)點與網(wǎng)絡 協(xié)調器信號連接，網(wǎng)絡協(xié)調器與監(jiān)控主機信號連接。根據(jù)本發(fā)明的另外一個實施例，預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置進一步 包括所述網(wǎng)絡協(xié)調器包括JN5139無線芯片、LPC2210微控制器芯片、SRAM存儲器、FLASH存 儲器以及以太網(wǎng)控制器，所述JN5139無線芯片、SRAM存儲器、FLASH存儲器以及以太網(wǎng)控制 器與LPC2210微控制器芯片信號連接。根據(jù)本發(fā)明的另外一個實施例，預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置進一步 包括所述高壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、低壓室環(huán)境傳感器節(jié)點以及變壓器室環(huán)境傳感器節(jié)點 包括JN5139無線芯片、高壓室環(huán)境傳感器、低壓室環(huán)境傳感器以及變壓器室環(huán)境傳感器， JN5139無線芯片與高壓室環(huán)境傳感器、低壓室環(huán)境傳感器以及變壓器室環(huán)境傳感器信號 連接，所述高壓室環(huán)境傳感器、低壓室環(huán)境傳感器以及變壓器室環(huán)境傳感器內分別設置有 溫濕度集成傳感器和煙霧傳感器，該JN5139無線芯片還分別信號連接有時鐘電路，復位電路、聲光報警電路、除濕器驅動電路以及加熱器電路。根據(jù)本發(fā)明的另外一個實施例，預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置進一步 包括高壓室觸頭傳感器節(jié)點包括JN5139無線芯片、高壓柜觸點高分子示溫片、二氧化碳傳 感器、復位電路以及時鐘電路，JN5139無線芯片與高壓柜觸點高分子示溫片、二氧化碳傳感 器、復位電路以及時鐘電路信號連接。根據(jù)本發(fā)明的另外一個實施例，預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置進一步 包括低壓室電量傳感器節(jié)點包括低壓柜電量信號、時鐘電路、復位電路以及JN5139無線芯 片，該低壓柜電量信號與JN5139無線芯片通過RS-485接口連接，時鐘電路與復位電路與 JN5139無線芯片信號連接。本發(fā)明的有益效果是通過對預裝式變電站的實時檢測、歷史存儲、統(tǒng)計和推理， 從而能夠精確診斷和定位，防止故障的進一步擴大，提高變電站供電的可靠性和供電質量
具有重要意義。
圖1為本發(fā)明預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置數(shù)據(jù)流框圖；圖2為本發(fā)明預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置協(xié)調器框圖；圖3為本發(fā)明預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置高壓、低壓和變壓器室溫 環(huán)境傳感器節(jié)點框圖；圖4為本發(fā)明預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置高壓觸頭溫度傳感器節(jié) 點框圖；圖5為本發(fā)明預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置低壓室電量傳感器節(jié)點 框圖；圖6為本發(fā)明預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置高壓、低壓和變壓器室溫 環(huán)境傳感器節(jié)點原理圖；圖7為本發(fā)明預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置高壓觸頭溫度傳感器節(jié) 點原理圖；圖8為本發(fā)明預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置低壓室電量傳感器節(jié)點 原理圖。
具體實施例方式現(xiàn)在結合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的 示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。如圖1所示，一種預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置，包括若干預裝變電 所、網(wǎng)絡協(xié)調器以及監(jiān)控主機，所述預裝變電所包括高壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、低壓室環(huán)境傳 感器節(jié)點、變壓器室環(huán)境傳感器節(jié)點、高壓室觸頭傳感器節(jié)點、低壓室電量傳感器節(jié)點以及 路由節(jié)點，該高壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、低壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、變壓器室環(huán)境傳感器節(jié)點、 高壓室觸頭傳感器節(jié)點以及低壓室電量傳感器節(jié)點經(jīng)由路由節(jié)點與網(wǎng)絡協(xié)調器信號連接， 網(wǎng)絡協(xié)調器與監(jiān)控主機信號連接。如圖2所示，網(wǎng)絡協(xié)調器包括JN5139無線芯片、LPC2210微控制器芯片、SRAM存儲器、FLASH存儲器以及以太網(wǎng)控制器，所述JN5139無線芯片、SRAM存儲器、FLASH存儲器以 及以太網(wǎng)控制器與LPC2210微控制器芯片信號連接。JN5139無線芯片接收來自高壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、低壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、變壓 器室環(huán)境傳感器節(jié)點、高壓室觸頭傳感器節(jié)點、低壓室電量傳感器節(jié)點的信息，經(jīng)過JN5139 無線芯片處理的信號，送給LPC2210微控制器芯片，同時將信息存儲到SRAM存儲器和FLASH 存儲器中，F(xiàn)LASH存儲器為16Mbit FLASH存儲器。當經(jīng)過LPC2210微控制器芯片處理后的 數(shù)據(jù)送入以太網(wǎng)控制器，再通過以太網(wǎng)接口連接以太網(wǎng)，太網(wǎng)接口采用RJ45。如圖3、6所示，所述高壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、低壓室環(huán)境傳感器節(jié)點以及變壓器 室環(huán)境傳感器節(jié)點包括JN5139無線芯片、高壓室環(huán)境傳感器、低壓室環(huán)境傳感器以及變壓 器室環(huán)境傳感器，JN5139無線芯片與高壓室環(huán)境傳感器、低壓室環(huán)境傳感器以及變壓器室 環(huán)境傳感器信號連接，所述高壓室環(huán)境傳感器、低壓室環(huán)境傳感器以及變壓器室環(huán)境傳感 器內分別設置有溫濕度集成傳感器和煙霧傳感器，該JN5139無線芯片還分別信號連接有 時鐘電路，復位電路、聲光報警電路、除濕器驅動電路以及加熱器電路。高壓室環(huán)境傳感器、低壓室環(huán)境傳感器以及變壓器室環(huán)境傳感器室溫濕度采用集 成溫濕度傳感器SHT10，與無線控制器JN5139接口采用I2C接口，通過模擬實現(xiàn)，DATA數(shù)據(jù) 線通過一個外部上拉電阻將信號提拉至高電平；高壓室環(huán)境傳感器、低壓室環(huán)境傳感器以 及變壓器室環(huán)境傳感器煙霧傳感器采用離子型煙霧探測器ZRAM-A1，探頭采集的信號輸入 煙霧檢測芯片MC14468完成初步信號處理，同時采用TMP35G溫度傳感器采集環(huán)境溫度，兩 者采集的信號輸入DS2438芯片，然后將DS2438輸出信號輸入JN5139無線芯片，同時在傳 感器節(jié)點裝置中采用時鐘芯片用于對采樣進行計時。如圖4、7所示，高壓室觸頭傳感器節(jié)點包括JN5139無線芯片、高壓柜觸點高分子 示溫片、二氧化碳傳感器、復位電路以及時鐘電路，JN5139無線芯片與高壓柜觸點高分子示 溫片、二氧化碳傳感器、復位電路以及時鐘電路信號連接。在高壓柜內的觸點上粘貼高分子示溫片，對高分子示溫片的材料成分作適當調 整，改變其熔點溫度，可以滿足不同的超溫監(jiān)測要求，從而擴大溫度的監(jiān)測范圍。當觸點溫 度超溫時，高分子示溫片受熱釋放C02氣體，并能夠實現(xiàn)超溫變色，使柜內C02氣體濃度在 短時間內急劇上升，通過MS4100 二氧化碳傳感器檢測C02濃度的變化，MS4100傳感器輸出 信號經(jīng)過調理電路處理后輸入JN5139無線芯片的AD轉換輸入端，無線微控制器采用的高 性能、低功耗無線S0C模塊，實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡的自動組網(wǎng)和收發(fā)功能，同時在高壓室觸 頭傳感器節(jié)點裝置中采用時鐘芯片用于對采樣進行計時，時鐘電路采用時鐘芯片DS1302。如圖5、8所示，低壓室電量傳感器節(jié)點包括低壓柜電量信號、時鐘電路、復位電路 以及JN5139無線芯片，該低壓柜電量信號與JN5139無線芯片通過RS-485接口連接，時鐘 電路與復位電路與JN5139無線芯片信號連接。通過RS-485通信接口和低壓室的電量儀表 通信，獲取電壓、電流、有功、無功等參數(shù)，同時在低壓室電量傳感器節(jié)點裝置中采用時鐘芯 片用于對采樣進行計時，時鐘電路采用時鐘芯片DS1302。以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完 全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術 性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。
權利要求
一種預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置，其特征在于包括若干預裝變電所、網(wǎng)絡協(xié)調器以及監(jiān)控主機，所述預裝變電所包括高壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、低壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、變壓器室環(huán)境傳感器節(jié)點、高壓室觸頭傳感器節(jié)點、低壓室電量傳感器節(jié)點以及路由節(jié)點，該高壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、低壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、變壓器室環(huán)境傳感器節(jié)點、高壓室觸頭傳感器節(jié)點以及低壓室電量傳感器節(jié)點經(jīng)由路由節(jié)點與網(wǎng)絡協(xié)調器信號連接，網(wǎng)絡協(xié)調器與監(jiān)控主機信號連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置，其特征在于，所 述網(wǎng)絡協(xié)調器包括JN5139無線芯片、LPC2210微控制器芯片、SRAM存儲器、FLASH存儲器以 及以太網(wǎng)控制器，所述JN5139無線芯片、SRAM存儲器、FLASH存儲器以及以太網(wǎng)控制器與 LPC2210微控制器芯片信號連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置，其特征在于， 所述高壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、低壓室環(huán)境傳感器節(jié)點以及變壓器室環(huán)境傳感器節(jié)點包括 JN5139無線芯片、高壓室環(huán)境傳感器、低壓室環(huán)境傳感器以及變壓器室環(huán)境傳感器，JN5139 無線芯片與高壓室環(huán)境傳感器、低壓室環(huán)境傳感器以及變壓器室環(huán)境傳感器信號連接，所 述高壓室環(huán)境傳感器、低壓室環(huán)境傳感器以及變壓器室環(huán)境傳感器內分別設置有溫濕度集 成傳感器和煙霧傳感器，該JN5139無線芯片還分別信號連接有時鐘電路，復位電路、聲光 報警電路、除濕器驅動電路以及加熱器電路。
4.根據(jù)權利要求1所述的預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置，其特征在于，高 壓室觸頭傳感器節(jié)點包括JN5139無線芯片、高壓柜觸點高分子示溫片、二氧化碳傳感器、 復位電路以及時鐘電路，JN5139無線芯片與高壓柜觸點高分子示溫片、二氧化碳傳感器、復 位電路以及時鐘電路信號連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置，其特征在于，低 壓室電量傳感器節(jié)點包括低壓柜電量信號、時鐘電路、復位電路以及JN5139無線芯片，該 低壓柜電量信號與JN5139無線芯片通過RS-485接口連接，時鐘電路與復位電路與JN5139 無線芯片信號連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種預裝式變電站的無線傳感器網(wǎng)絡測控裝置，包括若干預裝變電所、網(wǎng)絡協(xié)調器以及監(jiān)控主機，所述預裝變電所包括高壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、低壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、變壓器室環(huán)境傳感器節(jié)點、高壓室觸頭傳感器節(jié)點、低壓室電量傳感器節(jié)點以及路由節(jié)點，該高壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、低壓室環(huán)境傳感器節(jié)點、變壓器室環(huán)境傳感器節(jié)點、高壓室觸頭傳感器節(jié)點以及低壓室電量傳感器節(jié)點經(jīng)由路由節(jié)點與網(wǎng)絡協(xié)調器信號連接，網(wǎng)絡協(xié)調器與監(jiān)控主機信號連接。通過對預裝式變電站的實時檢測、歷史存儲、統(tǒng)計和推理，從而能夠精確診斷和定位，防止故障的進一步擴大，提高變電站供電的可靠性和供電質量具有重要意義。
文檔編號H02J13/00GK101860079SQ20101016410
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權日2010年5月6日
發(fā)明者丁建新, 嚴仲明, 史旺旺, 周文震, 李長峰, 楊鵬 申請人:丁建新