專利名稱：預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置的制作方法
技術領域：
預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置技術領域[0001]本實用新型涉及預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置，尤其涉及一種精度 高、抗干擾能力強、超低功耗、工作穩定、性價比高、超低成本、適應各種環境和預裝 式變電站的無線傳感器網絡測控裝置。
背景技術：
[0002]隨著國民經濟的快速發展，我國對于電力的需求和依賴性也越來越大。同時， 對變電站及電網的安全和穩定也提出了更高的要求。電力部門需要一種能夠實時監控變 電站設備的監控系統，第一時間監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。變電站監控技術領域經歷了三個發展階段本地模擬視頻監 控、基于PC的視頻監控和網絡數字視頻監控。變電站監控系統在國外電力企業已經普遍 采用，主要有德國Dallmeier數字視頻系統等，在國內已有許多監控設備得到應用，國內 監控領域較成熟的系統有三星光電子監控系統等。現在市場上存在的監控系統或性能不 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絡 技術，將傳感器節點設置于預裝式變電站的高壓室、低壓室和變壓器室，通過路由節點 和協調器節點組成無線傳感器網絡，實現一款功能豐富、性能強大且成本低的變電站無 線監控系統。實用新型內容[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種高性能、低功耗無線SOC模塊的預 裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置。[0004]為了克服背景技術中存在的缺陷，本實用新型解決其技術問題所采用的技術方 案是一種預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置，包括若干預裝變電所、網絡協 調器以及監控主機，所述預裝變電所包括高壓室環境傳感器節點、低壓室環境傳感器節 點、變壓器室環境傳感器節點、高壓室觸頭傳感器節點、低壓室電量傳感器節點以及路 由節點，該高壓室環境傳感器節點、低壓室環境傳感器節點、變壓器室環境傳感器節 點、高壓室觸頭傳感器節點以及低壓室電量傳感器節點經由路由節點與網絡協調器信號 連接，網絡協調器與監控主機信號連接。[0005]根據本實用新型的另外一個實施例，預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置 進一步包括所述網絡協調器包括JN5139無線芯片、LPC2210微控制器芯片、SRAM存儲 器、FLASH存儲器以及以太網控制器，所述JN5139無線芯片、SRAM存儲器、FLASH 存儲器以及以太網控制器與LPC2210微控制器芯片信號連接。[0006]根據本實用新型的另外一個實施例，預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置 進一步包括所述高壓室環境傳感器節點、低壓室環境傳感器節點以及變壓器室環境傳感 器節點包括JN5139無線芯片、高壓室環境傳感器、低壓室環境傳感器以及變壓器室環境 傳感器，JN5139無線芯片與高壓室環境傳感器、低壓室環境傳感器以及變壓器室環境傳感器信號連接，所述高壓室環境傳感器、低壓室環境傳感器以及變壓器室環境傳感器內 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。[0007]根據本實用新型的另外一個實施例，預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置 進一步包括高壓室觸頭傳感器節點包括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。[0008]根據本實用新型的另外一個實施例，預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝 置進一步包括低壓室電量傳感器節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。[0009]本實用新型解決了背景技術中存在的缺陷，通過對預裝式變電站的實時檢測、 歷史存儲、統計和推理，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。
[0010]圖1為本實用新型預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置數據流框圖；[0011]圖2為本實用新型預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置協調器框圖；[0012]圖3為本實用新型預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置高壓、低壓和變壓 器室溫環境傳感器節點框圖；[0013]圖4為本實用新型預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置高壓觸頭溫度傳感 器節點框圖；[0014]圖5為本實用新型預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置低壓室電量傳感器 節點框圖；[0015]圖6-1、6-2、6-3、6_4、6_5、6_6為本實用新型預裝式變電站的無線傳感器網 絡測控裝置高壓、低壓和變壓器室溫環境傳感器節點原理圖；[0016]圖7-1、7-2、7-3、7_4為本實用新型預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置 高壓觸頭溫度傳感器節點原理圖；[0017]圖8-1、8-2、8-3為本實用新型預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置低壓 室電量傳感器節點原理圖。
具體實施方式
[0018]現在結合附圖和優選實施例對本實用新型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實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型 有關的構成。[0019]如圖1所示，一種預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置，包括若干預裝變 電所、網絡協調器以及監控主機，所述預裝變電所包括高壓室環境傳感器節點、低壓室 環境傳感器節點、變壓器室環境傳感器節點、高壓室觸頭傳感器節點、低壓室電量傳感 器節點以及路由節點，該高壓室環境傳感器節點、低壓室環境傳感器節點、變壓器室環境傳感器節點、高壓室觸頭傳感器節點以及低壓室電量傳感器節點經由路由節點與網絡 協調器信號連接，網絡協調器與監控主機信號連接。[0020]如圖2所示，網絡協調器包括JN5139無線芯片、LPC2210微控制器芯片、 SRAM存儲器、FLASH存儲器以及以太網控制器，所述JN 5139無線芯片、SRAM存儲 器、FLASH存儲器以及以太網控制器與LPC2210微控制器芯片信號連接。[0021]JN5139無線芯片接收來自高壓室環境傳感器節點、低壓室環境傳感器節點、變 壓器室環境傳感器節點、高壓室觸頭傳感器節點、低壓室電量傳感器節點的信息，經過 JN 5139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，FLASH存儲器為16Mbit FLASH存儲器。當經過LPC2210微 控制器芯片處理后的數據送入以太網控制器，再通過以太網接口連接以太網，太網接口 采用RJ45。[0022]如圖3、6-1、6-2、6-3、6-4、6-5、6-6所示，所述高壓室環境傳感器節點、 低壓室環境傳感器節點以及變壓器室環境傳感器節點包括JN5139無線芯片、高壓室環境 傳感器、低壓室環境傳感器以及變壓器室環境傳感器，JN5139無線芯片與高壓室環境傳 感器、低壓室環境傳感器以及變壓器室環境傳感器信號連接，所述高壓室環境傳感器、 低壓室環境傳感器以及變壓器室環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。[0023]高壓室環境傳感器、低壓室環境傳感器以及變壓器室環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， DATA數據線通過一個外部上拉電阻將信號提拉至高電平；高壓室環境傳感器、低壓室 環境傳感器以及變壓器室環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TMP 35G溫度 傳感器采集環境溫度，兩者采集的信號輸入1^2438芯片，然后將1^2438輸出信號輸入 JN5139無線芯片，同時在傳感器節點裝置中采用時鐘芯片用于對采樣進行計時。[0024]如圖4、7-1、7-2、7_3、7_4所示，高壓室觸頭傳感器節點包括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。[0025]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測要求，從而擴大溫度的監測范圍。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SOC模塊，實現無線傳感器網絡的自動組網和收 發功能，同時在高壓室觸頭傳感器節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。[0026]如圖5、8-1、8-2、8_3所示，低壓室電量傳感器節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，同時在低壓 室電量傳感器節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。[0027] 以上述依據本實用新型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實用新型技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本 項實用新型的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定 其技術性范圍。
權利要求1.一種預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置，其特征在于包括若干預裝變電 所、網絡協調器以及監控主機，所述預裝變電所包括高壓室環境傳感器節點、低壓室環 境傳感器節點、變壓器室環境傳感器節點、高壓室觸頭傳感器節點、低壓室電量傳感器 節點以及路由節點，該高壓室環境傳感器節點、低壓室環境傳感器節點、變壓器室環境 傳感器節點、高壓室觸頭傳感器節點以及低壓室電量傳感器節點經由路由節點與網絡協 調器信號連接，網絡協調器與監控主機信號連接。
2.根據權利要求1所述的預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置，其特征在于，所 述網絡協調器包括JN5139無線芯片、LPC2210微控制器芯片、SRAM存儲器、FLASH 存儲器以及以太網控制器，所述JN5139無線芯片、SRAM存儲器、FLASH存儲器以及 以太網控制器與LPC2210微控制器芯片信號連接。
3.根據權利要求2所述的預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置，其特征在于， 所述高壓室環境傳感器節點、低壓室環境傳感器節點以及變壓器室環境傳感器節點包括 JN5139無線芯片、高壓室環境傳感器、低壓室環境傳感器以及變壓器室環境傳感器， JN5139無線芯片與高壓室環境傳感器、低壓室環境傳感器以及變壓器室環境傳感器信號 連接，所述高壓室環境傳感器、低壓室環境傳感器以及變壓器室環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.根據權利要求1所述的預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置，其特征在于， 高壓室觸頭傳感器節點包括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.根據權利要求1所述的預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置，其特征在于， 低壓室電量傳感器節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。
專利摘要本實用新型涉及一種預裝式變電站的無線傳感器網絡測控裝置，包括若干預裝變電所、網絡協調器以及監控主機，所述預裝變電所包括高壓室環境傳感器節點、低壓室環境傳感器節點、變壓器室環境傳感器節點、高壓室觸頭傳感器節點、低壓室電量傳感器節點以及路由節點，該高壓室環境傳感器節點、低壓室環境傳感器節點、變壓器室環境傳感器節點、高壓室觸頭傳感器節點以及低壓室電量傳感器節點經由路由節點與網絡協調器信號連接，網絡協調器與監控主機信號連接。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H02B1/24GK201813072SQ20102018070
公開日2011年4月27日 申請日期2010年5月6日 優先權日2010年5月6日
發明者丁建新, 嚴仲明, 史旺旺, 周文震, 李長峰, 楊鵬 申請人:丁建新