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    基于無線傳感器網絡的開關柜溫度監測系統方案
    來源:深圳市賽億科技開發有限公司作者:日期:2018-02-07 17:44:44點擊:2532次
    無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式傳感網絡,它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器
    通過無線方式通信,因此網絡設置靈活,設備位置可以隨時更改,還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個
    多跳自組織網絡

    WSN的發展得益于微機電系統(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系統(System on Chip, SoC)、無線通信和低功耗嵌入式技術
    的飛速發展。
     
    中文名 外文名 簡稱 應用領域
    無線傳感器網絡 Wireless Sensor Network WSN 軍事、智能交通、環境監控、醫療衛生等
     
    目錄
     
    1、基于無線傳感器網絡的開關柜溫度監測系統方案簡介
    2、基于無線傳感器網絡的開關柜溫度監測系統設計目標
    3、基于無線傳感器網絡的開關柜溫度監測系統構成
    4、基于無線傳感器網絡的開關柜溫度監測系統特點
    5、基于無線傳感器網絡的開關柜溫度監測系統功能模塊
    6、無線傳感器網絡的關鍵技術
     
    基于無線傳感器網絡的開關柜溫度監測系統方案簡介:

    基于無線傳感器網絡,利用成熟的無線傳輸技術,在保持系統可靠性的同時,保證了系統的先進性。無需長距離的復雜布線,每個無線局域網
    絡模塊安裝靈活,改動安裝位置無需重新布線;同時由于除電力電纜以外,無需其他線路的布線,所以也就更加安全、可靠。另外,將多個電
    纜接頭連接成網絡后,便于統一管理,實現管理的網絡化、自動化。

    基于無線傳感器網絡的開關柜溫度監測系統設計目標

    本系統設計目標分三步:

    2.1首先設計無線傳感器網絡的終端采集設備,包括溫度傳感器選型和采集電路及處理算法實現;

    2.2然后根據變電站特點設計無線傳感器終端設備的安裝;

    2.3最后通過對無線傳感器網絡的優化,將其應用到電力電纜接頭故障監測中,使得電纜故障的監測自動化、無線化、網絡化和安全化。

    基于無線傳感器網絡的開關柜溫度監測系統構成:

    系統由溫度傳感器、溫度巡檢儀、無線傳輸設備、無線監測服務器(接收設備)及其管理軟件組成。采用新興無線傳感器網絡的組網技術的無
    線測溫系統,實現了對變電站開關柜的溫度進行實時在線檢測,經過與電力自動化系統連接,在中心監控室內就可以監視運行狀態,真正做到
    了遠距離遙測,當被測點溫度超過預先設定的閥值時,就發出報警信號及時提醒有關人員采取措施。

    基于無線傳感器網絡的開關柜溫度監測系統特點:

    4.1實時在線監測、測量精度可達±0.5℃的準確性;

    4.2用戶可根據自己的需求設置參數的靈活性;

    4.3不論是產品、還是工具及其維護,都具有系統安全性和可靠性;

    4.4實現無線設備間自動組網形成MESH網絡拓撲;

    4.5實現溫度定時采集方式。

    基于無線傳感器網絡的開關柜溫度監測系統功能模塊

    5.1傳感器部分

    溫度探頭:采用外加金屬殼保護套的 Cu50 熱電阻,測量范圍-20℃ - +100℃,精度±0.2℃。由于外加金屬保護套,一方面可以在安裝的時
    候保護溫度探頭;另一方面由于金屬具有較好的導熱特性,所以能夠起到傳導熱量的目的。

    5.2無線網終端設備

    無線網終端設備是本系統的核心,負責本系統的溫度數據采集及傳輸。本系統配置溫度傳感器接口,實現超溫報警。當無線網終端設備去掉溫度檢測功能之后,并配置相應的軟件系統,就可以成為無線中繼接點和無線控制終端,所以無線網終端設備(測溫)、無線中繼接點、無線控
    制終端設備硬件上具備通用性。

    5.3溫度巡檢儀

    溫度巡檢儀負責采集溫度,并通過RS485傳輸送出溫度值。該巡檢儀接口豐富,可適應多種工業環境報警或其它報警要求。面板有四個LED
    顯示。可配置溫度傳感器實現斷電超溫等聲光報警,超溫報警來電啟動空調系統。控制手段豐富:光電隔離方式2路繼電器輸出ITU(常開
    型);設置方式靈活、簡潔:3個按鍵,分別是功能鍵、加1及減1鍵,用來設定溫濕度的上下限。

    5.4數據遠傳

    無線網絡接口數據傳輸:由于采用最新的2.4G無線通訊方式,通訊距離可達100m,通過無線網絡路由,可以將傳輸距離增加到幾百米,甚至
    更遠;以太網方式數據傳輸。在具有以太網接口的機房,可通過10M/100M網口把從無線網采集到的溫度通過Web方式發布。

    5.5防緊急事件處理

    機房內部可安裝緊急按鈕,如遇緊急事件的發生,可人工啟動報警裝置,通知監控中心。
    5.6控制中心的設備

    控制中心設備提供兩種方案備選:

    5.6.1第一種方案:配置一臺PC機,并開發Windows上的圖形化軟件及Web服務軟件

    此種方案具有多項優點:實現溫度數據的存儲和管理。能實現歷史數據查詢,根據查詢結果及樣式打印報表;當溫度超過規定值,發出報警信

    息,提示操作人員檢查變電站是否出現故障;系統的溫度曲線和溫度報表均可以通過Web發布,遠端用戶可以通過瀏覽器查詢溫度歷史記錄;系統應用軟件采用外掛式或嵌入式(留有接口)設計,軟件安裝容易,操作簡單,功能齊全,維護方便。在具有和機房數據通訊的條件下,管
    理人員可遠程對每個環境傳感器進行報警值的設置,定義不同級別的報警方式。如有異常可以及時通過聲音等方式通知管理人員。報警時軟件
    中報警項顯示為紅色。

    5.6.2第二種方案:使用嵌入式Web服務器方案

    傳統Web服務器以具有高運算處理能力和海量存儲容量的工作站或PC機為硬件工作平臺,以非實時操作系統為軟件工作平臺,其上運行的是
    大型復雜的服務器程序,典型的如基于Windows NT的IIS(Internet Information Server)、基于Unix 的Apache Web Server 等。雖然功能強
    大,但同時由于設備的軟硬件平臺過龐大而復雜,需專人維護,也限制了其的廣泛使用。基于嵌入式技術的嵌入式Web服務器的出現為解決以
    上問題開辟了一條嶄新途徑。

     本方案Web服務器以32位嵌入式處理器為硬件工作平臺,以嵌入式多任務操作系統(linux)為軟件工作平臺,配以動態網頁、CGI等技術,
    在嵌入式服務器上運行小型精簡的服務器程序。而對于遠端用戶來說,訪問嵌入式Web服務器和訪問大型的服務器幾乎沒有差別。嵌入式服務
    器具備的小型化、設備功能專一而穩定等優勢,可以作為Web服務器端的一個備選方案。

    無線傳感器網絡的關鍵技術

    6.1無線通信技術

    6.2能量收集技術

    6.3傳感器技術

    6.4嵌入式操作系統技術

    6.5低功耗技術

    6.6多跳自組織網絡的路由協議

    6.7數據融合和數據管理技術

    6.8信息安全技術


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