基于ZigBee网络的低压电源SPD在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于ZigBee网络的低压配电SPD在线监测系统，包括通过ZigBee无线网络相互连接的至少一个采集模块、至少一个ZigBee路由模块以及一个ZigBee数据终端模块；所述采集模块包括用于供电的第一电源模块和依次连接的监测模块、第一单片机处理器、第一ZigBee收发单元；所述ZigBee路由模块包括第二ZigBee收发单元以及分别与其相连的第一LCD模块、用于供电的第二电源模块；所述ZigBee数据终端模块包括用于供电的第三电源模块、第三ZigBee收发单元、第二单片机处理器、第二LCD模块、存储模块、上位机。本实用新型专利技术原理简单，结构合理，有利于在线监测产业的推广利用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于ZigBee网络的低压配电SPD在线监测系统，包括通过ZigBee无线网络相互连接的至少一个采集模块、至少一个ZigBee路由模块以及一个ZigBee数据终端模块；所述采集模块包括用于供电的第一电源模块和依次连接的监测模块、第一单片机处理器、第一ZigBee收发单元；所述ZigBee路由模块包括第二ZigBee收发单元以及分别与其相连的第一LCD模块、用于供电的第二电源模块；所述ZigBee数据终端模块包括用于供电的第三电源模块、第三ZigBee收发单元、第二单片机处理器、第二LCD模块、存储模块、上位机。本技术原理简单，结构合理，有利于在线监测产业的推广利用。【专利说明】基于ZigBee网络的低压电源SPD在线监测系统
本技术涉及一种基于ZigBee网络的低压电源SPD在线监测系统，属于电子、电气设备监测领域。
技术介绍
在低压配电系统中，电涌保护器(Surge Protective Device, SPD)可以有效限制瞬态过电压并泄放浪涌电流，因而得到广泛的应用。然而低压电源SPD的核心部件氧化锌压敏电阻在运行中存在老化劣化现象，为了保证用电系统的安全运行，必须对运行中的低压电源sro进行相应的检测。传统手段采取定期的停电检测方法，难以及时反映设备内部的老化情况，在及时性和安全性上存在巨大隐患，同时也浪费了大量的人力物力。基于以上原因，针对低压电源SPD的在线监测符合当今智能电网安全，经济，稳定运行的发展趋势，具有广阔的开发前景。以下通过研究相关专利，说明本技术的技术背景。目前针对SPD的在线监测大多采用有线的方式，例如专利智能数字式氧化锌避雷器在线监测仪(201220231520.X)采用穿心式电流传感器采集漏电流，采集数据经单片机处理后，经RS485接口后传入人机界面中，从而达到在线监测的目的，专利一种光纤供电的电力避雷器在线监测智能终端(201120329498.8)，运用包含温度传感器和电压互感器的数据采集模块采集，运用RS232接口将测试的实时数据上传PC机，根据监控系统对数据异常的sro进行报警，从而实现在线监测，专利一种容性设备及避雷器在线监测系统(201220415370)利用Canbus和数据采集单元进行通讯，以实现安全可靠的在线监测。但是上述专利由于其数据传输采取有线传输的方式，所需电缆敷设量较大，布线方面成本较高，在监测系统需要加入新的监测点时，升级改造十分困难。更为严重的是，该类系统的稳定性比较差，一旦在线路的某点出现故障，可能导致整个系统无法正常运行，这就限制了有线传输在线监测系统方面的发展。因此，发展一种新的在线监测数据传输方式显得尤为重要。专利氧化锌避雷器在线监测装置(201220151871.X)采用蓝牙通讯作为避雷器实时监测数据的传送方式，以到达无线方式的在线监测，但是蓝牙模块耗电量较大，传输距离仅有1-10米且无法大量拓展子节点，因而不适用于大规模的在线监测。专利输电线路避雷器在线监测装置(201220401658.X)采用GPRS传输模块作为其在线监测数据通讯的无线传输方式，较好实现了野外高压避雷器的在线监测。但是对于监测节点数目多，安装范围小的低压电源SPD的在线监测，GPRS数据传输费用过高，不够经济适用。因此急需一种新的无线传输方式，以满足低压电源sro在线监测节点数目多，组网拓展性好，数据传输价格低廉的要求。Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议，具有低功耗，低成本，低速率，近距离，短时延，高容量，高安全，免执照频段等特点。它是一种介于无线标记与蓝牙技术之间的技术，主要应用于近距离无线通信领域。ZigBee有自带的无线电标准，从而在众多传感器之间相互协调实现通信，传感器节点只需要微小的能量就可以通过天线将数据信息从一个传感器传到另一个传感器。最后，这些数据信息可以传入计算机进行相应的分析处理或者被另一种无线模块所收集。因此ZigBee网络是最适合于传感器网络、工程监测、家庭监控等领域的无线技术。据相关调研，目前将ZigBee用于低压电源SH)在线监测系统的相关专利尚未见报道。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种基于ZigBee网络的低压配电STO在线监测系统，本技术解决了现有在线监测系统存在的布线成本高，可靠性差的问题。本技术原理简单，结构合理，有利于在线监测产业的推广利用。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案:本技术提供一种基于ZigBee网络的低压配电STO在线监测系统，包括通过ZigBee无线网络相互连接的至少一个采集模块、至少一个ZigBee路由模块以及一个ZigBee数据终端模块；所述采集模块包括用于供电的第一电源模块和依次连接的监测模块、第一单片机处理器、第一 ZigBee收发单元；所述监测模块包括漏电流监测电路、过电压监测电路；所述ZigBee路由模块包括第二 ZigBee收发单元以及分别与其相连的第一 IXD模块、用于供电的第二电源模块；所述ZigBee数据终端模块包括用于供电的第三电源模块、第三ZigBee收发单元、第二单片机处理器、第二 LCD模块、存储模块、上位机；所述第三电源模块分别与第三ZigBee收发单元、第二单片机处理器相连；所述第三ZigBee收发单元分别与第二 IXD模块、第二单片机处理器相连；所述第二单片机处理器通过存储接口与存储模块相连，通过串口单元与上位机相连。 作为本技术的进一步优化方案，所述漏电流监测电路采用采用外积分罗氏线圈采集sro的漏电流；所述过电压监测电路采用电阻分压器采集施加于SPD的电压值。作为本技术的进一步优化方案，所述第一、第二单片机处理器采用型号为MSP430的16位超低功耗单片机芯片。作为本技术的进一步优化方案，所述第一至第三ZigBee收发单元采用以CC2430和CC2591两种芯片的集成。作为本技术的进一步优化方案，所述第一至第三电源模块采用1.8^3.6V的低电压电源。作为本技术的进一步优化方案，所述存储接口采用USB/SD接口电路。作为本技术的进一步优化方案，所述串口单元采用RS232接口。作为本技术的进一步优化方案，所述ZigBee收发单元与IXD模块通过SPI总线相连。作为本技术的进一步优化方案，所述第一、第二 IXD模块采用128X64点阵的液晶1?块。本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:(1)本技术基于ZigBee无线网络，实现了低压电源STO在线监测系统的无线网络化，相比现有在线监测系统，更为经济高效，易于拓展；(2)本技术的采集模块运用罗氏线圈和分压器采集低压电源SPD的漏电流和过电压，避免监测设备引入高电压，从而使得在线监测更为安全，准确；(3)本技术通过加入ZigBee路由模块，便于数据集中传输，同时有效扩大了无线监测系统的传输距离；(4)本技术通过加入ZigBee终端模块，实现监测数据的实时存储功能，并且利用上位机对低压电源sro进行实时的在线监测。【专利附图】【附图说明】图1是本技术的结构框图。图2是采集模块的结构框图。图3是ZigBee路由模块的结构框图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ZigBee网络的低压配电SPD在线监测系统，其特征在于，该系统包括通过ZigBee无线网络相互连接的至少一个采集模块、至少一个ZigBee路由模块以及一个ZigBee数据终端模块；所述采集模块包括用于供电的第一电源模块和依次连接的监测模块、第一单片机处理器、第一ZigBee收发单元；所述监测模块包括漏电流监测电路、过电压监测电路；所述ZigBee路由模块包括第二ZigBee收发单元以及分别与其相连的第一LCD模块、用于供电的第二电源模块；所述ZigBee数据终端模块包括用于供电的第三电源模块、第三ZigBee收发单元、第二单片机处理器、第二LCD模块、存储模块、上位机；所述第三电源模块分别与第三ZigBee收发单元、第二单片机处理器相连；所述第三ZigBee收发单元分别与第二LCD模块、第二单片机处理器相连；所述第二单片机处理器通过存储接口与存储模块相连，通过串口单元与上位机相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仲江，陈璞阳，叶挺，周中山，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32