一种基于WSN的低压配电网数据处理集中器制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于ＷＳＮ的低压配电网数据处理集中器，所述的集中器包括：微处理器；ＷＳＮ基站模块，该ＷＳＮ基站模块与所述的微处理器相连接，与ＷＳＮ通信节点进行通信，接收ＷＳＮ通信节点传来的用户电表电能数据；通信接口，该通信接口与所述的微处理器相连接，用于将接收的ＷＳＮ通信节点传来的用户电表电能数据进行输出，并接收外部的控制命令；电源，该电源与所述的微处理器相连接，用于提供工作电能；所述的微处理器控制所述的ＷＳＮ基站模块、通信接口工作。以将ＷＳＮ应用于低压配电网的管理之中，解决低压配电网中的数据采集、传输和管理的问题。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术关于无线传感器网络(WSN)技术，特别是关于WSN在电力系统 低压配电网管理中的应用，具体的讲是一种基于WSN的低压配电网数据处理集中 器。
技术介绍
在现有技术中，低压用户端电表数据的采集主要釆用电力线载波方式，虽 然利用电力线载波通信可以大大地减少投资和对线路的维护成本，但电力系统 中低压电力线路的通信环境恶劣，使得数据获取成功率较低。中国技术专利200520047929.6公开了一种水表、燃气表、电表自动抄 表无线发讯器，以通过无线通信方式将采集终端的数据传送给集中器。该技术 方案的特点是，采集终端与集中器为点对点的数据传输，每个采集终端只能与 集中器进行无线通信，采集终端与采集终端之间不发生通信，因此采集终端与 集中器之间的距离是影响无线通信质量的重要因素。无线传感器网络(WSN， Wireless Sensor Networks)是由部署在监测区域 内大量的微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的 网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信 息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三 个要素。如图1所示，为WSN节点的典型构成。在WSN中，传感器节点具有端节点 和路由的功能， 一方面实现数据的釆集和处理，另一方面实现数据的融合和路 由，对本身采集的数据和收到的其他节点发送的数据进行综合，转发路由到网 关节点。中国技术专利申请200610114627.5公开了一种基于无线传感器网络的家用保安、环境监测报警系统，该技术专利申请公开的技术方案可合并于此，以作为本技术的现有技术。
技术实现思路
本技术提供一种基于WSN的低压配电网数据处理集中器，以将WSN应用 于低压配电网的管理之中，解决低压配电网中的数据采集、传输和管理的问题。本技术的技术方案为一种基于WSN的低压配电网数据处理集中器，所述的集中器包括微处理器；所述的集中器还包括WSN基站模块，该WSN基站模块与所述的微处理器相连接， 与WSN通信节点进行通信，接收WSN通信节点传来的用户电表电能数据；通信接 口，该通信接口与所述的微处理器相连接，用于将接收的WSN通信节点传来的用 户电表电能数据进行输出，并接收外部的控制命令；电源，该电源与所述的微 处理器相连接，用于提供工作电能；所述的微处理器控制所述的WSN基站模块、 通信接口工作。本技术的有益效果在于基于WSN的低压配电网数据处理集中器使无线 传感器网络(WSN)进行电能数据的采集和传输成为现实，其技术克服了传统的 数据点对点无线传输模式的局限性，具有拓扑结构动态性强、自组织性以及网 络分布式特性。对于分布在很广范围内的大量节点，每个节点都是一个可以进 行数据采集、数据处理和数据通信的智能单元，即使网络中某些节点失效，整 个网络仍然能够正常运行。WSN数据传输技术适应低压配电网实现自动化管理的 需求，具有低成本、低功耗、超强通讯能力、通讯距离远和抗干扰能力强、窃电自动报警等诸多优点。附图说明图1是现有技术中WSN节点的结构框图；图2是本技术WSN电能数据采集装置的结构框图；图3、 4是本技术WSN电能数据釆集装置实施例的结构框图；图5是本技术集中器的结构框图；图6是本技术集中器实施例的结构框图；图7是本技术WSN电能数据采集装置与用户电表及入户电开关的连接关 系示意图；图8、 9是本技术系统的WSN电能数据采集装置与用户电表及入户电开 关、集中器、后台服务器的连接关系示意图；图IO是本技术系统的WSN电能数据采集装置与用户电表及入户电开关、 集中器及变压器、后台服务器的连接关系示意图；图ll是本技术系统的集中器及变压器、后台服务器、二级WSN子网的连 接关系示意图；图12是本技术集中器的CPU部分电路图；图13是本技术集中器按键部分的电路图；图14是本技术系统的集中器基站主CPU原理图；图15是本技术系统的集中器基站无线收发原理图。具体实施方式以下结合附图说明本技术的具体实施方式。如图2所示，为本技术具体实施方式的WSN电能数据采集装置，所述的WSN电能数据采集装置包括电表 数据采集单元，用于采集低压配电网中用户电表示值;RF射频单元，用于通过 WSN发送路由信息、传输采集到的用户电表示值和接收外部的控制命令;WSN路由 生成单元，根据无线接收信号强弱或无线信号质量生成动态WSN路由表，并在已 生成的WSN路由表中获取目的节点地址；微处理器，用于控制所述的电能数据采 集单元、无线通信单元和WSN路由生成单元工作；电源，用于提供工作电能。所 述的WSN电能数据采集装置还包括数据存储单元，用于存储采集的用户电表示 值。如图3所示，在WSN电能数据采集装置的一实施例中，电表数据采集单元包 括RS485总线接口，通过该RS485总线接口连接被采集的用户电表，采集用户 电表的电能示值；漏电状态检测接口 ，用于检测低压配电网中用户的漏电状态;开关状态控制接口，用于控制低压配电网中用户的入户电开关的导通或断开。如图4所示，在WSN电能数据采集装置的另一实施例中，电表数据采集单元包括脉冲出入接口，通过该脉冲出入接口连接被采集的用户电表，采集用户 电表的电能示值；漏电状态检测接口，用于检测低压配电网中用户的漏电状态； 开关输出控制接口，用于控制低压配电网中用户的入户电开关的导通或断开。 如图5，本技术系统的集中器包括:WSN基站模块，用于与所述的WSN电能数据采集装置进行通信，接收采集的电能数据；通信接口，用于通过手持抄 表器、GPRS、电信宽带VPN、电话线Modem拨号或WSN子网传输所述的电能数据， 并接收外部的控制命令；微处理器，用于控制所述的WSN基站模块、通信接口工 作；电源，用于提供工作电能。如6所示，在本技术系统的一实施例中，所述的集中器包括:WSN基站模 块，用于与所述的WSN电能数据采集装置进行通信，接收采集的电能数据；通信 接口，用于通过手持抄表器、GPRS、电信宽带VPN、电话线Modem拨号或WSN子网 传输所述的电能数据，并接收外部的控制命令；微处理器，用于控制所述的WSN 基站模块、通信接口工作；电源，用于提供工作电能；电能数据采集单元，用 于采集低压配电网中变压器的运行数据；电能数据召测单元，用于周期性的发出 命令至所述的WSN电能数据采集装置，召测所有WSN电能数据采集装置采集电能 数据；存储器，用于存储电能数据；LCD显示屏以及键盘。如图7所示，在本技术系统的一实施例中，WSN电能数据采集装置(703、 704)分别安装在低压用户表箱(709、 710)内。WSN电能数据釆集装置703通过 入户开关705与用户电表707连接，并与漏电保护器701连接，实时或周期性的采 集用户电表707的电能示值、漏电保护器701的状态、入户幵关705的状态，并可 控制入户开关705的开或闭。WSN电能数据采集装置704通过入户开关706,用户电表708连接，并与漏电 保护器702连接；实时或周期性的采集用户电表708的电能示值、漏电保护器702 的状态、入户开关706的状态，并可控制入户开关706本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＷＳＮ的低压配电网数据处理集中器，所述的集中器包括：微处理器；其特征是，所述的集中器还包括：　　　　ＷＳＮ基站模块，该ＷＳＮ基站模块与所述的微处理器相连接，与ＷＳＮ通信节点进行通信，接收ＷＳＮ通信节点传来的用户电表电能数据；　　　　通信接口，该通信接口与所述的微处理器相连接，用于将接收的ＷＳＮ通信节点传来的用户电表电能数据进行输出，并接收外部的控制命令；　　　　电源，该电源与所述的微处理器相连接，用于提供工作电能；　　　　所述的微处理器控制所述的ＷＳＮ基站模块、通信接口工作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙军平，盛万兴，
申请(专利权)人：孙军平，张家港和乔电子有限公司，盛万兴，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]