基于无线Zigbee网络智能化环网柜在线监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于无线Zigbee网络智能化环网柜在线监测系统及监测方法，设置于每个环网柜的传感器模块和数据采集电路模块，远端设置的主控单元、人机交互界面和通信终端；每个环网柜的所述传感器模块通过数据采集电路模块与主控单元信号通过Zigbee无线连接；所述主控单元的输出端通过光纤通信与人机交互界面和通信终端连接；所述通信终端通过远程通信与外部配网主站连接。本发明专利技术可对环网柜内电压、电流、温度、湿度、压力、振动等参量状态进行全面、准确、实时监测，并且测量精度高，抗干扰能力强，相对于先有技术基础上，对环网柜智能在线监测有了较大的提高和改善。

Online monitoring system and monitoring method of intelligent ring network cabinet based on wireless Zigbee network

The invention provides an on-line monitoring system and a monitoring method for an intelligent ring network cabinet based on wireless Zigbee network, including a sensor module and a data acquisition circuit module for each ring network cabinet, a remote control unit, a man-machine interface and a communication terminal; and the sensor module for each ring network cabinet collects electricity through data. The circuit module and the main control unit signal are wirelessly connected via Zigbee; the output end of the main control unit is connected with the man-machine interface and the communication terminal through optical fiber communication; and the communication terminal is connected with the external distribution network master station through remote communication. The invention can comprehensively, accurately and real-time monitor the voltage, current, temperature, humidity, pressure, vibration and other parameters in the ring net cabinet, and has high measuring precision and strong anti-interference ability. Compared with the prior technology, the intelligent on-line monitoring of the ring net cabinet is greatly improved and improved.

【技术实现步骤摘要】
基于无线Zigbee网络智能化环网柜在线监测系统及监测方法
本专利技术属于智能化电力在线监测
，尤其涉及一种基于无线Zigbee网络智能化环网柜在线监测系统及监测方法。
技术介绍
近年来，随着电力系统的不断发展和供电可靠性要求的不断提高，智能电网的建设成为了人们研究的重要课题；环网柜位于配电网末端，担任着系统供电和终端配电的主要任务，其能否安全稳定运行，直接影响到电力系统的稳定和供电可靠性。现如今环网柜一般采用无人值守状态下运行，采用的是定期巡视和检修的方式进行维护，一般通过现场仪器，来反映柜体产生的一些突发状况，如电压电流、温度、压力、振动等参量异常。目前，现有的环网柜一般智能化程度不高，一般采用无人值守状态下运行，采用的是定期巡视和检修的方式进行维护，对于柜体产生的一些突发状况，如电压电流、温度、压力、振动等参量异常引起的安全隐患无法及时的预知和排除；并且由于智能化程度不高，智能化在线监测建设滞后，监测参数比较单一，甚至一些温湿度、压力等简单参量只能通过现场仪器仪表来反应，无法全面实时反应环网柜综合运行状态，因此往往产生事故而造成重大的损失。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题和空白，本专利技术提供一种基于无线Zigbee网络智能化环网柜在线监测系统，其可对柜内电压、电流、温度、湿度、压力、振动等参量状态进行全面、准确、实时监测，并且测量精度高，抗干扰能力强。本专利技术采用以下技术方案：一种基于无线Zigbee网络智能化环网柜在线监测系统，其特征在于，包括：设置于每个环网柜的传感器模块和数据采集电路模块，远端设置的主控单元、人机交互界面和通信终端；每个环网柜的所述传感器模块通过数据采集电路模块与主控单元信号通过Zigbee无线连接；所述主控单元的输出端通过光纤通信与人机交互界面和通信终端连接；所述通信终端通过远程通信与外部配网主站连接；所述传感器模块包括：电压传感器、电流传感器、温湿度传感器、振动传感器、行触头行程-时间传感器和超高频传感器；所述数据采集电路模块包括：模拟量输入模块、数字量输入模块、AD转换模块和无线模块；所述模拟量输入模块、数字量输入模块经AD转换模块分别与无线模块连接；所述主控单元设置有存储器和比较模块。优选地，所述电压传感器为霍尔电压传感器；所述电流传感器为霍尔电流传感器；所述温湿度传感器为DS18B20传感器；所述振动传感器为Endevco6235M1型压电加速度传感器；所述触头行程-时间传感器为PKT100-8192增量式光电旋转编码器。优选地，所述主控单元通过独立的电源系统供电。优选地，所述主控单元配备有RS232/485串口、光纤以太网口和无线Zigbee接口。以及根据本专利技术监测系统的监测方法，设共有N个环网柜，每个环网柜上的数据采集电路模块分别设有1至N的编号，其特征在于，包括以下步骤；步骤1：通过人机交互界面向主控单元的存储器输入环网柜的正常运行参数阈值；步骤2：主控单元发出开始监测的广播信号，编号为1的数据采集电路模块上传传感器模块采集的数据信息；步骤3：主控单元的比较模块比较数据采集电路模块上传的数据信息和环网柜的正常运行参数阈值；如果数据采集电路模块上传的数据信息偏离环网柜的正常运行参数阈值，则主控单元将异常信息通过通信终端向外部配网主站发出告警；步骤4：步骤3中，数据采集电路模块上传的每个传感器的数据信息均完成比较后，主控单元发出广播信号，通知下一编号的数据采集电路模块上传传感器模块采集的数据信息；步骤5：重复执行步骤3、步骤4，直至编号为N的数据采集电路模块上传的每个传感器的数据信息均完成比较后，返回步骤2。本专利技术可对环网柜内电压、电流、温度、湿度、压力、振动等参量状态进行全面、准确、实时监测，并且测量精度高，抗干扰能力强，相对于先有技术基础上，对环网柜智能在线监测有了较大的提高和改善。在本专利技术中，传感器与主控单元之间的通信采用的是无线Zigbee网络传输方式，能够及时接收并会更新存储器中的原始数据，主控单元综合所接收的数据完成对环网柜运行信息采集，通过已设定好的运行参数对比，能够准确实时监测环网柜在线运行状态；主控单元经过光纤与通信终端通信，通信终端统一将采集到的信息传输给配网主站，一旦出现问题，就会及时通知运行人员，并且在人机交互界面显示出来。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：图1是本专利技术实施例整体结构原理示意图；图2是本专利技术实施例传感器与主控单元通信实现结构示意图；图3是本专利技术实施例监测方法流程示意图。具体实施方式为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：如图1所示，本专利技术实施例系统装置包括：设置于每个环网柜的传感器模块和数据采集电路模块，远端设置的主控单元、人机交互界面和通信终端；每个环网柜的传感器模块通过数据采集电路模块与主控单元信号通过Zigbee无线连接；主控单元的输出端通过光纤通信与人机交互界面和通信终端连接；通信终端通过远程通信与外部配网主站连接；其中，传感器模块包括：电压传感器、电流传感器、温湿度传感器、振动传感器、行触头行程-时间传感器和超高频传感器；具体地，电压传感器为霍尔电压传感器；电流传感器为霍尔电流传感器；温湿度传感器为DS18B20传感器，测量系统简单，不需要复杂的外部电路，抗干扰能力强；振动传感器为Endevco6235M1型压电加速度传感器，能直接与单片机相连，简化了系统，提高了测试精度和可靠性；触头行程-时间传感器为PKT100-8192增量式光电旋转编码器，内容采用ASIC器件，可靠性和抗干扰能力强。如图2所示，数据采集电路模块包括：模拟量输入模块、数字量输入模块、AD转换模块和无线模块；模拟量输入模块、数字量输入模块经AD转换模块分别与无线模块连接；其中，模拟量输入模块、数字量输入模块、AD转换模块可直接通过带有AD转换功能的单片机实现，无线模块即为Zigbee通信模块。对于输出信号为模拟量（信号）的传感器，通过模拟量输入模块经AD转换后上传信号，对于输出信号为数字量（信号）的传感器，则直接通过数字量输入模块上传信号。在本实施例中，主控单元设置有存储器和比较模块，其中比较模块既可以采用简单的比较器构成的比较电路，也可以采用单片机或者性能更为强大的处理器完成比较运算。主控单元通过独立的电源系统供电。主控单元配备有RS232/485串口、光纤以太网口和无线Zigbee接口。假设本实施例的应用场景共配备有N个环网柜，每个环网柜上的数据采集电路模块分别设有1至N的编号，如图3所示，对于本实施例的监测方法包括以下步骤；步骤1：通过人机交互界面向主控单元的存储器输入环网柜的正常运行参数阈值；步骤2：主控单元发出开始监测的广播信号，编号为1的数据采集电路模块上传传感器模块采集的数据信息；步骤3：主控单元的比较模块比较数据采集电路模块上传的数据信息和环网柜的正常运行参数阈值；如果数据采集电路模块上传的数据信息偏离环网柜的正常运行参数阈值，则主控单元将异常信息通过通信终端向外部配网主站发出告警；步骤4：步骤3中，数据采集电路模块上传的每个传感器的数据信息均完成比较后，主控单元发出广播信号，通知下一编号的数据采集电路模块上传传感器模块采集的数据信息；步骤5：重复执行步骤3、步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无线Zigbee网络智能化环网柜在线监测系统，其特征在于，包括：设置于每个环网柜的传感器模块和数据采集电路模块，远端设置的主控单元、人机交互界面和通信终端；每个环网柜的所述传感器模块通过数据采集电路模块与主控单元信号通过Zigbee无线连接；所述主控单元的输出端通过光纤通信与人机交互界面和通信终端连接；所述通信终端通过远程通信与外部配网主站连接；所述传感器模块包括：电压传感器、电流传感器、温湿度传感器、振动传感器、行触头行程‑时间传感器和超高频传感器；所述数据采集电路模块包括：模拟量输入模块、数字量输入模块、AD转换模块和无线模块；所述模拟量输入模块、数字量输入模块经AD转换模块分别与无线模块连接；所述主控单元设置有存储器和比较模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线Zigbee网络智能化环网柜在线监测系统，其特征在于，包括：设置于每个环网柜的传感器模块和数据采集电路模块，远端设置的主控单元、人机交互界面和通信终端；每个环网柜的所述传感器模块通过数据采集电路模块与主控单元信号通过Zigbee无线连接；所述主控单元的输出端通过光纤通信与人机交互界面和通信终端连接；所述通信终端通过远程通信与外部配网主站连接；所述传感器模块包括：电压传感器、电流传感器、温湿度传感器、振动传感器、行触头行程-时间传感器和超高频传感器；所述数据采集电路模块包括：模拟量输入模块、数字量输入模块、AD转换模块和无线模块；所述模拟量输入模块、数字量输入模块经AD转换模块分别与无线模块连接；所述主控单元设置有存储器和比较模块。2.根据权利要求1所述的基于无线Zigbee网络智能化环网柜在线监测系统，其特征在于：所述电压传感器为霍尔电压传感器；所述电流传感器为霍尔电流传感器；所述温湿度传感器为DS18B20传感器；所述振动传感器为Endevco6235M1型压电加速度传感器；所述触头行程-时间传感器为PKT100-8192增量式光电旋转编码器。3.根据权利要求1所述的基于无线Zigbee网络智能化环网柜在线监...

【专利技术属性】
技术研发人员：练伟，林航，郭进仕，张熙敏，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国网福建省电力有限公司南平供电公司，
类型：发明
国别省市：福建,35