本实用新型专利技术公开了一种基于WSN的变电站监控系统，包括主监控平台和多个无线传感器节点；每个无线传感器节点均包括数据收发模块和多个前端检测模块；前端检测模块包括控制器、时钟电路和第一天线，控制器的输入端接有六氟化硫传感器、温湿度传感器、转速扭矩检测模块和压流检测模块，控制器的输入端接有指示灯；数据收发模块包括数据收发器、第一无线通信模块和第二无线通信模块，数据收发器的输出端接有第一报警器；主监控平台包括计算机、第三无线通信模块和数据存储器，计算机的输出端接有第二报警器；本实用新型专利技术设计新颖，成本低，采用多级方式组成无线传感器网络监测变电站安全，数据采集与数据处理精度高，功能完备，实用性强。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于无线传感器网络
，具体涉及一种基于WSN的变电站监控系统。
技术介绍
随着我国国民经济的迅速发展，国民生产总值的不断提高，国家对于电力的需求和依赖性越来越大，久而久之，对变电站及电网的安全性和稳定性也提出了更为严格的要求。国家的电力部门需要实时采集变电站设备运行状态，避免电力设备因为天气或人为因素而遭到破坏，将损失减小到最低值。变电站中使用大量的隔离开关，隔离开关在电路中起隔离作用，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大，隔离开关的刀闸的主要特点是无灭弧能力，只能在没有负荷电流的情况下分、合电路，对于隔离开关的转速扭矩检测的同时需严格检测线路电压电流，分闸后，建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全；其次，变电站中常使用六氟化硫气体作为灭弧介质和绝缘介质的，六氟化硫气体是一种无色、无毒、不燃烧的惰性气体，在相对密封的空间内，由于空气流通不畅或高温分解，六氟化硫气体及其分解物在室内沉积，当产生泄漏后，六氟化硫气体分解，产生低氟化合物，这些化合物会引起绝缘材料的损坏，且这些低氟化合物是剧毒气体，从而对巡视、检修人员产生极大的危害而造成重大事故，六氟化硫气体分解反应与水分有很大关系，因此要及时检测环境温湿度并采取去潮措施。对变电站大范围的监测需要一个系统全面的监控系统，无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，而现有的变电站监控
大部分使用网络视频监控或采用定期进行检修的办法，网络视频监控迟缓且对环境感知能力差，定期进行检修这种方法存在检修过度和维修不到位的缺点，过度检修会造成设备的利用率下降，浪费人力、物力和财力；而维修的不到位会导致不能及时发现故障隐患。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于WSN的变电站监控系统，其设计新颖合理，结构简单，成本低，采用多级方式组成无线传感器网络监测变电站安全，数据采集与数据处理精度高，可靠稳定，功能完备，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：包括用于无线监测变电站内环境安全的主监控平台和多个布设在变电站各处且均与所述主监控平台无线数据交换的无线传感器节点；每个所述无线传感器节点均包括用于数据中转及数据预处理的数据收发模块和多个布设在变电站现场各处且均与所述数据收发模块无线数据传输的前端检测模块；所述前端检测模块包括控制器以及与所述控制器相接的时钟电路和第一天线，所述控制器的输入端接有六氟化硫传感器、温湿度传感器、用于检测隔离开关分合扭矩及转速数据的转速扭矩检测模块和用于检测变电站高压输电线路中电压电流参数的压流检测模块，所述控制器的输入端接有指示灯，所述转速扭矩检测模块包括扭矩传感器和与所述扭矩传感器输出端相接的第一信号调理电路，所述压流检测模块包括电压互感器、电流互感器以及与所述电压互感器的输出端和电流互感器的输出端均相接的第二信号调理电路，所述第一信号调理电路的输出端和第二信号调理电路的输出端均与控制器的输入端相接；所述数据收发模块包括数据收发器以及与所述数据收发器相接的第一无线通信模块和第二无线通信模块，所述数据收发器的输出端接有第一报警器，所述第一天线通过所述第一无线通信模块与所述数据收发器进行无线通信；所述主监控平台包括计算机以及与所述计算机相接的第三无线通信模块和数据存储器，所述计算机的输出端接有第二报警器，所述第三无线通信模块与所述第二无线通信模块进行无线通信。上述的一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：所述控制器包括型号为CC2530的第一芯片。上述的一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：所述第一无线通信模块包括型号为CC2530的第二芯片和与所述第二芯片相接的第二天线。上述的一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：所述第二无线通信模块包括型号为DTD433M的第一模块，所述第一模块通过串口与数据收发器进行数据通信。上述的一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：所述第三无线通信模块包括型号为DTD433M的第二模块，所述第二模块通过串口与计算机进行数据通信。上述的一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：所述扭矩传感器包括扭矩传感器NCTES2000。上述的一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：所述第一信号调理电路包括两端接口JP1、型号为TLP521-1的隔离芯片U1、型号为TLP521-1的隔离芯片U2、型号为CD4060的计数芯片U8和型号为CD4060的计数芯片U9，所述隔离芯片U1的第1管脚与两端接口JP1的一端相接，隔离芯片U1的第4管脚分两路，一路经电阻R2与12V电源相接，另一路与三极管Q1的基极相接；三极管Q1的集电极分两路，一路与计数芯片U8的RST管脚相接，另一路经电阻R4与12V电源相接；三极管Q1的发射极接地，计数芯片U8的Q14管脚与第一芯片相接；所述隔离芯片U2的第1管脚与两端接口JP1的另一端相接，隔离芯片U2的第4管脚分两路，一路经电阻R3与12V电源相接，另一路与三极管Q2的基极相接；三极管Q2的集电极分两路，一路与计数芯片U9的RST管脚相接，另一路经电阻R13与12V电源相接；三极管Q2的发射极接地，计数芯片U9的Q14管脚与第一芯片相接，所述扭矩传感器NCTES2000通过可插拔的方式设置在所述两端接口JP1上。上述的一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：所述第二信号调理电路包括四端接口JP2、型号为LM101A的运放U4、型号为LM101A的运放U5、型号为LM101A的运放U6和型号为LM101A的运放U7，所述运放U4的反向输入端与四端接口JP2的第1管脚相接，运放U4的同向输入端经电阻R20接地，运放U4的输出端分两路，一路经电阻R19与运放U5的同向输入端相接，另一路经并联的电阻R16和电容C7与运放U4的反向输入端相接；运放U5的输出端分两路，一路经电阻R17与运放U5的反向输入端相接，另一路经电阻R18与第一芯片相接；所述运放U6的反向输入端经电阻R23与四端接口JP2的第2管脚相接，运放U6的同向输入端经电阻R26接地，运放U6的输出端分两路，一路经电阻R25与运放U7的同向本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：包括用于无线监测变电站内环境安全的主监控平台(3)和多个布设在变电站各处且均与所述主监控平台(3)无线数据交换的无线传感器节点；每个所述无线传感器节点均包括用于数据中转及数据预处理的数据收发模块(2)和多个布设在变电站现场各处且均与所述数据收发模块(2)无线数据传输的前端检测模块(1)；所述前端检测模块(1)包括控制器(1‑1)以及与所述控制器(1‑1)相接的时钟电路(1‑5)和第一天线(1‑11)，所述控制器(1‑1)的输入端接有六氟化硫传感器(1‑3)、温湿度传感器(1‑9)、用于检测隔离开关分合扭矩及转速数据的转速扭矩检测模块和用于检测变电站高压输电线路中电压电流参数的压流检测模块，所述控制器(1‑1)的输入端接有指示灯(1‑10)，所述转速扭矩检测模块包括扭矩传感器(1‑2)和与所述扭矩传感器(1‑2)输出端相接的第一信号调理电路(1‑4)，所述压流检测模块包括电压互感器(1‑6)、电流互感器(1‑7)以及与所述电压互感器(1‑6)的输出端和电流互感器(1‑7)的输出端均相接的第二信号调理电路(1‑8)，所述第一信号调理电路(1‑4)的输出端和第二信号调理电路(1‑8)的输出端均与控制器(1‑1)的输入端相接；所述数据收发模块(2)包括数据收发器(2‑1)以及与所述数据收发器(2‑1)相接的第一无线通信模块(2‑2)和第二无线通信模块(2‑4)，所述数据收发器(2‑1)的输出端接有第一报警器(2‑3)，所述第一天线(1‑11)通过所述第一无线通信模块(2‑2)与所述数据收发器(2‑1)进行无线通信；所述主监控平台(3)包括计算机(3‑1)以及与所述计算机(3‑1)相接的第三无线通信模块(3‑2)和数据存储器(3‑4)，所述计算机(3‑1)的输出端接有第二报警器(3‑3)，所述第三无线通信模块(3‑2)与所述第二无线通信模块(2‑4)进行无线通信。...
【技术特征摘要】
1.一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：包括用于无线监测变电站内环境安全
的主监控平台(3)和多个布设在变电站各处且均与所述主监控平台(3)无线数据交换的无
线传感器节点；每个所述无线传感器节点均包括用于数据中转及数据预处理的数据收发模
块(2)和多个布设在变电站现场各处且均与所述数据收发模块(2)无线数据传输的前端检
测模块(1)；所述前端检测模块(1)包括控制器(1-1)以及与所述控制器(1-1)相接的时钟电
路(1-5)和第一天线(1-11)，所述控制器(1-1)的输入端接有六氟化硫传感器(1-3)、温湿度
传感器(1-9)、用于检测隔离开关分合扭矩及转速数据的转速扭矩检测模块和用于检测变
电站高压输电线路中电压电流参数的压流检测模块，所述控制器(1-1)的输入端接有指示
灯(1-10)，所述转速扭矩检测模块包括扭矩传感器(1-2)和与所述扭矩传感器(1-2)输出端
相接的第一信号调理电路(1-4)，所述压流检测模块包括电压互感器(1-6)、电流互感器(1-
7)以及与所述电压互感器(1-6)的输出端和电流互感器(1-7)的输出端均相接的第二信号
调理电路(1-8)，所述第一信号调理电路(1-4)的输出端和第二信号调理电路(1-8)的输出
端均与控制器(1-1)的输入端相接；所述数据收发模块(2)包括数据收发器(2-1)以及与所
述数据收发器(2-1)相接的第一无线通信模块(2-2)和第二无线通信模块(2-4)，所述数据
收发器(2-1)的输出端接有第一报警器(2-3)，所述第一天线(1-11)通过所述第一无线通信
模块(2-2)与所述数据收发器(2-1)进行无线通信；所述主监控平台(3)包括计算机(3-1)以
及与所述计算机(3-1)相接的第三无线通信模块(3-2)和数据存储器(3-4)，所述计算机(3-
1)的输出端接有第二报警器(3-3)，所述第三无线通信模块(3-2)与所述第二无线通信模块
(2-4)进行无线通信。
2.按照权利要求1所述的一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：所述控制器(1-
1)包括型号为CC2530的第一芯片。
3.按照权利要求1所述的一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：所述第一无线
通信模块(2-2)包括型号为CC2530的第二芯片和与所述第二芯片相接的第二天线。
4.按照权利要求1所述的一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：所述第二无线
通信模块(2-4)包括型号为DTD433M的第一模块，所述第一模块通过串口与数据收发器(2-
1)进行数据通信。
5.按照权利要求1所述的一种基于WSN的变电站监控系统，其特征在于：所述第三无线
通信模块(3-2)包括型号为DTD433M的第二模块，所述第二模块通过串口与计算机(3-1)进
行数据通信。
6.按照权利要求2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪友明，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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