一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统及操作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统及操作方法，该系统包括本地控制端和远程计算机，本地控制端连接到供电系统中，本地控制端与远程计算机之间连接有网关模块，本地控制端包括核心处理单元，核心处理单元的数据输入端连接有Zigbee节点单元，命令输出端连接有动作保护电路，电源端连接有电源管理模块，通信端口与网关模块相连接；核心处理单元包括主控芯片，主控芯片的人机交互端连接有人机交互模块，数据读写端还连接有数据存储模块；Zigbee节点单元的输入端连接有信号采集单元，节点单元与主控芯片的数据接收端之间连接有信号调理单元。本发明专利技术能够有效实现无线数据传输与远程监控，系统协调性高灵活性好。

Remote power supply system based on Zigbee and communication control and operation method

The invention discloses a Zigbee communication control and remote power supply system and operation method based on the system, including local control and remote terminal computer, local control terminal is connected to the power supply system, the local control gateway module connected between the terminal and the remote computer, local control terminal comprises a core processing unit, data processing unit core the input end is connected with the Zigbee node, the command output end is connected with a protective circuit, the power supply is connected with a power management module, communication module and the gateway port is connected; the core processing unit comprises a main control chip, the man-machine interaction of the main control chip is connected with a human-computer interaction module, data read-write terminal is connected with the data storage module; the Zigbee node is connected to the input end of the signal acquisition unit, a signal connection between the nodes and the master chip data receiver Signal conditioning unit. The invention can effectively realize the wireless data transmission and remote monitoring, and the system has high coordination and good flexibility.

【技术实现步骤摘要】
一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统及操作方法
本专利技术涉及远程供电
，具体为一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统及操作方法。
技术介绍
自从电力问世以来，现在已经成为人们日常工作生活中密不可分的必需，因此供电系统的作用也越来越重要，许多发电设备长期处于超负荷运行状态，使得设备的安全性随之下降，这就要求对电力生产过程的各种参数进行实时监测以保证发电设备和其他辅机设备的正常运行。随着风能发电及潮汐能等清洁能源发电技术的发展，由于单独的发电设备分布分散且与远程监控室距离较远，现场复杂环境也限制控制电缆的敷设，同时影响人力和经济成本的支出。同时当发电设备发生事故后，如果不能及时将故障设备与电网断开和及时采取补救措施，否则会给整个发电系统及接入的电网造成严重后果，从而造成巨大的经济损失，并影响人们的日常生活安排。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统及操作方法，实现了无线数据传输操作与远程监控，节约了电缆敷设的成本，提高供电系统安全稳定性能，系统协调性高灵活性好，有效降低经济损失，可以有效解决
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统，包括本地控制端和远程计算机，所述本地控制端连接到供电系统中，本地控制端与远程计算机之间连接有网关模块，所述本地控制端包括核心处理单元，所述核心处理单元的数据输入端连接有Zigbee节点单元，命令输出端连接有动作保护电路，电源端连接有电源管理模块，通信端口与网关模块相连接；所述核心处理单元包括主控芯片，所述主控芯片的人机交互端连接有人机交互模块，数据读写端还连接有数据存储模块；所述Zigbee节点单元的输入端连接有信号采集单元，Zigbee节点单元与主控芯片的数据接收端之间连接有信号调理单元。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述主控芯片采用CycloneⅡ系列FPGA控制器，且FPGA控制器内固化有嵌入式NIOSⅡ软核。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述Zigbee节点单元包括节点芯片，所述节点芯片采用TI的CC2530芯片，且节点芯片外围连接有发射天线。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述动作保护电路包括电流驱动放大器，所述电流驱动放大器的输出端连接有高压断路器和高压熔断器，所述高压断路器和高压熔断器串接在供电系统中，电流驱动放大器的输出端还连接有蜂鸣器。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述电源管理模块包括隔离变压器和蓄电池，所述隔离变压器的输入端连接到供电系统电源，输出端一路与蓄电池的充电端连接，一路输出连接有整流滤波器，所述蓄电池和整流滤波器并联连接有稳压直流变换器。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述人机交互模块包括LCD驱动器，所述LCD驱动器的输出端连接有液晶触摸屏和输入按键。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述数据存储模块包括FLASH存储器和DDR动态存储器，所述FLASH存储器用于存储程序指令，所述DDR动态存储器用于存储动态数据库。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述网关模块包括节点协调器和网关处理器，所述节点协调器直接与Zigbee节点单元进行无线通信，所述网关处理器还连接有无线信号收发器，所述无线信号收发器与远程计算机进行数据交换。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述信号采集单元，包括数据采集卡，所述数据采集卡的输入端连接有传感器组，所述传感器组包括母线温度传感器、三相绕组传感器、电压传感器和电流传感器；所述信号调理单元包括接收天线，所述接收天线的输出端连接有低噪声放大滤波器，低噪声放大滤波器的输出端连接有解调器，所述解调器与主控芯片的解码信号输入引脚电气连接。其操作方法为：通过本地控制端进行供电系统的信息数据采集和保护监控动作，远程计算机进行远程监测并进行后期数据处理和运营维护，网关模块实现本地控制端同远程计算机之间的数据交换与无线通信，保证数据传输通信网络畅通；采用节点芯片的外围电路来工作，其天线电路RF匹配网络部分采用巴伦电路优化，复位电路采用简单的RC电路构成，即可手动控制系统复位，当需复位时，按下S键，复位电路产生一个低电平，传送至CC2530的RESET口，使其重新启动。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该基于Zigbee及通信控制的远程供电系统，通过设置Zigbee节点单元，利用节点芯片控制发射天线与接收天线进行射频通信，实现短距离数据无线传输；通过设置网关模块，利用节点协调器实现多个Zigbee节点单元之间的相互通信，形成星形拓扑结构，利用网关处理器控制无线信号收发器与远程计算机进行远程无线数据传输，提高整体的灵活性能；通过设置动作保护电路，利用电流驱动放大器驱动高压断路器和高压熔断器实现过压保护操作，利用蜂鸣器实现声音报警操作，提高整体装置的安全稳定性能；本专利技术实现了无线数据传输与远程监控，提高供电系统安全稳定性能，系统协调性高灵活性好，有效降低经济损失。附图说明图1为本专利技术模块结构示意图。图2为本专利技术核心处理单元结构示意图。图3为本专利技术信号调理单元电路结构示意图。在图1至图3中：1-本地控制端；2-远程计算机；3-网关模块；4-核心处理单元；5-Zigbee节点单元；6-动作保护电路；7-电源管理模块；8-主控芯片；9-人机交互模块；10-数据存储模块；11-信号采集单元；12-信号调理单元；13-节点芯片；14-发射天线；15-电流驱动放大器；16-高压断路器；17-高压熔断器；18-蜂鸣器；19-隔离变压器；20-蓄电池；21-整流滤波器；22-稳压直流变换器；23-LCD驱动器；24-液晶触摸屏；25-输入按键；26-FLASH存储器；27-DDR动态存储器；28-节点协调器；29-网关处理器；30-无线信号收发器；31-数据采集卡；32-传感器组；33-接收天线；34-低噪声放大滤波器；35-解调器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例请参阅图1至图3，本专利技术提供一种技术方案：一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统，包括本地控制端1和远程计算机2，所述本地控制端1连接到供电系统中，本地控制端1与远程计算机2之间连接有网关模块3，所述本地控制端1包括核心处理单元4，所述核心处理单元4的数据输入端连接有Zigbee节点单元5，命令输出端连接有动作保护电路6，电源端连接有电源管理模块7，通信端口与网关模块3相连接。所述网关模块3包括节点协调器28和网关处理器29，所述节点协调器28直接与Zigbee节点单元5进行无线通信，所述网关处理器29还连接有无线信号收发器30，所述无线信号收发器30与远程计算机2进行数据交换；所述信号采集单元11包括数据采集卡31，所述数据采集卡31的输入端连接有传感器组32，所述传感器组32包括母线温度传感器、三相绕组传感器、电压传感器和电流传感器，所述信号调理单元12包括接收天线33，所述接收天线33的输出端连接有低噪声放大滤波器34，低噪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统，包括本地控制端（1）和远程计算机（2），所述本地控制端（1）连接到供电系统中，本地控制端（1）与远程计算机（2）之间连接有网关模块（3），其特征在于：所述本地控制端（1）包括核心处理单元（4），所述核心处理单元（4）的数据输入端连接有Zigbee节点单元（5），命令输出端连接有动作保护电路（6），电源端连接有电源管理模块（7），通信端口与网关模块（3）相连接；所述核心处理单元（4）包括主控芯片（8），所述主控芯片（8）的人机交互端连接有人机交互模块（9），数据读写端还连接有数据存储模块（10）；所述Zigbee节点单元（5）的输入端连接有信号采集单元（11），Zigbee节点单元（5）与主控芯片（8）的数据接收端之间连接有信号调理单元（12）。

【技术特征摘要】
1.一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统，包括本地控制端（1）和远程计算机（2），所述本地控制端（1）连接到供电系统中，本地控制端（1）与远程计算机（2）之间连接有网关模块（3），其特征在于：所述本地控制端（1）包括核心处理单元（4），所述核心处理单元（4）的数据输入端连接有Zigbee节点单元（5），命令输出端连接有动作保护电路（6），电源端连接有电源管理模块（7），通信端口与网关模块（3）相连接；所述核心处理单元（4）包括主控芯片（8），所述主控芯片（8）的人机交互端连接有人机交互模块（9），数据读写端还连接有数据存储模块（10）；所述Zigbee节点单元（5）的输入端连接有信号采集单元（11），Zigbee节点单元（5）与主控芯片（8）的数据接收端之间连接有信号调理单元（12）。2.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统，其特征在于：所述主控芯片（8）采用CycloneⅡ系列FPGA控制器，且FPGA控制器内固化有嵌入式NIOSⅡ软核。3.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统，其特征在于：所述Zigbee节点单元（5）包括节点芯片（13），所述节点芯片（13）采用TI的CC2530芯片，且节点芯片（13）外围连接有发射天线（14）。4.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统，其特征在于：所述动作保护电路（6）包括电流驱动放大器（15），所述电流驱动放大器（15）的输出端连接有高压断路器（16）和高压熔断器（17），所述高压断路器（16）和高压熔断器（17）串接在供电系统中，电流驱动放大器（15）的输出端还连接有蜂鸣器（18）。5.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee及通信控制的远程供电系统，其特征在于：所述电源管理模块（7）包括隔离变压器（19）和蓄电池（20），所述隔离变压器（19）的输入端连接到供电系统电源，输出端一路与蓄电池（20）的充电端连接，一路输出连接有整流滤波器（21），所述蓄电池（20）和整流滤波器（21）并联连接有稳压直流变换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，
申请(专利权)人：张伟，
类型：发明
国别省市：湖北,42