一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统，其特征在于：包含监控中心、汇聚节点、以及由多个用于数据采集的传感器节点构成的传感器网络；所述传感器节点通过汇聚节点与监控中心进行信息交互；所述每个传感器节点均包含微控制器模块、现场电气设备、光耦隔离模块、数据传输模块、电源模块、数据存储模块；所述电源模块包含市电、EMI滤波模块、电路切换模块、备用电池模块，为了防止外部电源意外中断，设计了备用电池模块，在外部电路正常工作时，电池不供电；当外部电源中断，电池立即给系统供电，保证系统正常共作。

【技术实现步骤摘要】
一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统
本专利技术属于智能监控领域，尤其涉及一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统。
技术介绍
天然气传输覆盖范围非常广，在天然气的传输中，给天然气提供输送压力和控制流量的天然气调压站分布在各个地区。传统的天然气调压站监控系统采用的是手动控制，不能够实现数据监测的自动化、远程化、集中化操作。特别是数据的传输一直以来采用现场走线，不能实现远距离实时监控，在当今天然气用量大大提升的背景下，开发可靠、实用的天然气远程自动化监测系统能大大提高天然气的生产管理效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统，其实现一种新型的天然气远程监控系统，完全满足天然气远程数据自动监控性能要求以及偏远山区的天然气调压站数据信息自动采集指标要求。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统，包含监控中心、汇聚节点、以及由多个用于数据采集的传感器节点构成的传感器网络；所述传感器节点通过汇聚节点与监控中心进行信息交互；所述每个传感器节点均包含微控制器模块、现场电气设备、光耦隔离模块、数据传输模块、电源模块、数据存储模块；所述现场电气设备通过光耦隔离模块连接微控制器模块，所述微控制器模块分别与数据传输模块、电源模块、数据存储模块连接；其中，所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电源能量管理电路，所述电源能量管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器；所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容的输入端连接在升压电路和稳压器之间。作为本专利技术一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统的进一步优选方案，所述现场电气设备包含压力变送器、温度变送器、可燃气体探测器、流量计、加臭控制器。作为本专利技术一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统的进一步优选方案，所述数据传输模块包含依次连接的多路复用开关、232模块、DTU模块、以太网。作为本专利技术一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统的进一步优选方案，光耦隔离模块包含光耦U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和三极管V1，光耦U1的IN1输入端上通过第一电阻连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接光耦U1的+12V电压端，光耦U1的正极输出端通过第三电阻连接三极管V1的集电极，光耦U1的负极输出端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接三极管V1的基极，第五电阻的另一端连接三极管V1的发射极。作为本专利技术一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统的进一步优选方案，所述多路复用开关的型号为AMC4601。本专利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、本专利技术针对天然气调压站间距远、分散度高，以及传统的有线监控系统不能完全胜任调压站的监控工作的问题，采用无线传感器网络的覆盖性，实现天然气的无线远程监控，满足大范围、远距离的监控需求；2、本专利技术采用光耦隔离模块，有效地在工业现场由于环境恶劣，在采集信号时，同时要做到隔离；3、本专利技术的备用电池模块：为了防止外部电源意外中断，设计了备用电池模块，在外部电路正常工作时，电池不供电；当外部电源中断，电池立即给系统供电，保证系统正常共作。附图说明图1是本专利技术的系统结构图；图2是本专利技术电源模块的结构原理图；图3是本专利技术光耦隔离模块的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1所示，一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统，包含监控中心、汇聚节点、以及由多个用于数据采集的传感器节点构成的传感器网络；所述传感器节点通过汇聚节点与监控中心进行信息交互；本专利技术针对天然气调压站间距远、分散度高，以及传统的有线监控系统不能完全胜任调压站的监控工作的问题，采用无线传感器网络的覆盖性，实现天然气的无线远程监控，满足大范围、远距离的监控需求。所述每个传感器节点均包含微控制器模块、现场电气设备、光耦隔离模块、数据传输模块、电源模块、数据存储模块；所述现场电气设备通过光耦隔离模块连接微控制器模块，所述微控制器模块分别与数据传输模块、电源模块、数据存储模块连接；其中，所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电源能量管理电路，所述电源能量管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器；所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容的输入端连接在升压电路和稳压器之间。所述现场电气设备包含压力变送器、温度变送器、可燃气体探测器、流量计、加臭控制器。所述数据传输模块包含依次连接的多路复用开关、232模块、DTU模块、以太网。所述多路复用开关的型号为AMC4601。主控芯片：STM32F103RC芯片是ST公司推出的增强型微控制器，其内核采用ARM公司的高性能Cortex-M3，拥有512KB的Flash存储器，集成复位电路、精确的RC振荡器以及低压检测，72MHz全速工作时仅仅36mW的超低功耗，具备多个USART接口，性能完全满足天然气调压站现场数据信号采集要求。其中，如图2所示，光耦隔离模块包含光耦U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和三极管V1，光耦U1的IN1输入端上通过第一电阻连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接光耦U1的+12V电压端，光耦U1的正极输出端通过第三电阻连接三极管V1的集电极，光耦U1的负极输出端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接三极管V1的基极，第五电阻的另一端连接三极管V1的发射极。所述电气设备包含压力变送器、温度变送器、可燃气体探测器、流量计、加臭控制器。所述远程传输模块包含依次连接的多路复用开关、232模块、DTU模块、以太网。电源模块包含市电、EMI滤波模块、电路切换模块、备用电池模块，所述市电依次经过EMI滤波模块、电路切换模块连接备用电池模块。本专利技术的备用电池模块：为了防止外部电源意外中断，设计了备用电池模块，在外部电路正常工作时，电池不供电；当外部电源中断，电池立即给系统供电，保证系统正常共作。所述多路复用开关的型号为AMC4601。上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。以上实施例仅为说明本专利技术的技术思想，不能以此限定本专利技术的保护范围，凡是按照本专利技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统，其特征在于：包含监控中心、汇聚节点、以及由多个用于数据采集的传感器节点构成的传感器网络；所述传感器节点通过汇聚节点与监控中心进行信息交互；所述每个传感器节点均包含微控制器模块、现场电气设备、光耦隔离模块、数据传输模块、电源模块、数据存储模块；所述现场电气设备通过光耦隔离模块连接微控制器模块，所述微控制器模块分别与数据传输模块、电源模块、数据存储模块连接；其中，所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电源能量管理电路，所述电源能量管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器；所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容的输入端连接在升压电路和稳压器之间。

【技术特征摘要】
1.一种自供电传感器网络的调压站远程监控系统，其特征在于：包含监控中心、汇聚节点、以及由多个用于数据采集的传感器节点构成的传感器网络；所述传感器节点通过汇聚节点与监控中心进行信息交互；所述每个传感器节点均包含微控制器模块、现场电气设备、光耦隔离模块、数据传输模块、电源模块、数据存储模块；所述现场电气设备通过光耦隔离模块连接微控制器模块，所述微控制器模块分别与数据传输模块、电源模块、数据存储模块连接；其中，所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电源能量管理电路，所述电源能量管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器；所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容的输入端连接在升压电路和稳压器之间。2.根据权利要求1所述的一种自供电传感器网络的调压站远...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓慧，
申请(专利权)人：苏州合利美电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32