基于ZigBee的配电数据采集终端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于ZigBee的配电数据采集终端，用以采集配电终端的配电数据并通过无线传输方式发送给主站计算机，其特征是，包括单片机、ZigBee模块、串口驱动隔离电路和电源模块，所述单片机通过串口驱动隔离电路与配电终端连接，所述ZigBee模块与单片机连接，并通过ZigBee无线通讯方式与主站计算机连接，所述电源模块分别与单片机、ZigBee模块、串口驱动隔离电路和配电终端连接。本实用新型专利技术不仅具有功耗低和数据存储量大等特点，有效防止了传统通信模块死机现象的发生，而且避免了在线路异常情况下多台配电终端设备同时向汇集点上传数据产生的“竞争”，提高了数据传输的可靠性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种数据采集装置，具体地说是一种基于ZigBee的配电数据采集终端。
技术介绍
ZigBee是新一代近距离无线通信网络标准，其网络覆盖一个特定的本地区域，组建区域子网，具有低功耗、低成本、可加密性强、拓扑灵活、智能组网等特点。ZigBee应用领域包括无线数据采集、无线工业控制、家庭和楼宇自动、化远程网络控制等场合。对配电点多、面广的电力领域，ZigBee通信有着广阔的运用前景。近些年来，随着配网自动化程度不断提高，主站对于配电终端的采集数据传输要求越来越高。目前配电终端中，其无线通信设备大部分是采用集成模块，但常见的无线通信集成模块存在着两大缺陷一个缺陷是通信模块莫名死机，具体现象表现为运行指示灯亮，而串口无收发数据，导致主站不能及时了解终端的运行情况，更无法遥控终端设备，维护人员需爬上电线杆，才能手动重启恢复系统。对于配电点多、面广的终端，维护起来费时费力；另外一个缺陷是数据收发模块的收发缓存空间有限，无法同时存储大量的数据。当ZigBee模块同时向汇聚点传数据时，就会导致汇聚点数据堵塞，而丢失数据严重。在配电过程中当主干线停电时，在数百米范围内多台电力设备将在毫秒级时间内，向外发送数据，对于汇集点ZigBee模块来讲上传的数据产生“竞争”，导致数据丢失。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本技术提供了一种基于ZigBee的配电数据采集终端，其不仅功耗低、数据存储量大，而且能够有效防止传统通信模块死机现象的发生。本技术解决其技术问题所采取的技术方案是基于ZigBee的配电数据采集终端，用以采集配电终端的配电数据并通过无线传输方式发送给主站计算机，其特征是，包括单片机、ZigBee模块、串口驱动隔离电路和电源模块，所述单片机通过串口驱动隔离电路与配电终端连接，所述ZigBee模块与单片机连接,并通过ZigBee无线通讯方式与主站计算机连接，所述电源模块分别与单片机、ZigBee模块、串口驱动隔离电路和配电终端连接。优选地，所述单片机包括MSP430F5843A芯片。优选地，所述配电终端包括DTU终端、FTU终端或TTU终端。本技术的有益效果是，采用上述结构后，本技术不仅具有功耗低和数据存储量大等特点，有效防止了传统通信模块死机现象的发生，而且避免了在线路异常情况下多台配电终端设备同时向汇集点上传数据产生的“竞争”，提高了数据传输的可靠性。本技术适用于IOKV户外架空线路，主要装设在户外电力测控和电力保护产品中。附图说明以下结合附图对本技术进一步说明图1是本技术的原理框图；图2是本技术的一种上传数据示意图。具体实施方式如图1所示，本技术的一种基于ZigBee的配电数据采集终端，用以采集配电终端的配电数据并通过无线传输方式发送给主站计算机，它包括单片机、ZigBee模块、串口驱动隔离电路和电源模块，所述单片机通过串口驱动隔离电路与配电终端连接，所述ZigBee模块与单片机连接,并通过ZigBee无线通讯方式与主站计算机连接,所述电源模块分别与单片机、ZigBee模块、串口驱动隔离电路和配电终端连接。优选地，所述单片机包括MSP430F5843A芯片。优选地，所述配电终端包括DTU终端、FTU终端或TTU终端。本技术主要分成两大部分，一部分是单片机(MSP430F5843A核心板)，单片机作为整个控制中心，负责大量数据的处理、整个模块的运行状态的调整、防止通信模块死机、防止终端“竞争”上报数据等功能；另一部分是ZigBee模块，主要负责数据的接收和发送。本技术具有以下特点1、单片机和ZigBee模块的结合，有效防止了 ZigBee模块死机现象的发生。在硬件上，单片机配置一独立引脚控制ZigBee模块的初始化。在软件上，设置一个监听数据管理时间定值 HME_VALUE，当 ZigBee 无数据传输时时间 ZiGBee_NO_DATA_HME>HME_V，MCU自动跳转到处理死机的程序，初始化串口和ZigBee模块，启动自动化恢复通信的目的。2、在MCU上设置随机数，巧妙避开了上传数据“竞争”，保证数据传输可靠。如图2所示，安装在各FTU终端的ZigBee模块在发送数据时均先需延时一个的随机数时间，随机数时间取值范围是nX120ms，30X 120ms(O≤n≤30)，此随机数时间作为ZigBee模块延时上传数据的时间。当同时停电或得电时，各个FTU的通信模块经延时后，将数据上传到汇聚点，再通过汇聚点上传给给主站。这样能最大限度降低数据“竞争”的概率，大大提高数据传输的可靠性。3、通过合理配置资源，实现了低功耗。在选型上，单片机选用了超低功耗的MSP430F5843A作为主芯片，ZigBee模块采用可休眠的低功耗ZigBee模块作为数据收发芯片。当长时间不需要收发数据时，MSP430F5843A芯片给ZigBee模块发送一个休眠信号，ZigBee模块进入休眠状态。当需要数据传送时，MSP430F5843A芯片给ZigBee模块发送一个唤醒信号，ZigBee模块即可进行收发工作。同时，选择低功耗芯片，可以保证在线路停电后，配电终端内部的超级电容可以提供足够的电流供给ZigBee通信模块上传数据。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ZigBee的配电数据采集终端，用以采集配电终端的配电数据并通过无线传输方式发送给主站计算机，其特征是，包括单片机、ZigBee模块、串口驱动隔离电路和电源模块，所述单片机通过串口驱动隔离电路与配电终端连接，所述ZigBee模块与单片机连接，并通过ZigBee无线通讯方式与主站计算机连接，所述电源模块分别与单片机、ZigBee模块、串口驱动隔离电路和配电终端连接。

【技术特征摘要】
1.基于ZigBee的配电数据采集终端，用以采集配电终端的配电数据并通过无线传输方式发送给主站计算机，其特征是，包括单片机、ZigBee模块、串口驱动隔离电路和电源模块，所述单片机通过串口驱动隔离电路与配电终端连接，所述ZigBee模块与单片机连接， 并通过ZigBee无线通讯方式与主站计算机连接,所述电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：慕世友，李建修，邵志敏，魏浩铭，王成伟，宁天德，
申请(专利权)人：山东电力集团公司，珠海许继电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：