基于WEB和WSN的站房环境监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于WEB和WSN的站房环境监控系统，其特征在于：包括复数个智能控制器、复数个通信管理机以及复数个客户端；所述的客户端通过以太网登录到一WEB服务器；所述的WEB服务器通过光纤与所述通信管理机通信；所述的通信管理机经WSN网络与所述的智能控制器通信；所述智能控制器包括一微处理器以及与该微处理器连接开关量监测单元、温湿度采集模块、继电器输出单元、无线通信模块、RS-232/RS-485通信及存储电路扩展模块。本实用新型专利技术结构简单，能够解决现有技术中，人们无法实时了解环境信息并进行实时自动或远程控制的需求问题，能够实现对站房内的空调、抽湿机等设备的远程控制，进而调节站房的温湿度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统自动化监控领域，特别是一种站房环境监控系统。
技术介绍
随着电力网络的深入布局与大面积覆盖，尤其在山区郊区等偏远人稀地带，站房电力设备工作环境恶劣，温度起伏变化、湿度过大都对站房电力设备的安全运行构成威胁。因此人们对站房环境监测和控制提出了更多的需求，人们需要有更加完整和全面的系统对站房进行环境监测和环境控制，以满足人们对站房环境进行实时监控的需求。目前，对于传统的站房没有较为完整的环境监测和控制系统，较多的只有提出环境监测，并没有一个比较完整的环境监测和控制系统。然而要对各个站房进行环境监测和控制，目前的环境监测造价高，运行操作复杂且功能不全，广泛推广遇到很大的阻力和困难。因此如何搭建一个成本低、维修和操作方便的环境监测和控制显得尤为重要。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题，在于提供基于WEB和WSN的站房环境监控系统，能够解决现有技术中，人们无法实时了解环境信息并进行实时自动或远程控制的需求问题。本技术是通过 采用以下技术方案解决上述技术问题的:一种基于WEB和WSN的站房环境监控系统，其特征在于:包括复数个智能控制器、复数个通信管理机以及复数个客户端；所述的客户端通过以太网登录到一 WEB服务器；所述的WEB服务器通过光纤与所述通信管理机通信；所述的通信管理机经WSN网络与所述的智能控制器通信；所述智能控制器包括一微处理器以及与该微处理器连接的开关量监测单元、温湿度采集模块、继电器输出单元、无线通信模块、RS-232/RS-485通信及存储电路扩展模块。在本技术一实例中，所述的开关量监测模块设置两路的开关量采集。在本技术一实例中，所述的通信管理机包括RCM6710模块以及与该RCM6710模块连接的以太网模块、ZigBee无线模块、GPRS无线模块、程序烧写模块以及LED指示灯模块。在本技术一实例中，所述的微处理器的型号是PIC24FJ64GA004。在本技术一实例中，所述WSN网络是ZigBee无线网络，所述的无线通信模块是ZigBee无线模块。本技术基于WEB和WSN的站房环境监控系统，功能齐全，运行稳定，人机交互界面友好，并具有一定的扩展性，能给用户提供实时环境信息和设备运行信息并可实时对设备进行控制。本技术优势在于其能实现网络化的非接触式数据传输，不需要布线就可以监测到站房内的温湿度信息和控制站房内设备的运行状态，具有很强的环境适用能力和性价比，管理人员可远程了解设备的运行状况，不需要再安排专人进行定期巡检，减少了工作量，简化了工作流程，极大提高了站房综合自动化水平，减少了安全隐患，保证了设备的安全稳定的运行，该系统的研制具有很强的现实意义和实用价值。附图说明图1是本技术实施例所述的基于WEB和WSN的站房环境监控系统的结构示意图。图2是本技术所述的智能控制器的电路原理框图。图3是本技术通信管理机中RCM6710模块与外围设备的连接示意图。图4是本技术所述的电源电路图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术做进一步说明。请参见图1至图4，本实例的监控系统由三大部分组成，分别是上层所述的上位机、中间层所述的通信管理机和底层所述的智能控制器，底层采用SHTll数字温湿度传感器对环境温湿度进行采集，并采用基于PIC24FJ64GA004的智能控制器对数据进行处理，判断是否启动站内的抽湿机、空调等设备来调节环境温湿度。系统还通过开关量采集单元以此来采集开关设备的运行状态；所述的控制器将采集到的数据通过ZigBee发送到通信管理机，所述的通信管理机对底层发来的数据进行保存管理并根据设定的规约转成以太网数据，通过所述的sock接口建立套接字进行数据传输。所述的上位机采用Java开发的人机界面对数据进行转换和显示，管理人员可以通过人机界面实时监控现场的温湿度和空调、抽湿机等的工作情况。主站主要实现对数据的召唤、设备的管理、历史数据的保存、还有参数的设置等功能。所述的智能控制器部分:所述的智能控制器主 要包括PIC24FJ64GA004微处理器、电源、开关量监测单元、温湿度采集、继电器输出、ZigBee模块和RS-232、RS-485通信及存储电路扩展模块。系统通过所述的温湿度传感器对站房温湿度进行实时采集，所述的智能控制器对采集的数据进行处理并通过所述的ZigBee收发模块将数据通过无线网络发送到所述的通信管理机，通过对温湿度的检测，控制站房内空调、抽湿机等设备正确工作，使站房温湿度保持在规定值内；为了方便以后功能的扩展和更改我们预先设置了所述的RS-485、所述的RS-232通信模块和增加了存储电路用于存储微处理器数据。所述的智能控制器CPU采用16位闪存单片机PIC24FJ64GA004，工作电压为+3.3V，晶振为11.0592MHz。同时集成有SP1、两个UART、IIC、定时器、10位A/D转换器等外设。通过UART实现单片机与ZigBee等外设通信，通过IIC实现温湿度传感器数据传递。所述的智能控制器工作在高压或者潮湿的环境中，电磁干扰很强，电源模块设计主要从防干扰入手，通过并接去耦电容使输出电压的纹波限制在一定范围内，并能抑制数字信号产生的脉冲干扰。电源输入端先通过带隔离的5V转5V电源模块，接着再转换成3.3V。所述的温湿度传感器的SCK和DATA引脚分别接到微处理器设定的IIC总线的SCK和DATA上。所述的温湿度传感器采用瑞士 SENSIR10N数字温湿度传感器SHT11。湿度的测量范围为(Tl00%RH，精度为±3%RH，分辨率0.03%RH ;温度测量范围为_40°C +123.8°C，精度为±0.9摄氏度，分辨率0.01°C。由于其输出为数字量，接口为IIC接口，因此可以直接与单片机I/o引脚相连。所述的温湿度采集模块主要实现对站房温湿度数据的采集、存储和发送给CPU的功能。所述的继电器与所述的CPU设定的I/O端口通过光耦合器连接，使控制电路与所述的继电器完全隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，简化电路设计，所述的继电器触点设有RC滤波器防止电压尖峰损坏继电器。根据所述的CPU输出的电平作出相应的动作，控制站房内空调、抽湿机等设备的工作状态。所述的无线网络采用Digi公司提供的XBee PRO ZB模块。所述的CPU的UART资源的TXD和RXD分别和所述的XBee PRO ZB模块的UART资源的RXD和TXD相连接。通过Digi公司提供的所述的XBee PRO ZB模块配置软件将所述的XBee PRO ZB模块的通信模式及其他相关参数进行合理设置，所述的控制器的CPU将数据通过UART发给参数已正确配置的所述的XBee PRO ZB模块，所述的XBee PRO ZB模块自动按照ZigBee Pro协议建立路由连接，寻找路径，将数据发送到目的地址。参数设置内容包括:网络、地址、射频RF (RadioFreqency)接口、网络安全、串行接口、I/O设置、诊断命令等。所述的开关量监测单元设置两路的开关量采集，开关量输入与所述的CPU的I/O端口通过光电耦合器隔离连接，响应速度快，无触点，寿命长，使输入输出的回路之间没有电气联系，避免了产生共阻抗耦合的干扰信号，且容易和逻辑电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于WEB和WSN的站房环境监控系统，其特征在于：包括复数个智能控制器、复数个通信管理机以及复数个客户端；所述的客户端通过以太网登录到一WEB服务器；所述的WEB服务器通过光纤与所述通信管理机通信；所述的通信管理机经WSN网络与所述的智能控制器通信；所述智能控制器包括一微处理器以及与该微处理器连接的开关量监测单元、温湿度采集模块、继电器输出单元、无线通信模块、RS?232/RS?485通信及存储电路扩展模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高伟，童惠彬，郭谋发，郑植煌，林良捷，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：实用新型
国别省市：