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基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案
來(lái)源:作者:日期:2018-02-07 17:44:44點(diǎn)擊:6514次
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò),它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器
通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式通信,因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)置靈活,設(shè)備位置可以隨時(shí)更改,還可以跟互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式的連接。通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式形成的一個(gè)
多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。

WSN的發(fā)展得益于微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系統(tǒng)(System on Chip, SoC)、無(wú)線(xiàn)通信和低功耗嵌入式技術(shù)
的飛速發(fā)展。
 
中文名 外文名 簡(jiǎn)稱(chēng) 應(yīng)用領(lǐng)域
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò) Wireless Sensor Network WSN 軍事、智能交通、環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)療衛(wèi)生等
 
目錄
 
1、基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案簡(jiǎn)介
2、基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
3、基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成
4、基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)
5、基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能模塊
6、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)
 
基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案簡(jiǎn)介:

基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò),利用成熟的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù),在保持系統(tǒng)可靠性的同時(shí),保證了系統(tǒng)的先進(jìn)性。無(wú)需長(zhǎng)距離的復(fù)雜布線(xiàn),每個(gè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)
絡(luò)模塊安裝靈活,改動(dòng)安裝位置無(wú)需重新布線(xiàn);同時(shí)由于除電力電纜以外,無(wú)需其他線(xiàn)路的布線(xiàn),所以也就更加安全、可靠。另外,將多個(gè)電
纜接頭連接成網(wǎng)絡(luò)后,便于統(tǒng)一管理,實(shí)現(xiàn)管理的網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化。

基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)分三步:

2.1首先設(shè)計(jì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的終端采集設(shè)備,包括溫度傳感器選型和采集電路及處理算法實(shí)現(xiàn);

2.2然后根據(jù)變電站特點(diǎn)設(shè)計(jì)無(wú)線(xiàn)傳感器終端設(shè)備的安裝;

2.3最后通過(guò)對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化,將其應(yīng)用到電力電纜接頭故障監(jiān)測(cè)中,使得電纜故障的監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、無(wú)線(xiàn)化、網(wǎng)絡(luò)化和安全化。

基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成:

系統(tǒng)由溫度傳感器、溫度巡檢儀、無(wú)線(xiàn)傳輸設(shè)備、無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)服務(wù)器(接收設(shè)備)及其管理軟件組成。采用新興無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)技術(shù)的無(wú)
線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站開(kāi)關(guān)柜的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè),經(jīng)過(guò)與電力自動(dòng)化系統(tǒng)連接,在中心監(jiān)控室內(nèi)就可以監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài),真正做到
了遠(yuǎn)距離遙測(cè),當(dāng)被測(cè)點(diǎn)溫度超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閥值時(shí),就發(fā)出報(bào)警信號(hào)及時(shí)提醒有關(guān)人員采取措施。

基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn):

4.1實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、測(cè)量精度可達(dá)±0.5℃的準(zhǔn)確性;

4.2用戶(hù)可根據(jù)自己的需求設(shè)置參數(shù)的靈活性;

4.3不論是產(chǎn)品、還是工具及其維護(hù),都具有系統(tǒng)安全性和可靠性;

4.4實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)設(shè)備間自動(dòng)組網(wǎng)形成MESH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?br />
4.5實(shí)現(xiàn)溫度定時(shí)采集方式。

基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能模塊

5.1傳感器部分

溫度探頭:采用外加金屬殼保護(hù)套的 Cu50 熱電阻,測(cè)量范圍-20℃ - +100℃,精度±0.2℃。由于外加金屬保護(hù)套,一方面可以在安裝的時(shí)
候保護(hù)溫度探頭;另一方面由于金屬具有較好的導(dǎo)熱特性,所以能夠起到傳導(dǎo)熱量的目的。

5.2無(wú)線(xiàn)網(wǎng)終端設(shè)備

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)終端設(shè)備是本系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)本系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)采集及傳輸。本系統(tǒng)配置溫度傳感器接口,實(shí)現(xiàn)超溫報(bào)警。當(dāng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)終端設(shè)備去掉溫度檢測(cè)功能之后,并配置相應(yīng)的軟件系統(tǒng),就可以成為無(wú)線(xiàn)中繼接點(diǎn)和無(wú)線(xiàn)控制終端,所以無(wú)線(xiàn)網(wǎng)終端設(shè)備(測(cè)溫)、無(wú)線(xiàn)中繼接點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)控
制終端設(shè)備硬件上具備通用性。

5.3溫度巡檢儀

溫度巡檢儀負(fù)責(zé)采集溫度,并通過(guò)RS485傳輸送出溫度值。該巡檢儀接口豐富,可適應(yīng)多種工業(yè)環(huán)境報(bào)警或其它報(bào)警要求。面板有四個(gè)LED
顯示。可配置溫度傳感器實(shí)現(xiàn)斷電超溫等聲光報(bào)警,超溫報(bào)警來(lái)電啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)。控制手段豐富:光電隔離方式2路繼電器輸出ITU(常開(kāi)
型);設(shè)置方式靈活、簡(jiǎn)潔:3個(gè)按鍵,分別是功能鍵、加1及減1鍵,用來(lái)設(shè)定溫濕度的上下限。

5.4數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)傳輸:由于采用最新的2.4G無(wú)線(xiàn)通訊方式,通訊距離可達(dá)100m,通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由,可以將傳輸距離增加到幾百米,甚至
更遠(yuǎn);以太網(wǎng)方式數(shù)據(jù)傳輸。在具有以太網(wǎng)接口的機(jī)房,可通過(guò)10M/100M網(wǎng)口把從無(wú)線(xiàn)網(wǎng)采集到的溫度通過(guò)Web方式發(fā)布。

5.5防緊急事件處理

機(jī)房?jī)?nèi)部可安裝緊急按鈕,如遇緊急事件的發(fā)生,可人工啟動(dòng)報(bào)警裝置,通知監(jiān)控中心。
5.6控制中心的設(shè)備

控制中心設(shè)備提供兩種方案?jìng)溥x:

5.6.1第一種方案:配置一臺(tái)PC機(jī),并開(kāi)發(fā)Windows上的圖形化軟件及Web服務(wù)軟件

此種方案具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。能實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)查詢(xún),根據(jù)查詢(xún)結(jié)果及樣式打印報(bào)表;當(dāng)溫度超過(guò)規(guī)定值,發(fā)出報(bào)警信

息,提示操作人員檢查變電站是否出現(xiàn)故障;系統(tǒng)的溫度曲線(xiàn)和溫度報(bào)表均可以通過(guò)Web發(fā)布,遠(yuǎn)端用戶(hù)可以通過(guò)瀏覽器查詢(xún)溫度歷史記錄;系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用外掛式或嵌入式(留有接口)設(shè)計(jì),軟件安裝容易,操作簡(jiǎn)單,功能齊全,維護(hù)方便。在具有和機(jī)房數(shù)據(jù)通訊的條件下,管
理人員可遠(yuǎn)程對(duì)每個(gè)環(huán)境傳感器進(jìn)行報(bào)警值的設(shè)置,定義不同級(jí)別的報(bào)警方式。如有異??梢约皶r(shí)通過(guò)聲音等方式通知管理人員。報(bào)警時(shí)軟件
中報(bào)警項(xiàng)顯示為紅色。

5.6.2第二種方案:使用嵌入式Web服務(wù)器方案

傳統(tǒng)Web服務(wù)器以具有高運(yùn)算處理能力和海量存儲(chǔ)容量的工作站或PC機(jī)為硬件工作平臺(tái),以非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件工作平臺(tái),其上運(yùn)行的是
大型復(fù)雜的服務(wù)器程序,典型的如基于Windows NT的IIS(Internet Information Server)、基于Unix 的Apache Web Server 等。雖然功能強(qiáng)
大,但同時(shí)由于設(shè)備的軟硬件平臺(tái)過(guò)龐大而復(fù)雜,需專(zhuān)人維護(hù),也限制了其的廣泛使用?;谇度胧郊夹g(shù)的嵌入式Web服務(wù)器的出現(xiàn)為解決以
上問(wèn)題開(kāi)辟了一條嶄新途徑。

 本方案Web服務(wù)器以32位嵌入式處理器為硬件工作平臺(tái),以嵌入式多任務(wù)操作系統(tǒng)(linux)為軟件工作平臺(tái),配以動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)、CGI等技術(shù),
在嵌入式服務(wù)器上運(yùn)行小型精簡(jiǎn)的服務(wù)器程序。而對(duì)于遠(yuǎn)端用戶(hù)來(lái)說(shuō),訪問(wèn)嵌入式Web服務(wù)器和訪問(wèn)大型的服務(wù)器幾乎沒(méi)有差別。嵌入式服務(wù)
器具備的小型化、設(shè)備功能專(zhuān)一而穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì),可以作為Web服務(wù)器端的一個(gè)備選方案。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

6.1無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

6.2能量收集技術(shù)

6.3傳感器技術(shù)

6.4嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)

6.5低功耗技術(shù)

6.6多跳自組織網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議

6.7數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)管理技術(shù)

6.8信息安全技術(shù)