一种基于Zigbee的太阳能板导线接头温度观测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于ZigBee的太阳能板导线接头温度观测系统，属于电力系统运行中的数据监测采集设备，可以实现导线及其接头温度的多点采集和数据整合传输。该观测系统包括太阳能电池组件、温度数据采集装置、数据传输网络、监控主站。本实用新型利用太阳能技术，在保证电源供给的同时大大减少使用高压感应取电装置带来的成本费用，ZigBee技术则实现了零通信费用的工业级高效率、低功耗的无线数据传输。
【专利说明】—种基于Zigbee的太阳能板导线接头温度观测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种温度观测系统，具体地说，涉及一种用太阳能供电的基于ZigBee技术的针对导线接头温度的观测系统，属于电力系统运行中的数据监测采集设备。
【背景技术】
[0002]输电线路跳线接头，特别是用并沟线夹连接的接头，或者变电站引下线处使用螺栓线夹的接头，经过一段时间运行后，个别线夹由于螺栓松动、铝表面氧化等多种原因，接触电阻增大。当通过比较大的负荷电流时，线夹接触面局部区域发红，以致烧熔成洞或者表面烧成凹凸不平，从而又进一步增大了接触电阻，严重者烧断跳线(或引下线)从而造成事故。这类事故在全国各地屡见不鲜。易出现故障的跳线接头处需设置导线接头温度观测系统预防事故的发生。
[0003]目前常用的监测技术是智能输电导线自测温技术，该技术将通信光纤并入传统的钢芯铝绞线导线，进行动态温度测量，可精确掌握导线温度变化曲线，且其供电系统采用从高压线路上感应取电和锂电池来共同给系统供电，整个系统功耗很大，实施费用较高，不利于推广。
【发明内容】
[0004]鉴于上述缺陷，本实用新型提供了一种利用太阳能供电的、能够利用ZigBee无线网络通信进行传输导线接头温度数据的观测系统。该系统可以实现导线及其接头温度的多点采集和数据整合传输。
[0005]为了实现上述目的本实用新型采用如下技术方案:一种基于ZigBee的太阳能板导线接头温度观测系统包括太阳能电池组件、若干温度数据采集装置、数据传输网络和监控主站，其中所述温度数据采集装置包含协调器和若干子节点；所述太阳能电池组件给温度数据采集装置中的协调器和各子节点供电；所述子节点安装在输电线路跳线接头上，采集导线温度、接头温度以及导线电流，然后将采集到的数据通过ZigBee网路传输给协调器；协调器通过数据传输网络将其接收到的数据传输到监控主站。
[0006]进一步，所述数据传输网络为GSM或GPRS网络。
[0007]具体地，所述太阳能电池组件包括蓄电池、太阳能充电板和与太阳能充电板连接的太阳能充电控制器，太阳能充电控制器对太阳能充电板的输出进行控制。太阳能充电控制器将太阳能充电板的输出的能量存储于蓄电池中。
[0008]更具体地，所述监控主站包括监控主机、人机接口模块、无线通讯接口模块及若干外部设备，所述监控主机与人机接口模块连接，人机接口模块与各外部设备连接，各外部设备与无线通讯接口模块连接通信。
[0009]本实用新型的有益效果在于:本实用新型采用太阳能电池组进行供电，使用充电控制器有效获取清洁的太阳能，大大减少使用高压感应取电装置带来的成本费用。基于ZigBee的无线技术，简化了数据采集终端设备，不需要额外的供电线路和数据传输线路，具有高效、低耗、灵活、成本低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的系统结构图；
[0011]图中:1-太阳能电池组件、2-若干温度数据采集装置、3-监控主站、1.1-蓄电池、
1.2-太阳能充电控制器、1.3-太阳能电池板、2.1-协调器、2.2-若干子节点、3.1-无线通讯接口模块、3.2-外部设备、3.3-人机接口模块、3.4-监控主机。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，本实用新型包括太阳能电池组件1、若干温度数据采集装置2、数据传输网络和监控主站3，其中所述温度数据采集装置2包含多个测量集群，每个集群由I个协调器2.1和若干子节点2.2构成；所述太阳能电池组件I给温度数据采集装置2中的协调器2.1和各子节点2.2供电；所述子节点2.2安装在输电线路跳线接头上，采集导线温度、接头温度以及导线电流，然后将采集到的数据通过ZigBee网路传输给协调器2.1 ;协调器
2.1通过数据传输网络将其接收到的数据传输到监控主站3。
[0013]所述太阳能电池组件包括蓄电池1.1，太阳能充电控制器1.2和太阳能电池板
1.3，且所述的太阳能电池板1.3通过太阳能充电控制器1.2实现对其最大输出功率跟踪控制，并将输出能量存储在蓄电池1.1中，同时为数据采集装置供电。
[0014]所述温度数据采集装置2，负责监测一架杆塔上所有接头数据，采集导线温度、接头温度及导线电流，并按一定时间间隔通过ZigBee网络上传给协调器。
[0015]所述数据网络传输系统指全球移动通信系统(GSM)的短消息服务(SMS)或通用分组无线电业务(GPRS)网络，主要实现协调器和监控主站间的数据通信。
[0016]所述的监控主站3包括监控主机3.4、人机接口模块3.3、无线通讯接口模块3.1及若干外部设备3.2 ;所述的监控主机3.4实现数据的显示、分析及对其他模块的控制；所述的人机接口模块3.3为用户提供操作接口 ；所述的无线通讯接口模块3.1为外部设备提供与数据传输网络通讯的接口。外部设备包括用于接收、寄存传输数据的外设寄存器；将数字信号解码成模拟的视频、音频、告警信号输出，便于与显示图像、发出声音、触发报警的解码器；将模拟的视频、音频、告警信号编码成数字信号，便于网络传输的编码器，另一方面将音频及告警的数字信号转换成模拟信号输出；外接音响设备；视频显示设备等。下面对本实用新型系统的工作原理进行详细说明。
[0017]太阳能电池组件I通过太阳能充电控制器1.2操作太阳能充电板1.3进行最大功率输出控制，尽可能获得充足的太阳能对温度数据采集装置供电，并将多余的电量存入蓄电池1.1中备用。温度数据采集装置2中各子节点2.2的传感器对导线的温度、节点温度以及导线电流进行检测，并按一定时间间隔通过ZigBee网络上传给协调器2.1，协调器2.1接收到数据后通过全球移动通信系统(GSM)短消息服务(SMS)或通用分组无线电业务(GPRS)传送到监控主站3，监控主站3通过监控主站中的系统对接收到的温度、电流数据进行综合分析，从而判断出导线接头当前运行状况并预测其发展趋势。与此同时，主站可通过GSM发送命令修改测量群的运行参数，实现对接头在线监测运行方式的控制。
[0018]此处说明描述了本实用新型的某些特征及一种实现方法，但其他基于本实用新型技术方案的结构变化、替代和修改也应包括在本实用新型权利要求的保护范围内，具体保护范围由所附的权利要求范围为准。
【权利要求】
1.一种基于ZigBee的太阳能板导线接头温度观测系统，其特征在于:包括太阳能电池组件(I)、若干温度数据采集装置(2)、数据传输网络和监控主站(3)，其中所述温度数据采集装置(2 )包含协调器(2.1)和若干子节点(2.2);所述太阳能电池组件(I)给温度数据采集装置(2 )中的协调器(2.1)和各子节点(2.2 )供电；所述子节点(2.2)安装在输电线路跳线接头上，采集导线温度、接头温度以及导线电流，然后将采集到的数据通过ZigBee网路传输给协调器(2.1);协调器(2.1)通过数据传输网络将其接收到的数据传输到监控主站(3)。
2.根据权利要求1所述一种基于ZigBee的太阳能板导线接头温度观测系统，其特征在于:所述太阳能电池组件(I)包括太阳能充电板(1.3)和与太阳能充电板(1.3)连接的太阳能充电控制器(1.2)，太阳能充电控制器(1.2)对太阳能充电板(1.3)的输出进行控制。
3.根据权利要求1或2所述一种基于ZigBee的太阳能板导线接头温度观测系统，其特征在于:所述太阳能电池组件(I)还包括蓄电池(1.1 )，所述太阳能充电控制器(1.2)将太阳能充电板(1.3)的输出的能量存储于蓄电池(1.1)中。
4.根据权利要求1或2所述一种基于ZigBee的太阳能板导线接头温度观测系统，其特征在于:所述数据传输网络为GSM或GPRS网络。
5.根据权利要求1所述一种基于ZigBee的太阳能板导线接头温度观测系统，其特征在于:所述监控主站(3)包括监控主机(3.4)、人机接口模块(3.3)、无线通讯接口模块(3.1)及若干外部设备(3.2)，所述监控主机(3.4)与人机接口模块(3.3)连接，人机接口模块(3.3)与各外部设备(3.2)连接，各外部设备(3.2)与无线通讯接口模块(3.1)连接通信。
【文档编号】G01K13/00GK203811699SQ201320802966
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】刘和志, 刘钊, 王治玲, 徐嘉, 倪颋, 刘 东, 夏勇, 马世龙, 赵阔 申请人:国家电网公司, 国网重庆市电力公司江津供电分公司