。QH为信号接入单元选通信号，低电平为选通状态，D2、D1和DO为输入端选控信号，输入信号为分时按顺序接入。其选通与控制信来自数据采集处理模块的嵌入式微电脑，其信号选通接入后都由A1、A2、和A3输出给信号变換单元。
[0029]见图4，信号变换单元是由电阻Rl?Rll、阻抗变换器GSl?GS6和电子开关SI?S7组成，由B1、B2、B3三个输出端分别输出，单元内设有锁存器SC，BX为锁存器SC的选通信号，电子开关SI?S7的状态由锁存器SC输出端D0、D1、D2的状态确定；
[0030]信号变換单元将来自信号接入单元的各种信号转換(万能调理)成标准电压信号。信号变換单元接收信号接入单元输出端A1、A2、和A3端信号，通过信号变換单元的调理转換成规定的输出端B1、B2和B3的输出信号。Vout是外加基准电压，D2、D1及DO是来自数据采集处理模块的嵌入式微电脑的选控信号，以控制输入信号的转换。
[0031]在嵌入式微电脑的控制下，可将mV、mA、热电阻、热电耦等信号直接变换规定的标准信号，实施时该标准信号可为5V;
[0032]见图5，隔离放大模块由电容隔离组件U1、放大器U2、电阻网络U3组成，其中电容隔尚组件1]1由电子开关1((311、1((312、1(021、1(022、电容06、07组成，电子开关1((311、1((312、1(021、1(022以固定的高速频率在输入和输出之间切换，实现传感器电路与放大电路的隔离;GL为电容开关式隔离选通信号，低电平为选通，DO为电容开关控制信号、放大选控信号均来自嵌入式微电脑;这种电容开关式隔离，具有高可靠隔离特性，可编程放大器，线性好，依据信号自动选定量程，尤其能保证微弱数据信号放大不失真。
[0033]DO低电平时，KCl I?KC22都合在左边，即电容Cl和C2存入信号，DO高电平时，信号传给运算放大器U25UdPU3构成可编程放大器，即在来自嵌入式微电脑的放大选控信号下，调节数字电位器SD1、SD2和SD3的阻值，实现放大倍数的变化，即改变信号的量程，进而提高信号变换的精度；隔离放大单元实现了将调理单元与放大电路的可靠隔离，以控制增益放大电路与前端干扰，同时根据信的大小，自动选定其放大电路的增益，即选择量程，称之为可编程增益。
[0034]见图6，嵌入式微电脑包括A/D转换器U4、基准电压源、DSP控制器U5(如TMS320C54X)、温度补偿传感器DS18B20、网络接口 U6和存储器U7，基准电压源与A/D转换器连接，A/D转换器通过数据总线DBl和地址总线ABl与DSP控制器连接;DSP控制器一端通过数据总线DB2和地址总线AB2与带现场总线功能的网络接口连接，一端通过数据总线DB3和地址总线AB3与存储器连接;温度补偿传感器DS18B20与DSP控制器连接，用于测量热电偶冷端环境温度和冷端自动补偿或测其他处温度;A/D转换器接收放大器的输出信号Vciut。为了消除环境温度对热电耦测量精度产生的影响，DSP控制器U5连接一个DS18B20—线总线式数字温度传感器；网络接口 U6可采用Prof ibus-DP和Modbus现场总线，实现与工控机的通信;USB接口可用于程序的更新。
[0035]实施例中，A/D转换器采用±18位高分辩率A/D转换器，如美信公司产品MAX132MRC芯片，串行、低功耗，温度范围一55 0C?+125 0C ； DSP控制器是数据采集处理的核心部件，采用德卅仪器(TI)的TMS320C2407，16位DSP;存储器为只读存储器；网络接口专用于Prof ibus-DP和Modbus现场总线；基准电压源为A/D转换器提供基准电压，一般采用5V或
2.5V的高准确，且稳定的直流电源;USB接口为转存设置或输出必要的信息。
【主权项】
1.基于Zigbee和RFID技术的配电变压器网络管理系统，其特征在于，包括设置于多个变电站内采集变压器工作参数的传感器、现场执行控制机构、Zigbee数据采集模块、Zigbee数据处理模块、Zigbee路由器节点、Zigbee网络协调器、Zigbee Modbus网关、PLC、工控机、RFID电子标签和RFID读写器，所述采集变压器工作参数的传感器分别与Zigbee数据采集模块相连接，Zigbee数据采集模块依次连接数据处理模块、Zigbee路由器节点、Zigbee网络协调器、Zigbee Modbus网关、PLC和工控机，所述RFID电子标签与RFID读写器相通讯，RFID读写器与工控机连接;工控机上设有无线通讯接口或光纤通讯接口，工控机通过无线通讯接口或光纤通讯接口与远程管理中心相通讯； 所述采集变压器工作参数的传感器包括振动传感器、油温传感器、压力传感器;所述的振动传感器通过磁铁吸附固定在变压器油箱顶部，每相绕组的中间位置正上方;所述的油温传感器用来测量油浸式变压器的油温，位于变压器油箱的顶部，深入油中50mm-80mm;所述的压力传感器位于变压器油箱顶部，用来测量变压器的油气压力；所述RFID电子标签设置于变压器的侧部;在变压器所在变电站内设有调节温湿度的风机，当环境温湿度超出正常范围时，通过控制风机运转来自动调节环境温度和湿度。2.根据权利要求1所述的分布式智能变电站网络监控系统，其特征在于，所述的Zigbee数据处理模块包括信号接入单元、信号变换单元、隔离放大单元和嵌入式微电脑，信号接入单元依次与信号变换单元、隔离放大单元和嵌入式微电脑顺序相连，嵌入式微电脑设有现场总线接口与工控机通信，信号接入单元、信号变换单元和隔离放大单元的选通信号均来自嵌入式微电脑。3.根据权利要求2所述的分布式智能变电站网络监控系统，其特征在于，所述信号接入单元由UINl、UIN2、UIN3三个单8通道数字控制模拟电子开关组成，接入的信号经选通后由Al、A2、A3三个输出端分别输出； 所述信号变换单元是由电阻、阻抗变换器和电子开关组成，由B1、B2、B3三个输出端分别输出，单元内设有锁存器SC，BX为锁存器SC的选通信号，电子开关SI?S7的状态由锁存器SC输出端DO、D1、D2的状态确定； 所述隔离放大模块由电容隔离组件、放大器、电阻网络组成，其中电容隔离组件由电子开关Kcn、Kc12、Kc21、Kc22、电容C6、C7组成，电子开关Kcn、Kc12、Kc21、Kc22以固定的高速频率在输入和输出之间切换，实现传感器电路与放大电路的隔离； 嵌入式微电脑包括A/D转换器、基准电压源、DSP控制器、温度补偿传感器、网络接口和存储器，基准电压源与A/D转换器连接，A/D转换器通过数据总线DBl和地址总线ABl与DSP控制器连接;DSP控制器一端通过数据总线DB2和地址总线AB2与带现场总线功能的网络接口连接，一端通过数据总线DB3和地址总线AB3与存储器连接;温度补偿传感器与DSP控制器连接，用于测量热电偶冷端环境温度和冷端自动补偿或测其他处温度;A/D转换器接收放大器的输出信号Vout。
【专利摘要】一种基于Zigbee和RFID技术的配电变压器网络管理系统，包括设置于多个变电站内采集变压器工作参数的传感器、现场执行控制机构、Zigbee数据采集模块、Zigbee数据处理模块、Zigbee路由器节点、Zigbee网络协调器、Zigbee？Modbus网关、PLC、工控机、RFID电子标签和RFID读写器，所述采集变压器工作参数的传感器分别与Zigbee数据采集模块相连接，Zigbee数据采集模块依次连接数据处理模块、Zigbee路由器节点、Zigbee网络协调器、Zigbee？Modbus网关、PLC和工控机，所述RFID电子标签与RFID读写器相通讯。该系统可实时监测变压器的工作参数，并配有各个变压器的自身标识信息，实现更加明确地数据采集信息管理，为智能变电站和远程管理提供更加准确的数据参数基础。
【IPC分类】G01D21/02, G05B19/05, G08C17/02
【公开号】CN105606149
【申请号】CN201510770489
【发明人】赵向东, 吕明君, 刘凤珍, 刘建国, 徐东兴, 刘泽浩, 刘国利, 张海涛, 吕昕昕, 崔照鑫, 杨宏伟
【申请人】国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司, 国家电网公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年11月12日