基于Zigbee和RFID技术的配电变压器网络管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种配电变压器网络管理系统，特别是一种基于Zigbee和RFID技术的配电变压器网络管理系统，该监控系统可用来监控变电站内变压器的工作参数，而且在传输的信息里有各个变压器的信息。
【背景技术】
[0002]箱式变电站包括变压器、高压开关、低压电器设备及其相互的连接和辅助设备，将变压器、高压开关、低压电器设备及其相互的连接和辅助设备紧凑组合，按主接线和元器件不同，以一定方式集中布置在一个或几个密闭的箱壳内。
[0003]随着自动化技术的发展，远程实时监控箱式变电站的工作环境参数(温度、湿度参数、局放参数等)及变压器的工作参数(油浸式变压器的油温参数、压力参数、振动参数、等)，对改善箱式变电站的环境，排除变压器的故障大有好处。
[0004]现有技术中，对于变压器的信息管理还没有实现网络化的信息管理，且将变压器工作工作参数和RFID电子标签信息一起传输，实现网络化统一管理的技术还没有报道。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种基于Zigbee和RFID技术的配电变压器网络管理系统，可实时监测变压器的工作参数(油浸式变压器的油温参数、压力参数、振动参数等)，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，实现网络化管理，为智能变电站和远程管理提供更加准确的数据参数基础。
[0006]为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0007]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，Zi gbee数据采集模块依次连接数据处理模块、Zi gbee路由器节点、Zi gbee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；
[0008]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，通过现场执行控制机构控制风机运转来自动调节环境温度和湿度。
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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D0、D1、D2的状态确定；
[0012]所述隔离放大单元由电容隔离组件、放大器、电阻网络组成，其中电容隔离组件由电子开关1^11、1((312、1(021、1(022、电容06、07组成，电子开关1((311、1((312、1(021、1(022以固定的尚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；
[0013]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。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0015]I)基于Zigbee和RFID技术的配电变压器网络管理系统，可实时监测变压器的工作参数(油浸式变压器的油温参数、压力参数、振动参数等)，并配有各个变压器的自身标识信息(如变压器型号，所在位置标号、管理人员等等)，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。
[0016]通过采集的变电站环境参数和变压器参数及数据采集处理模块，对变电站的智能化控制提供了准确的数据基础，为变电站内环境的温湿度控制，变压器的故障分析提供了特别有效的数据。
[0017]2)采用RFID技术的配电变压器网络管理系统，可以通过RFID读写器在大于10米以外的位置进行读写，使得变压器工作参数和变压器的各项信息(管理人员、型号、地理位置等)一起传输到管理中心，便于远程统一管理和监控。
【附图说明】
[0018]图1是基于Zigbee和RFID技术的配电变压器网络管理系统的整体结构示意图。
[0019]图2是数据采集处理模块的结构框图。
[0020]图3是信号接入单元原理图。
[0021 ]图4是信号变换单元原理图。
[0022]图5是隔离放大单元原理图。
[0023]图6是嵌入式微电脑结构图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0025]见图1，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，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。
[0026]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。
[0027]见图2，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。
[0028]见图3，信号接入单元由UIN1、UIN2、UIN3(如CD4051或CC4051)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A1、A2、A3三个输出端分别输出，IN11、IN21和IN31为第I路信号输入端，同理，IN18、IN28和IN38为第8路信号输入端。QH为信号接入单元选通信号，低电平为选通状态，D2、