一种Zigbee蜂窝无线网络传输的高压电力线传输监控系统的制作方法

本实用新型涉及监控系统技术领域，尤其涉及一种Zigbee蜂窝无线网络传输的高压电力线传输监控系统。

背景技术：

电能的安全正常传输是保证社会生产生活正常进行的先决条件。当电能输送发生故障时将会对我们的日常生产生活带来极大影响，及时尽早的排除故障和保证电力的继续正常输送对于生产生活十分必要。由于高压输电线一般架空在室外，有的地方可能更是荒芜人烟，如果输电线发生故障(一般为短路、断路和接地)，及时找到线路故障所在地是排除故障的第一步。目前电力上基本安装“高压电力线故障检测设备”检测监控高压电力线的短路、断路等故障。

传统的应用中采取两种方式实现。一种是传统的采用人工巡查方式实现。即在高压电力线故障检测设备上面设计显示报警系统，采用人工巡查方式定期巡查现场。该方式人工劳动量大，尤其在远距离作业时的缺陷非常明显。另外一种是在每个高压电力线故障检测设备上面设计GPRS传输，直接传输到监控中心后台。这种方式虽然解决了人工巡查方式带来的不方便，但是由于每台高压电力线故障检测设备上设计需要安装GPRS流量卡，合计费用很高。该系统中无线局域网采用Zigbee蜂窝式无线自组网方式实现，自动组网，无需专业人员设计参与。无线局域网整体再通过网关和监控中心后台采用GPRS通信传输信息。由于无线局域网使用的是2.4GHz的国际公用免费频段，无需费用。最终整体只需要一个GPRS流量卡就可以远距离传输整体的所有设备信息。这样既解决了人工巡查方式的劳动量太大问题，又解决了全部采用GPRS方式的费用过高问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种Zigbee蜂窝无线网络传输的高压电力线传输监控系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种Zigbee蜂窝无线网络传输的高压电力线传输监控系统，包括高压电力线故障检测设备、Zigbee无线传输器、网关、基站和监控中心。

优选的，所述Zigbee无线传输器和高压电力线故障检测设备之间采用工业常用的RS的有线物理方式连接。

优选的，所述Zigbee无线传输器组成的无线局域网输出端与网关连接，Zigbee无线传输器采用GPRS方式和基站传输信息，基站通过Internet传输到监控中心。

优选的，所述Zigbee无线传输器组成的无线局域网使用的是.GHz的国际公用免费频段。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种结构简单、成本较低，非常适合实际应用的一种Zigbee蜂窝无线网络传输的高压电力线传输监控系统。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型系统的高压电力线故障检测设备检测原理以及和Zigbee无线传输器之间通信简化的结构示意图；

图3为本实用新型系统的Zigbee无线传输器硬件设计原理示意图。

图中：1高压电力线故障检测设备、2Zigbee无线传输器、3网关、4基站、5监控中心。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种Zigbee蜂窝无线网络传输的高压电力线传输监控系统，包括高压电力线故障检测设备1、Zigbee无线传输器2、网关3、基站4和监控中心5。

本实施例中，Zigbee无线传输器2和高压电力线故障检测设备1 之间采用工业常用的RS485的有线物理方式连接，Zigbee无线传输器2组成的无线局域网输出端与网关3连接，Zigbee无线传输器2 采用GPRS方式和基站4传输信息，基站4通过Internet传输到监控中心5，Zigbee无线传输器2组成的无线局域网使用的是2.4GHz的国际公用免费频段，高压电力线故障检测设备检测原理：在电力线上穿心电流霍尔传感器。当电力线上正常工作没有短路或者断路时，霍尔传感器的输出端会耦合出缩小比例的电流。该电流通过整流模块为直流信号，再通过一个取样电阻变成电压信号送入运算处理器的模拟数字转化器即可计算出电力线上的电流大小。当电力线短路或者断路时，设备采样到电流大小溢出正常范围，即可判断电力线出现短路或者断路故障。

Zigbee无线局域网组建：Zigbee是一组基于IEEE.802.15.4的无线标准(国际标准)研制开发的关于组网、安全和应用软件方面的通信技术。该标准实现基于Zigbee的无线网络中的每个节点可以自动配置为其网络的基站，以实现最该基站周围最近节点的通信。类似蜜蜂似的永远在其身最近距离之间交互信息，不断延伸实现远距离传输，从而形成巨大的局域网络。

Zigbee无线局域网和GPRS无线广域网通信：Zigbee是种基于蜂窝式自网的无线局域网，GPRS是基于基站技术的关于网。两种网络的构建方式和通信标准都完全不一样。实现两个网络的信息交互就需要设计网关。网关实际上就是按照Zigbee和GPRS通信标准利用硬件和软件配置的中转翻译。这样就可以实现了两个网络的信息交互。

本实施例中，如图1所示，系统包括高压电力线故障检测设备1、 Zigbee无线传输器2、网关3、基站4和监控中心5。

如图1所示，高压电力线故障检测设备1和Zigbee无线传输器 2之间采用RS485有线通信方式传输信息，通信标准采用工业标准 Modbus协议。

如图1所示，若干个Zigbee无线传输器2之间自组网形成基于 Zigbee无线局域网。

如图1所示，Zigbee无线局域网和GPRS基站之间通过网关3 中转解析，传递信息。

如图2所示，CON1(霍尔电流传感器)按比例缩小电力线电流信号，输出的交流电流信号通过U2(整流桥)整流成直流电流信号。直流电流信号流经R1(电阻)(I*R＝V)变成直流电压信号，通过U3B(运算放大器)放大送入U1(运算处理器)的模拟数字转换(一种具备直接检测模拟量的设计单元)接口。U1(运算处理器)就可以检测出电压值大小，并由软件程序倒推算出电力线上的电流信号大小，显示对于高压电力线的故障检测(短路、断路等等)。

如图2所示，U1(运算处理器)通过芯片U4(基于485通信方式的接口芯片)就可以自动切换485通信方式。Zigbee无线传输器内部也设计有485芯片U5(基于485通信方式的接口芯片)。这样无线传输器可以通过485方式和高压电力线故障检测设备通信，读取电力线的状态信息。

如图3所示，无线传输器部分采用美国Ti公司专用Zigbee芯片 (即U1，型号CC2530)，该芯片内部集成了Zigbee通信的所有硬件、重要软件功能。设计者只需做简单开发即可实现功能。图3中U1 (Zigbee芯片，型号CC2530)的第24和25引脚为Zigbee信号的输出引脚。经过一些L、C配置单元后通过P8(天线)输出信号。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。