一种无线网管系统的制作方法

本实用新型属于信息技术领域，尤其涉及一种网管系统。

背景技术：

近年来，随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业控制和日常生活中的应用越来越广泛。这些非线性负荷设备大量涌入电力系统，导致电网中的谐波分量大大增加，电网波形畸变日趋严重，对电力系统中的发变电设备、继电保护装置、通信设备和测量仪器等造成了不同程度的危害。因此，实时可靠地监测和分析电网及非线性用电设备的谐波，将有利于电能质量的评估，为谐波污染的治理提供依据。目前，电力网络监控装置均采用有线通信的方式将电参量发送给上位机，这种方法由于节点数量较多，布线较复杂，实现成本高，并且不适用于环境恶劣的地区。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种无线网管系统，采用ZigBee无线通信的方式，减少了节点，且布线简单，适用于近距离与上位机进行无线传输，工作人员可在上位机上查看实时的电力数据和机房等室内环境信息。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种无线网管系统，包括处理器，处理器上连接有晶振电路、ZigBee模块、故障报警电路、存储器、电力信息采集芯片以及模数转换电路，模数转换电路连接有机房环境采集设备，电力信息采集芯片连接有三相电流互感器和三相电压互感器，处理器通过ZigBee模块通信连接有位于数据中心的上位机。

进一步的，机房环境采集设备包括控制器，控制器连接有存储器、温度传感器、湿度传感器、火花探测器、烟感探测器和煤气泄漏探测仪；控制器设有网络接口，并通过网络接口与连接于处理器的模数转换电路通信连接。

进一步的，温度传感器为AT302B壁挂型温度传感器；湿度传感器为KZWS/GW型高温湿度传感器；电压传感器为CHV-25P CHV-25P型霍尔电压传感器；火花探测器为RIV-601P/S型火花探测器；烟感探测器为JTY-GD-G3型烟感探测器。

进一步的，故障报警电路包括继电器J、芯片IC1、芯片IC2和三极管V1，处理器的VCC脚连接继电器J的触点J-1，继电器J的触点J-1的另一端连接电源U1，处理器的GND脚接地，处理器的P1脚连接芯片IC3的引脚1，芯片IC3的引脚2连接芯片IC4的引脚1，芯片IC3的引脚3连接电阻R1和电容C1，电容C1的另一端连接电阻R2、电阻R3、芯片IC1的引脚2和芯片IC1的引脚6，芯片IC3的引脚4连接电阻R2的另一端，电阻R1的另一端连接电阻R4、芯片IC1的引脚4、芯片IC1的引脚8、芯片IC2的引脚8、喇叭B和电源U2，电阻R3的另一端连接电容C2和芯片IC1的引脚1并接地，芯片IC1的引脚5连接电容C2的另一端，电阻R4的另一端连接电阻R5和芯片IC2的引脚7，电阻R5的另一端连接电容C3、芯片IC2的引脚2和芯片IC2的引脚6，电容C3的另一端连接电容C4、芯片IC2的引脚1并接地，芯片IC2的引脚3连接电容C5，电容C5的另一端连接喇叭B的另一端，芯片IC4的引脚3连接电阻R6和电阻R7，电阻R6的另一端连接电阻R8、电源U3、芯片IC5的引脚4和芯片IC5的引脚8，电阻R7的另一端连接三极管V1的基极，三极管V1的集电极连接电阻R8的另一端和电容C6，电容C6的另一端连接电阻R10、二极管D1的阴极、芯片IC5的引脚2和芯片IC5的引脚6，三极管V1的发射极连接二极管D1的阳极和电阻R9，芯片IC4的引脚4连接电阻R9的另一端、电阻R10的另一端、二极管D4的阳极、二极管D5的阴极、继电器J和芯片IC5的引脚1，芯片IC5的引脚5连接电容C7的另一端，芯片IC5的引脚3连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接二极管D2的阴极、电阻R11、电阻R12和芯片IC2的引脚4，电阻R11的另一端连接二极管D4的阴极和继电器J的另一端，电阻R12的另一端连接二极管D5的阳极。

进一步的，处理器上还连接有显示屏和按键。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型电力信息采集芯片将采集到的电力信息(如电压、电流等)、发送到处理器进行分析处理，并将处理结果存储到存储器；处理器还处理经过模数转换电路转换后的机房环境数据(如温度、湿度、火花、烟雾、煤气等)，并存储于存储器中，数据中心的上位机通过ZigBee模块与处理器进行无线通信，调用存储于存储器中的机房环境数据和电力信息，使得工作人员在数据中心即可直观地观察机房的工作；采用ZigBee无线通信的方式，减少了节点，且布线简单，适用于近距离与上位机进行无线传输，工作人员可在上位机上查看实时的电力数据和机房等室内环境信息。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的系统结构示意图；

图2是本实用新型中故障报警电路示意图；

图3是本实用新型中晶振电路示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

实施例1

如图1～图3所示：本实施例的一种无线网管系统，包括处理器1，处理器1上连接有晶振电路3、ZigBee模块2、故障报警电路13、存储器9、电力信息采集芯片4、模数转换电路10、显示屏7和按键8，显示屏7为触摸显示屏，按键8采用的是触摸按键；模数转换电路10连接有机房环境采集设备11，电力信息采集芯片4连接有三相电流互感器5和三相电压互感器6，处理器1通过ZigBee模块2通信连接有位于数据中心的上位机。本实用新型中，采用基准电压模块给模数转换模块提供稳定的电压源。基准电压模块可以采用基准电压芯片AX5621或X1117实现(具体的不再作具体描述，本领域技术人员清楚其实现方式)。

模数转换模块的主要功能是把输入的六通道电压电流信号转化成数字信号输出。模数转换模块所采用A/D转换芯片的采样速度越快则获取的信号同待测信号越一致，系统进行信号处理的能力也就越强。A/D转换芯片的选择也要同单片机的选择相一致，根据所选用的单片机的性能选择合适的A/D转换芯片与之配套，这样才能使整个系统的功能得到最大限度的挖掘。

晶振模块采用锁相环(PLL，Phase-lock Loop)，11.0592MHz的晶振模块JZ1通过内部PLL倍频后最高可达60MHz，PLL电路不仅有倍频作用，还能起到降噪作用。晶振模块JZ1的两个输出端XTAL1与LPC2138芯片的XTAL1管脚相连，XTAL2与LPC2138芯片的XTAL2管脚相连。图中电容C33、电容C34的一端接地，另一端分别与晶振JZ1相连。电容值：C33＝20pF，C34＝20pF，电容值：R35＝1MΩ。

故障报警电路包括继电器J、芯片IC1、芯片IC2和三极管V1，处理器1(即单片机)的VCC脚连接继电器J的触点J-1，继电器J的触点J-1的另一端连接电源U1，单片机的GND脚接地，单片机的P1脚连接芯片IC3的引脚1，芯片IC3的引脚2连接芯片IC4的引脚1，芯片IC3的引脚3连接电阻R1和电容C1，电容C1的另一端连接电阻R2、电阻R3、芯片IC1的引脚2和芯片IC1的引脚6，芯片IC3的引脚4连接电阻R2的另一端，电阻R1的另一端连接电阻R4、芯片IC1的引脚4、芯片IC1的引脚8、芯片IC2的引脚8、喇叭B和电源U2，电阻R3的另一端连接电容C2和芯片IC1的引脚1并接地，芯片IC1的引脚5连接电容C2的另一端，电阻R4的另一端连接电阻R5和芯片IC2的引脚7，电阻R5的另一端连接电容C3、芯片IC2的引脚2和芯片IC2的引脚6，电容C3的另一端连接电容C4、芯片IC2的引脚1并接地，芯片IC2的引脚3连接电容C5，电容C5的另一端连接喇叭B的另一端，芯片IC4的引脚3连接电阻R6和电阻R7，电阻R6的另一端连接电阻R8、电源U3、芯片IC5的引脚4和芯片IC5的引脚8，电阻R7的另一端连接三极管V1的基极，三极管V1的集电极连接电阻R8的另一端和电容C6，电容C6的另一端连接电阻R10、二极管D1的阴极、芯片IC5的引脚2和芯片IC5的引脚6，三极管V1的发射极连接二极管D1的阳极和电阻R9，芯片IC4的引脚4连接电阻R9的另一端、电阻R10的另一端、二极管D4的阳极、二极管D5的阴极、继电器J和芯片IC5的引脚1，芯片IC5的引脚5连接电容C7的另一端，芯片IC5的引脚3连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接二极管D2的阴极、电阻R11、电阻R12和芯片IC2的引脚4，电阻R11的另一端连接二极管D4的阴极和继电器J的另一端，电阻R12的另一端连接二极管D5的阳极。二极管D5为发光二极管。

机房环境采集设备11包括内置有处理控制程序的控制器，控制器连接有存储器、温度传感器、湿度传感器、火花探测器、烟感探测器和煤气泄漏探测仪；煤气泄漏探测仪即燃气泄漏报警器，可避免某些存在燃气的机房发生危险。控制器还连接有编码处理服务器，并通过编码处理服务器连接有摄像机，摄像机为CCD摄像机；控制器还设有多个网络接口，网络接口包括以太网(Ethernet)接口、USB接口、4G接口和WIFI接口等(选用的接口由核心路由器的型号决定，本领域技术人员清楚)，对应的，控制器设置有相应的网络收发模块，并通过网络接口与连接于处理器1的模数转换电路10通信连接，从而实现将采集到的机房环境数据(如温度、湿度、火花、烟雾、煤气等)发送到处理器进行分析处理，并将处理后的室内环境数据经ZigBee模块2上传到数据中心的上位机。

芯片IC1、芯片IC2和芯片IC5的型号均为NE555，芯片IC3和芯片IC4的型号为4N25。

故障报警电路的工作原理是：单片机通过其P1引脚连接由芯片IC3和芯片IC4组成的光耦隔离电路，光耦隔离电路的另一端连接监视电路，芯片IC1和芯片IC2均工作在单稳延时状态，延时时间的计算方式为T＝1.1RC，芯片IC5为一个可控多谐振荡器，振荡频率约为2KHZ，当单片机工作正常时，P1脚发出的正脉冲的时间间隔小于芯片IC1的延时时间，脉冲经过芯片IC3光耦合离时，将光电开关开通，则已经充电的电容C1经芯片IC3和电阻R2组成的回路放电，即在单片机正常时，电容C1上的电压小于2/3U2，即使芯片IC1的2脚和6脚电压高于1/3U2，芯片IC5不会翻转，输出端3脚呈低电平，二极管D1截止，继电器J不动作，当单片机运行故障时，其P1脚为低电平或脉冲间隔变大，则芯片IC1经一段时间后，输出端3脚变成高电平，二极管D1导通，继电器导通，其常闭触点J-1断开，切断单片机电源，同时，芯片IC2的4脚呈高电平，开始振荡，通过喇叭B发出报警声。本电路通过555芯片组成监视电路，对单片机的运行情况进行实时监控，一旦出现工作异常，就会发出报警声，并且断开单片机的电源，防止单片机被烧毁，同时电路采用光耦隔离技术，增加了电路的抗干扰性。

本实用新型采用上述方案，可保障信息采集端各个设备的正常、稳定的运行，单片机一旦出现工作异常，就会通过故障报警电路的喇叭发出报警声，并且断开单片机的电源，防止单片机被烧毁，同时电路采用光耦隔离技术，增加了电路的抗干扰性。

温度传感器为AT302B壁挂型温度传感器l；湿度传感器为KZWS/GW型高温湿度传感器；火花探测器为RIV-601P/S型火花探测器；烟感探测器为JTY-GD-G3型烟感探测器；煤气泄漏探测仪为壁挂式煤气泄漏探测仪。

本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件来实现。