专利名称：预装式变电站的无线传感器网络测控装置的制作方法
技术领域：
预装式变电站的无线传感器网络测控装置技术领域[0001]本实用新型涉及预装式变电站的无线传感器网络测控装置，尤其涉及一种精度 高、抗干扰能力强、超低功耗、工作稳定、性价比高、超低成本、适应各种环境和预装 式变电站的无线传感器网络测控装置。
背景技术：
[0002]随着国民经济的快速发展，我国对于电力的需求和依赖性也越来越大。同时， 对变电站及电网的安全和稳定也提出了更高的要求。电力部门需要一种能够实时监控变 电站设备的监控系统，第一时间监测到电力设备的损坏和人为因素的破坏，迅速做出处 理，将损失减小到最低值。变电站监控技术领域经历了三个发展阶段本地模拟视频监 控、基于PC的视频监控和网络数字视频监控。变电站监控系统在国外电力企业已经普遍 采用，主要有德国Dallmeier数字视频系统等，在国内已有许多监控设备得到应用，国内 监控领域较成熟的系统有三星光电子监控系统等。现在市场上存在的监控系统或性能不 高，或功能简单，或性能较高但价格昂贵。针对这种不足，本装置应用无线传感器网络 技术，将传感器节点设置于预装式变电站的高压室、低压室和变压器室，通过路由节点 和协调器节点组成无线传感器网络，实现一款功能丰富、性能强大且成本低的变电站无 线监控系统。实用新型内容[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种高性能、低功耗无线SOC模块的预 装式变电站的无线传感器网络测控装置。[0004]为了克服背景技术中存在的缺陷，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方 案是一种预装式变电站的无线传感器网络测控装置，包括若干预装变电所、网络协 调器以及监控主机，所述预装变电所包括高压室环境传感器节点、低压室环境传感器节 点、变压器室环境传感器节点、高压室触头传感器节点、低压室电量传感器节点以及路 由节点，该高压室环境传感器节点、低压室环境传感器节点、变压器室环境传感器节 点、高压室触头传感器节点以及低压室电量传感器节点经由路由节点与网络协调器信号 连接，网络协调器与监控主机信号连接。[0005]根据本实用新型的另外一个实施例，预装式变电站的无线传感器网络测控装置 进一步包括所述网络协调器包括JN5139无线芯片、LPC2210微控制器芯片、SRAM存储 器、FLASH存储器以及以太网控制器，所述JN5139无线芯片、SRAM存储器、FLASH 存储器以及以太网控制器与LPC2210微控制器芯片信号连接。[0006]根据本实用新型的另外一个实施例，预装式变电站的无线传感器网络测控装置 进一步包括所述高压室环境传感器节点、低压室环境传感器节点以及变压器室环境传感 器节点包括JN5139无线芯片、高压室环境传感器、低压室环境传感器以及变压器室环境 传感器，JN5139无线芯片与高压室环境传感器、低压室环境传感器以及变压器室环境传感器信号连接，所述高压室环境传感器、低压室环境传感器以及变压器室环境传感器内 分别设置有温湿度集成传感器和烟雾传感器，该JN5139无线芯片还分别信号连接有时钟 电路，复位电路、声光报警电路、除湿器驱动电路以及加热器电路。[0007]根据本实用新型的另外一个实施例，预装式变电站的无线传感器网络测控装置 进一步包括高压室触头传感器节点包括JN5139无线芯片、高压柜触点高分子示温片、二 氧化碳传感器、复位电路以及时钟电路，JN5139无线芯片与高压柜触点高分子示温片、 二氧化碳传感器、复位电路以及时钟电路信号连接。[0008]根据本实用新型的另外一个实施例，预装式变电站的无线传感器网络测控装 置进一步包括低压室电量传感器节点包括低压柜电量信号、时钟电路、复位电路以及 JN5139无线芯片，该低压柜电量信号与JN5139无线芯片通过RS-485接口连接，时钟电 路与复位电路与JN5139无线芯片信号连接。[0009]本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，通过对预装式变电站的实时检测、 历史存储、统计和推理，从而能够精确诊断和定位，防止故障的进一步扩大，提高变电 站供电的可靠性和供电质量具有重要意义。
[0010]图1为本实用新型预装式变电站的无线传感器网络测控装置数据流框图；[0011]图2为本实用新型预装式变电站的无线传感器网络测控装置协调器框图；[0012]图3为本实用新型预装式变电站的无线传感器网络测控装置高压、低压和变压 器室温环境传感器节点框图；[0013]图4为本实用新型预装式变电站的无线传感器网络测控装置高压触头温度传感 器节点框图；[0014]图5为本实用新型预装式变电站的无线传感器网络测控装置低压室电量传感器 节点框图；[0015]图6-1、6-2、6-3、6_4、6_5、6_6为本实用新型预装式变电站的无线传感器网 络测控装置高压、低压和变压器室温环境传感器节点原理图；[0016]图7-1、7-2、7-3、7_4为本实用新型预装式变电站的无线传感器网络测控装置 高压触头温度传感器节点原理图；[0017]图8-1、8-2、8-3为本实用新型预装式变电站的无线传感器网络测控装置低压 室电量传感器节点原理图。
具体实施方式
[0018]现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为 简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型 有关的构成。[0019]如图1所示，一种预装式变电站的无线传感器网络测控装置，包括若干预装变 电所、网络协调器以及监控主机，所述预装变电所包括高压室环境传感器节点、低压室 环境传感器节点、变压器室环境传感器节点、高压室触头传感器节点、低压室电量传感 器节点以及路由节点，该高压室环境传感器节点、低压室环境传感器节点、变压器室环境传感器节点、高压室触头传感器节点以及低压室电量传感器节点经由路由节点与网络 协调器信号连接，网络协调器与监控主机信号连接。[0020]如图2所示，网络协调器包括JN5139无线芯片、LPC2210微控制器芯片、 SRAM存储器、FLASH存储器以及以太网控制器，所述JN 5139无线芯片、SRAM存储 器、FLASH存储器以及以太网控制器与LPC2210微控制器芯片信号连接。[0021]JN5139无线芯片接收来自高压室环境传感器节点、低压室环境传感器节点、变 压器室环境传感器节点、高压室触头传感器节点、低压室电量传感器节点的信息，经过 JN 5139无线芯片处理的信号，送给LPC2210微控制器芯片，同时将信息存储到SRAM存 储器和FLASH存储器中，FLASH存储器为16Mbit FLASH存储器。当经过LPC2210微 控制器芯片处理后的数据送入以太网控制器，再通过以太网接口连接以太网，太网接口 采用RJ45。[0022]如图3、6-1、6-2、6-3、6-4、6-5、6-6所示，所述高压室环境传感器节点、 低压室环境传感器节点以及变压器室环境传感器节点包括JN5139无线芯片、高压室环境 传感器、低压室环境传感器以及变压器室环境传感器，JN5139无线芯片与高压室环境传 感器、低压室环境传感器以及变压器室环境传感器信号连接，所述高压室环境传感器、 低压室环境传感器以及变压器室环境传感器内分别设置有温湿度集成传感器和烟雾传感 器，该JN5139无线芯片还分别信号连接有时钟电路，复位电路、声光报警电路、除湿器 驱动电路以及加热器电路。[0023]高压室环境传感器、低压室环境传感器以及变压器室环境传感器室温湿度采用 集成温湿度传感器SHT10，与无线控制器JN5139接口采用I2C接口，通过模拟实现， DATA数据线通过一个外部上拉电阻将信号提拉至高电平；高压室环境传感器、低压室 环境传感器以及变压器室环境传感器烟雾传感器采用离子型烟雾探测器ZRAM-A1，探 头采集的信号输入烟雾检测芯片MC14468完成初步信号处理，同时采用TMP 35G温度 传感器采集环境温度，两者采集的信号输入1^2438芯片，然后将1^2438输出信号输入 JN5139无线芯片，同时在传感器节点装置中采用时钟芯片用于对采样进行计时。[0024]如图4、7-1、7-2、7_3、7_4所示，高压室触头传感器节点包括JN5139无线芯 片、高压柜触点高分子示温片、二氧化碳传感器、复位电路以及时钟电路，JN5139无线 芯片与高压柜触点高分子示温片、二氧化碳传感器、复位电路以及时钟电路信号连接。[0025]在高压柜内的触点上粘贴高分子示温片，对高分子示温片的材料成分作适当调 整，改变其熔点温度，可以满足不同的超温监测要求，从而扩大温度的监测范围。当 触点温度超温时，高分子示温片受热释放C02气体，并能够实现超温变色，使柜内C02 气体浓度在短时间内急剧上升，通过MS4100 二氧化碳传感器检测C02浓度的变化， MS4100传感器输出信号经过调理电路处理后输入JN5139无线芯片的AD转换输入端，无 线微控制器采用的高性能、低功耗无线SOC模块，实现无线传感器网络的自动组网和收 发功能，同时在高压室触头传感器节点装置中采用时钟芯片用于对采样进行计时，时钟 电路采用时钟芯片DS1302。[0026]如图5、8-1、8-2、8_3所示，低压室电量传感器节点包括低压柜电量信号、 时钟电路、复位电路以及JN5139无线芯片，该低压柜电量信号与JN5139无线芯片通 过RS-485接口连接，时钟电路与复位电路与JN5139无线芯片信号连接。通过RS-485通信接口和低压室的电量仪表通信，获取电压、电流、有功、无功等参数，同时在低压 室电量传感器节点装置中采用时钟芯片用于对采样进行计时，时钟电路采用时钟芯片 DS1302。[0027] 以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作 人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本 项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定 其技术性范围。
权利要求1.一种预装式变电站的无线传感器网络测控装置，其特征在于包括若干预装变电 所、网络协调器以及监控主机，所述预装变电所包括高压室环境传感器节点、低压室环 境传感器节点、变压器室环境传感器节点、高压室触头传感器节点、低压室电量传感器 节点以及路由节点，该高压室环境传感器节点、低压室环境传感器节点、变压器室环境 传感器节点、高压室触头传感器节点以及低压室电量传感器节点经由路由节点与网络协 调器信号连接，网络协调器与监控主机信号连接。
2.根据权利要求1所述的预装式变电站的无线传感器网络测控装置，其特征在于，所 述网络协调器包括JN5139无线芯片、LPC2210微控制器芯片、SRAM存储器、FLASH 存储器以及以太网控制器，所述JN5139无线芯片、SRAM存储器、FLASH存储器以及 以太网控制器与LPC2210微控制器芯片信号连接。
3.根据权利要求2所述的预装式变电站的无线传感器网络测控装置，其特征在于， 所述高压室环境传感器节点、低压室环境传感器节点以及变压器室环境传感器节点包括 JN5139无线芯片、高压室环境传感器、低压室环境传感器以及变压器室环境传感器， JN5139无线芯片与高压室环境传感器、低压室环境传感器以及变压器室环境传感器信号 连接，所述高压室环境传感器、低压室环境传感器以及变压器室环境传感器内分别设置 有温湿度集成传感器和烟雾传感器，该JN5139无线芯片还分别信号连接有时钟电路，复 位电路、声光报警电路、除湿器驱动电路以及加热器电路。
4.根据权利要求1所述的预装式变电站的无线传感器网络测控装置，其特征在于， 高压室触头传感器节点包括JN5139无线芯片、高压柜触点高分子示温片、二氧化碳传感 器、复位电路以及时钟电路，JN5139无线芯片与高压柜触点高分子示温片、二氧化碳传 感器、复位电路以及时钟电路信号连接。
5.根据权利要求1所述的预装式变电站的无线传感器网络测控装置，其特征在于， 低压室电量传感器节点包括低压柜电量信号、时钟电路、复位电路以及JN5139无线芯 片，该低压柜电量信号与JN5139无线芯片通过RS-485接口连接，时钟电路与复位电路 与JN5139无线芯片信号连接。
专利摘要本实用新型涉及一种预装式变电站的无线传感器网络测控装置，包括若干预装变电所、网络协调器以及监控主机，所述预装变电所包括高压室环境传感器节点、低压室环境传感器节点、变压器室环境传感器节点、高压室触头传感器节点、低压室电量传感器节点以及路由节点，该高压室环境传感器节点、低压室环境传感器节点、变压器室环境传感器节点、高压室触头传感器节点以及低压室电量传感器节点经由路由节点与网络协调器信号连接，网络协调器与监控主机信号连接。通过对预装式变电站的实时检测、历史存储、统计和推理，从而能够精确诊断和定位，防止故障的进一步扩大，提高变电站供电的可靠性和供电质量具有重要意义。
文档编号H02B1/24GK201813072SQ20102018070
公开日2011年4月27日 申请日期2010年5月6日 优先权日2010年5月6日
发明者丁建新, 严仲明, 史旺旺, 周文震, 李长峰, 杨鹏 申请人:丁建新