基于ZigBee网络的智能变电站传感器在线检测组网方法与流程

基于zigbee网络的智能变电站传感器在线检测组网方法
技术领域
1.本发明涉及无线组网技术领域，具体涉及一种基于zigbee网络的智能变电站传感器在线检测组网方法。


背景技术：

2.随着信息处理技术和网络技术的迅速发展，无线通信网络越来越被人熟知和应用，在诸多数据传输应用中，zigbee技术以其低成本、低功耗、体积小等特点，成为短距离无线通信的首选技术，因此对zigbee网络节点的设计和zigbee网络的实现的研究具有广阔的应用前景。然而现有的变电站通信多是通过有线网络进行信号的采集、传输和发送，且变电站设备繁多，信号复杂，存在综合布线难、工程量大，成本高、维护困难等弊端；因此，提供一种提高变电站监测系统的安全和可靠性、具有应用前景的基于zigbee网络的智能变电站传感器在线检测组网方法是非常有必要的。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种提高变电站监测系统的安全和可靠性、具有应用前景的基于zigbee网络的智能变电站传感器在线检测组网方法。
4.本发明的目的是这样实现的：基于zigbee网络的智能变电站传感器在线检测组网方法，它包括无线传感器网络终端节点、路由器节点和网络协调器、无线数传终端、智能电子设备，所述网络终端节点包括数据采集模块、数据处理模块、无线射频通信模块和电源模块，网络终端节点设置在变电站待检测的设备处，路由器节点包括控制器、晶振模块、电源模块，路由器节点负责将数据路由转发至网络协调器，所述网络协调器包括控制器、电源模块、串口通信模块、天线模块和晶振模块，网络协调器得到汇总数据，对数据进行压缩并通过无线数传终端发送至智能电子设备，智能电子设备通过以太网传至监控主机，监控主机实时接收采集到的各种数据，保存至后台数据库。
5.网络终端节点中数据采集模块有传感器和a/d转换器组成，负责采集数据和模数转换；数据处理模块负责节点的处理计算和控制、数据采集及存储；无线射频通信模块负责无线通信数据的发送和接收。
6.网络协调器中串口通信模块用于协调器与上位机数据通信接口，协调器可以通过串口将网络信息发送至上位机。
7.网络终端节点和路由器节点中电源模块为5-3v电压转换，以max687电压转换芯片，具有低于2mv的电源电压瞬变，当输出电压低于2.96v时，自动切断输出电压。
8.路由器节点和网络协调器中的控制器选用cc2430处理器，集成了射频收发模块，拥有独立的射频输入输出端口，不需要外部tx/rx开关，芯片之天线之间电路的构架由平衡/非平衡器与少量电容和电感组成，且通过在cc2430上加装晶振和接口，完成对zigbee节点控制模块的设置。
9.网络协调器、路由器节点和网络终端节点构成网络拓扑结构，网络协调器为控制
系统的核心，负责建立及管理网络，路由器节点增强网络的稳定性，同时路由器节点也可以负责管理网络。
10.网络拓扑结构中包括变电站层、间隔层和过程层，变电站层通过汇总全站的实时数据信息，接收、传送调度或控制中心的有关数据，并转向间隔层和过程层执行，所述间隔层具备保护控制、本间隔层的操作闭锁、实施同期操作、防误闭锁、数据采集统计及控制命令发出的功能；过程层包括现场电气设备，具备电气量检测、设备状态参数监测与统计。
11.设备状态参数监测包括设备温湿度、光照强度、电压等级、电流等级，通过对应传感器完成采集。
12.网络终端节点、路由器节点和网络协调器均设置有天线模块，所述天线模块包括f型天线和巴伦天线本发明的有益效果：本发明在变电站检测系统中，满足了变电站自动化系统通信的要求，同时实现了无线化，客服了布线麻烦的缺点，大量节省了成本哥使用工期，提高了系统的实时性、安全性和灵活性；本发明具有一种提高变电站监测系统的安全和可靠性、具有应用前景的优点。
附图说明
13.图1是本发明网络拓扑结构变电站内分层信息结构示意图。
14.图2是本发明网络协调器程序流程图。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明做进一步的说明。
16.实施例1如图1-2所示，基于zigbee网络的智能变电站传感器在线检测组网方法，它包括无线传感器网络终端节点、路由器节点和网络协调器、无线数传终端、智能电子设备，所述网络终端节点包括数据采集模块、数据处理模块、无线射频通信模块和电源模块，网络终端节点设置在变电站待检测的设备处，路由器节点包括控制器、晶振模块、电源模块，路由器节点负责将数据路由转发至网络协调器，所述网络协调器包括控制器、电源模块、串口通信模块、天线模块和晶振模块，网络协调器得到汇总数据，对数据进行压缩并通过无线数传终端发送至智能电子设备，智能电子设备通过以太网传至监控主机，监控主机实时接收采集到的各种数据，保存至后台数据库。
17.网络协调器、路由器节点和网络终端节点构成网络拓扑结构，网络协调器作为整个监测控制系统的核心，负责建立及管理网络，当被控制区域的障碍物较多或网络协调器节点距离较远时，可以通过路由器节点增强网络的稳定性，同时路由器节点也可以负责管理网络，因此网络协调器和路由器节点必须长期处于供电状态。网络拓扑结构中包括变电站层、间隔层和过程层，变电站层通过汇总全站的实时数据信息，接收、传送调度或控制中心的有关数据，并转向间隔层和过程层执行，间隔层采集过程层的参数和状态信息，对其进行处理并向变电站层发送相关报告记录，使防误主机显示过程层的设备状态和现场设备的实际状态保持一致，从而达到实时有效地防误目的，保障整个系统安全、有效地运行；过程层通过zigbee传感器终端节点附属在电气设备上，采集现场数据信号，并将数据通过
zigbee终端模块d/a转化器现场进行处理，通过zigbee无线网络多跳技术将信号发送至间隔层，同时该节点还可以接受来自间隔层控制信息，zigbee模块可以附带温湿度、光、电压电流传感器，用来采集周围环境因素，供主站了解过程层状态。
18.本发明在变电站检测系统中，满足了变电站自动化系统通信的要求，同时实现了无线化，客服了布线麻烦的缺点，大量节省了成本哥使用工期，提高了系统的实时性、安全性和灵活性；本发明具有一种提高变电站监测系统的安全和可靠性、具有应用前景的优点。
19.实施例2如图1-2所示，基于zigbee网络的智能变电站传感器在线检测组网方法，它包括无线传感器网络终端节点、路由器节点和网络协调器、无线数传终端、智能电子设备，所述网络终端节点包括数据采集模块、数据处理模块、无线射频通信模块和电源模块，网络终端节点设置在变电站待检测的设备处，路由器节点包括控制器、晶振模块、电源模块，路由器节点负责将数据路由转发至网络协调器，所述网络协调器包括控制器、电源模块、串口通信模块、天线模块和晶振模块，网络协调器得到汇总数据，对数据进行压缩并通过无线数传终端发送至智能电子设备，智能电子设备通过以太网传至监控主机，监控主机实时接收采集到的各种数据，保存至后台数据库。
20.网络终端节点中数据采集模块有传感器和a/d转换器组成，负责采集数据和模数转换；数据处理模块负责节点的处理计算和控制、数据采集及存储；无线射频通信模块负责无线通信数据的发送和接收，网络协调器中串口通信模块用于协调器与上位机数据通信接口，协调器可以通过串口将网络信息发送至上位机，网络终端节点和路由器节点中电源模块为5-3v电压转换，以max687电压转换芯片，具有低于2mv的电源电压瞬变，当输出电压低于2.96v时，自动切断输出电压，路由器节点和网络协调器中的控制器选用cc2430处理器，集成了射频收发模块，拥有独立的射频输入输出端口，不需要外部tx/rx开关，芯片之天线之间电路的构架由平衡/非平衡器与少量电容和电感组成，且通过在cc2430上加装晶振和接口，完成对zigbee节点控制模块的设置，网络协调器、路由器节点和网络终端节点构成网络拓扑结构，网络协调器为控制系统的核心，负责建立及管理网络，路由器节点增强网络的稳定性，同时路由器节点也可以负责管理网络，网络拓扑结构中包括变电站层、间隔层和过程层，变电站层通过汇总全站的实时数据信息，接收、传送调度或控制中心的有关数据，并转向间隔层和过程层执行，所述间隔层具备保护控制、本间隔层的操作闭锁、实施同期操作、防误闭锁、数据采集统计及控制命令发出的功能；过程层包括现场电气设备，具备电气量检测、设备状态参数监测与统计，设备状态参数监测包括设备温湿度、光照强度、电压等级、电流等级，通过对应传感器完成采集，网络终端节点、路由器节点和网络协调器均设置有天线模块，所述天线模块包括f型天线和巴伦天线。
21.本发明在变电站检测系统中，满足了变电站自动化系统通信的要求，同时实现了无线化，客服了布线麻烦的缺点，大量节省了成本哥使用工期，提高了系统的实时性、安全性和灵活性；本发明具有一种提高变电站监测系统的安全和可靠性、具有应用前景的优点。