- 1、本文档共6页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
?
?
基于Zigbee的变电站内电缆沟温湿度监测系统设计
?
?
操文祥吴晓春檀美慧
摘要:利用ZigBee及NB-IOT通信技术,对变电站内电力电缆进行温度、湿度采集,并实时上报到后台管理平台,通过移动终端或PC终端远程监控,确保电力电缆稳定可靠运行,避免火灾、短路等事故发生,具有一定的推广价值。
关键词:ZigBee温湿度传感器NB-IOT电缆沟
一、引言
电力系统是国民经济的基础和支柱,是维持工业、经济正常运行的持续稳定发展的根本保证,电力系统的安全稳定关系到国计民生。电力电缆是电力系统的重要组成部分之一,长期运行在高电压、大电流环境下,有可能出现绝缘老化、环境潮湿导致短路等问题,如不及时采取措施就可能造成事故。目前变电站内电力电缆大多铺设在电缆沟内,巡视时需要逐一掀开笨重不透明的水泥预制板,效率低下,巡视质量不高。通过本系统设计,在电缆沟内或电缆线上安装Zigbee监测设备,通过具有NB-IOT通信的智能控制网关,实时将数据上传到后台管理平台,管理员可以通过移动终端或PC端,本地或远程实时监测电缆运行状况,有效避免事故产生,减少损失,直接和间接的提升经济、社会效益。
二、系统整体框架
系统整体架构主要由智能控制网关和传感器节点组成,如图1所示。传感器节点主要采集电缆沟内的温湿度,并把数据传输到智能控制网关进行数据上传。智能控制网关是控制系统的核心硬件,通过它实现传感器节点信息的采集、信息输入、信息输出、集中控制、远程控制等功能。
三、系统硬件设计
1、传感器节点
传感器节点由传感器模块、Zigbee模块、灯光输出模块组成,节点硬件结构如图2所示。
数据采集模块采用瑞士Sensirion公司推出的SHT11传感器,它基于CMOSensTM技术,具有数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点,同时具有IIC总线接口,方便与通用处理器进行数据交互。
Zigbee模块是传感器节点的核心,选择美国TI公司生产的CC2530芯片。它是2.4GHz的片上系统,遵循IEEE802.15.4标准协议。CC2530内部有8051微控制器、内存、外设、时钟、电源管理及RF内核控制模拟无线模块。它通过IIC总线读取SHT11传感器的温湿度数据,并通过无线网络传输到网关。为了使系统工作时间持续长,节点采用间歇式工作方式,系统大部分时间处于休眠状态。
2、网关硬件设计
智能控制网关是本系统的核心设计,负责内部ZigBee网络和外部NB-IOT网络数据转换。网关的硬件电路主要由ARMCortex-M3处理器控制器模块、ZigBee控制模块、NB-IOT网络模块通信、通用输入输出口及复位JTAG调试接口构成,智能网关硬件结构如图3所示。
网关的主控制器采用ST公司的STM32L151芯片。该处理器内部集成了FLASH及RAM,中断控制器,DMA控制器,时钟和电源管理,同时内部具有高速USB、IIC、LCD、串口等丰富接口资源,非常适合本系统的设计原理。
NB-IoT是窄带物联网(NarrowBandInternetofThings)的缩写,是一个新兴的技术。它构建于蜂窝网络,只需消耗约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。本系统采用上海移远公司生产的BC26NB-IOT模块,它基于联发科MT2625芯片平台研发。支持全球频段,超小体积仅为17.7x15.8x2.0mm,低供电电压及丰富的外部接口和网络协议栈。
四、软件实现
1、软件开发平台
系统软件设计是在硬件设计的基础上进行的,良好的软件设计是实现系统功能的重要环节,也是提供系统性能的关键所在。基于通用性及便于开发的考虑,本系统软件设计使用IARSystems公司的IAREmbededWorkbench集成开发平台。它是一个完全集成的开发环境,包括C/C++编译器、工程管理器、编辑器、构建工具以及通用的C-SPY调试器。它在编译过程中对代码和速度进行高度优化。更高效率地采用了堆栈,静态和全局变量。可以把任何数据定义在EEPROM范围之内,并对大容量的FLASH进行随机读取。这套工具提供了相似且直观的用户界面,便于管理,是目前最完整的和最容易使用的专业嵌入式应用开发工具之一。
2、传感器节点程序设计
传感器节点主要实现两项功能:一是ZigBee网络与智能网关之间通信,二是进行温湿度数据采集。图4为传感器节点流程图。其工作流程为:节点上电后进行信道扫描,如果接收到信标帧,则证明当前区域内存在ZigBee网关协调器,便发送入网请求,入网成功后,传感器节点按间歇式工作进行温湿度数据采集,并将数据发送给网关协调器。
3、智能控制网关程序设计
智能控制网关实现外网和内部ZigBee网络的协议转换,确
您可能关注的文档
- 基于SPC信息技术的制丝批次质量评价管理模式的探索.docx
- 变电站一次变电设备检修与试验措施.docx
- 北斗设计师谢军16年送出43颗星.docx
- 北京鲜鱼口地区草厂胡同景观绿化初探.docx
- 市政工程项目检测要点分析.docx
- 加速康复外科护理对胃癌术后早期离床活动的作用分析.docx
- 2024年度必威体育精装版国家开放大学《公司概论》形考作业(含答案) .pdf
- 2024年流动资金借款合同官方版(3篇) .pdf
- 2024年秋季小学教务工作计划(六篇) .pdf
- 2024年教师资格之小学综合素质题库与答案 .pdf
- 2024年小学教师工作计划模板(八篇) .pdf
- 2024年药学类之药学(师)题库检测试卷B卷附答案 .pdf
- 2024年必威体育精装版仁爱版五年级数学(上册)期中考卷及答案(各版本) .pdf
- 2024年高中生个人职业生涯规划 .pdf
- 2024年法律职业资格之法律职业客观题二题库与答案 .pdf
- 2024年资产评估师之资产评估基础真题练习试卷B卷附答案 .pdf
- 2024年度社工(初级)《社会工作实务(初级)》考试典型题题库及答案.pdf
- 2024年新员工下半年工作计划范文(3篇) .pdf
- 2024年律师委托代理合同标准版本(三篇) .pdf
- 2024年股权抵押借款合同范本(4篇) .pdf
文档评论(0)