CN103179695A - 一种用于输变电系统工程的无线传感器系统 - Google Patents

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周生法
沈东明
周彦
王勤
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Shanghai Municipal Electric Power Co
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State Grid Corp of China SGCC
Shanghai Municipal Electric Power Co
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Abstract

本发明公开了一种用于输变电系统工程的无线传感器网络，包含依次连接的传感器、测量变送模块、模数转换模块、控制器、ZigBee模块、天线模块，分别与所述传感器、测量变送模块、模数转换模块、控制器、ZigBee模块连接的低压差电源。传感器将测量的物理值转换为差动信号并输出至所测量变送模块；测量变送模块对该差动信号进行校准、补偿温度变化和调节处理并使其线性化，输出标准信号；模数转换模块对标准信号进行模数转换，输出数字信号；控制器将该数字信号传输至ZigBee模块；ZigBee将该信号通过天线模块发送出去。本发明能够测量输变电系统工程中的各种信号并无线发送出去，具有低功耗、低成本的优点。

Description

一种用于输变电系统工程的无线传感器系统
技术领域
本发明涉及一种传感器装置，尤其涉及一种用于输变电系统工程的无线传感器系统。
背景技术
在输变电系统工程中，随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成网络，借助于节点中内置的形式多样的传感器测量所在周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号，从而探测包括温度等众多我们感兴趣的物质现象。在通信方式上，可以采用有线、无线、红外和光等多种形式。这就是传感器综合组网技术。
但一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网络使用，为明确起见，一般称作无线传感器系统。
无线传感器系统作为一种新兴技术，已经成为国内外研究的热点，其在军事、环境、健康、家庭、商业、空间探索和救灾等领域展现出广阔的应用前景。国内外很多单位都开展了相关领域的研究，但大部分工作仍处在无线网络协议性能仿真和硬件节点小规模实验设计阶段。
无线传感器系统并不需要较高的传输带宽，但是现有无线传感器系统存在功率消耗较高，使无线传感器系统中的设备可工作时间较短，同时无线传感器系统的成本也较为昂贵。
发明内容
本发明提供了一种用于输变电系统工程的无线传感器系统，能够测量输变电系统工程中的各种信号并无线发送出去，具有低功耗、低成本的优点。
本发明采用如下技术方案实现：
一种用于输变电系统工程的无线传感器网络，其中包含依次连接的传感器、测量变送模块、模数转换模块、控制器、ZigBee模块、天线模块，分别与所述传感器、测量变送模块、模数转换模块、控制器、ZigBee模块连接的低压差电源。
上述的用于输变电系统工程的无线传感器网络，其中
所述传感器将测量的物理值转换为差动信号并输出至测量变送模块；
所述测量变送模块接收传感器输出的差动信号，对该差动信号进行校准、补偿温度变化和调节处理并使其线性化后，输出标准信号；
所述模数转换模块接收测量变送模块输出的标准信号，进行模数转换，输出数字信号；
所述控制器接收模数转换模块输出的数字信号，并将数字信号传输至ZigBee模块；
ZigBee模块接收控制器输出的数字信号，将该信号通过天线模块发送出去。
本发明具有以下积极效果：
本发明用于输变电系统工程的无线传感器系统采用低功耗设备，使无线传感器系统可工作更长的时间，同时该无线传感器系统还具有低成本的特点。
附图说明
图1为本发明一种用于输变电系统工程的无线传感器系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，本发明一种用于输变电系统工程的无线传感器系统包含依次连接的传感器1、测量变送模块2、模数转换模块3、控制器4、ZigBee模块5、天线模块6，分别与所述传感器1、测量变送模块2、模数转换模块3、控制器4、ZigBee模块5连接的低压差电源7。
传感器1可以是现有技术的各种传感器，对周围环境中的热、红外线、声纳、雷达、地震波等各种信号进行测量。传感器1将测量的物理值转换为差动信号并输出至测量变送模块2。
测量变送模块2接收传感器1输出的差动信号，对该差动信号进行校准、补偿温度变化和调节处理并使其线性化后，输出标准信号。
模数转换模块3接收测量变送模块2输出的标准信号，进行模数转换，输出数字信号。
控制器4接收模数转换模块3输出的数字信号，并将数字信号传输至ZigBee模块5。
本实施例中，选用具有12位分辨率的模数转换模块3，控制器4采用430系列MCU，其包含有串行外设接口SPI（Serial Peripheral Interface） 及串行通信接口RS232，模数转换模块3通过SPI接口与控制器4连接，模数转换模块3接收测量变送模块2输出的标准信号，进行模数转换，输出数字信号。
控制器4接收模数转换模块3输出的数字信号，并将该数字信号通过RS232方式传输至ZigBee模块5。
ZigBee模块5接收控制器4输出的数字信号，将该信号通过天线模块6发送出去。
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。ZigBee模块的特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。
本实施例中，ZigBee模块的工作中心频率为2.4GHz，天线模块6的型号为EC5024。
本发明用于输变电系统工程的无线传感器系统采用低功耗设备，使无线传感器系统可工作更长的时间，同时该无线传感器系统还具有低成本的特点。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (2)

1.一种用于输变电系统工程的无线传感器网络，其特征在于，包含依次连接的传感器（1）、测量变送模块（2）、模数转换模块（3）、控制器（4）、ZigBee模块（5）、天线模块（6），分别与所述传感器（1）、测量变送模块（2）、模数转换模块（3）、控制器（4）、ZigBee模块（5）连接的低压差电源（7）。
2.如权利要求1所述的用于输变电系统工程的无线传感器网络，其特征在于，
所述传感器（1）将测量的物理值转换为差动信号并输出至测量变送模块（2）；
所述测量变送模块（2）接收传感器（1）输出的差动信号，对该差动信号进行校准、补偿温度变化和调节处理并使其线性化后，输出标准信号；
所述模数转换模块（3）接收测量变送模块（2）输出的标准信号，进行模数转换，输出数字信号；
所述控制器（4）接收模数转换模块（3）输出的数字信号，并将数字信号传输至ZigBee模块（5）；
ZigBee模块（5）接收控制器（4）输出的数字信号，将该信号通过天线模块（6）发送出去。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

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