CN104216387A - 一种基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统 - Google Patents

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陈侃松
刘伟洋
赵筑雨
何文仲
王珺
靳宏
张丹
蒋碧波
卢磊
黄平
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Abstract

本发明涉及智能电网监控系统，具体地说，涉及一种基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统。包括数据采集模块、网关和监控中心；所述数据采集模块由若干个传感器和ZigBee路由器组成；所述网关由ZigBee协调器、核心处理器、通信模块和电源管理模块组成；所述监控中心通过接收网关传输来的数据，实时监控电网的参数。本发明采用ZigBee无线通信技术获取所需的数据，并用GSM/GPRS无线通信技术与上位机监控中心进行通信，具有更好的稳定性和可靠性，且缩短了工作时间，延长了器件的使用寿命，节省能耗，不仅可以实现对电网的远程控制，还可以节约人工测量、网络布线的成本，在电网基建领域的应用前景良好。

Description

一种基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统
技术领域
本发明涉及智能电网监控系统，具体地说，涉及一种基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统。
背景技术
随着社会和经济的发展、技术的进步，智能电网已成为未来电网的发展方向。智能电网的应用，对促进清洁能源的开发利用、优化能源结构、推动相关领域创新以及推动社会经济发展有着积极的意义。
电网建设的输变电工程，一般都处于交通不便、通讯不畅的地区，针对该类工程的监控往往出现监控不到位，且监管成本高的情况，而采用信息手段进行监控，网络传输是一个大难题，若采用传统的GPRS网络进行传输，一个变电工程就需要数十张卡，且施工现场均无电源。因此，传统的网络无论在网络成本方面，还是在供电方面，都面临技术难题。
在当今社会高度依赖电力的情况下，任何一次电力事故都会带来巨大的损失。电力安全直接影响到社会的秩序稳定和经济社会的和谐发展。2008年我国南方地区出现了持续的大范围严重的低温、雪雨冰冻灾害，冰灾（覆冰）俨然成为电力行业所面临的最大威胁之一。冰灾初期，设备覆冰相对较轻时对电网的主要危害体现为覆冰闪络、导线舞动和脱冰跳跃等。随着灾情的发展和覆冰的加剧，其作用在杆塔上的荷载（垂直荷载、水平荷载、纵向荷载等）大大超过设计值，从而导致铁塔的倾覆，引起输电线路事故。此外，设备因素和人为因素也同样严重危害着电网的安全。因此，对电网及其施工现场的监控有很重大的意义，也是世界各国关注的一大焦点。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统，以解决上述的技术问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统，其特征在于：包括数据采集模块、网关和监控中心；所述数据采集模块由若干个传感器和ZigBee路由器组成；所述网关由ZigBee协调器、核心处理器、通信模块和电源管理模块组成；所述监控中心通过接收网关传输来的数据，实时监控电网的参数。
进一步地说：
所述的ZigBee协调器和ZigBee路由器采用的是CC2530芯片；所述的核心处理器采用的是STC12C5A60S2单片机；所述的通信模块采用的是SIM300模块。
所述的网关接收数据采集模块各传感器采集的数据，经核心处理器后，通过串口传输到通信模块，通信模块通过GSM/GPRS网络传输到监控中心。
所述的数据采集模块的传感器为温度传感器、湿度传感器、电压传感器、电流传感器或者摄像头，采集电网中相应的数据。
所述的监控中心实时监测电网的参数，一旦出现异常情况，监控中心会第一时间报警通知相关人员，并同时断电处理，已避免危险发生和扩大，确保电网的安全运作。
所述监控中心监测到电线出现覆冰时，采用输电线路直流融冰法、交流三相融冰法或者过电流融冰法进行除冰。
有益效果：与现有技术相比，本发明采用ZigBee无线通信技术获取所需的数据，并用GSM/GPRS无线通信技术与上位机监控中心进行通信，具有更好的稳定性和可靠性，且缩短了工作时间，延长了器件的使用寿命，节省能耗，不仅可以实现对电网的远程控制，还可以节约人工测量、网络布线的成本，在电网基建领域的应用前景良好。 
附图说明
图1为本发明的系统原理框图；
图2为本发明中所述传感器采集数据的流程图；
图3为本发明中所述协调器接收/发送数据的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明所述基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统，包括数据采集模块、网关和监控中心。
所述数据采集模块由若干个传感器和ZigBee路由器组成；所述的数据采集模块的传感器包括温度传感器、湿度传感器、电压传感器、电流传感器和摄像头，采集电网中相应的数据。例如，当传感器是摄像头时，可以采集电网建设的现场图片，实施监控施工现场，当监测到有施工安全隐患时，监控中心向现场工作人员发送警报信息，避免事故的发生。
所述网关由ZigBee协调器、核心处理器、通信模块和电源管理模块组成。所述的ZigBee协调器和ZigBee路由器采用的是CC2530芯片；所述的核心处理器采用的是STC12C5A60S2单片机；所述的通信模块采用的是SIM300模块。
工作过程简述如下：数据采集模块的传感器实时采集电网中的电流、电压和电网所处环境的温度、湿度等数据，通过ZigBee路由器将采集的数据传输到网关的ZigBee协调器，再经网关的核心处理器的编码和压缩处理后，通过串口传输到SIM300通信模块，SIM300通信模块将处理后的数据通过GSM/GPRS网络传输到监控中心。所述监控中心通过接收网关传输来的数据，实时监控电网的电流、电压和电网所处环境的温度、湿度等参数，一旦出现异常情况，监控中心会第一时间报警通知相关人员，并同时断电处理，已避免危险发生和扩大，确保电网的安全运作。例如：当监控中心监测到电线出现覆冰时，采用输电线路直流融冰法、交流三相融冰法或者过电流融冰法进行除冰。
ZigBee组网系统软件设计包括传感器软件设计和协调器软件设计。传感器主要完成对智能电网的电流、电压及电网所处环境的温湿度参数的采集、处理和发送。如图2所示，当传感器收到外部中断时给DHT11发送查询指令，等待DHT11数据转换后进行数据发送，发送完毕后进入休眠状态，等待有请求时再次激活。协调器负责选择工作信道、发送网络信标、组建网络、管理网络节点与存储网络节点信息，且同监控中心交互数据，如图3所示。
以上仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统，其特征在于：包括数据采集模块、网关和监控中心；所述数据采集模块由若干个传感器和ZigBee路由器组成；所述网关由ZigBee协调器、核心处理器、通信模块和电源管理模块组成；所述监控中心通过接收网关传输来的数据，实时监控电网的参数。
2.根据权利要求1所述基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统，其特征在于：所述的ZigBee协调器和ZigBee路由器采用的是CC2530芯片；所述的核心处理器采用的是STC12C5A60S2单片机；所述的通信模块采用的是SIM300模块。
3.根据权利要求1所述基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统，其特征在于：所述的网关接收数据采集模块各传感器采集的数据，经核心处理器后，通过串口传输到通信模块，通信模块通过GSM/GPRS网络传输到监控中心。
4.根据权利要求1所述基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统，其特征在于：所述的数据采集模块的传感器为温度传感器、湿度传感器、电压传感器、电流传感器或者摄像头，采集电网中相应的数据。
5.根据权利要求1所述基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统，其特征在于：所述的监控中心实时监测电网的参数，一旦出现异常情况，监控中心会第一时间报警通知相关人员，并同时断电处理，已避免危险发生和扩大，确保电网的安全运作。
6.根据权利要求1所述基于ZigBee和GSM/GPRS的智能电网监控系统，其特征在于：所述监控中心监测到电线出现覆冰时，采用输电线路直流融冰法、交流三相融冰法或者过电流融冰法进行除冰。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106025857A (zh) * 2016-06-28 2016-10-12 国网山东省电力公司蓬莱市供电公司 一种基于ZigBee协议的远程控制开关柜
CN106097687A (zh) * 2016-08-09 2016-11-09 国网江苏省电力公司徐州供电公司 基于ZigBee的电缆线路多点温度无线监测系统
CN106598014A (zh) * 2017-03-02 2017-04-26 广西师范大学 一种用于实验室的安全监控系统
CN108132620A (zh) * 2016-12-01 2018-06-08 天津超音科技有限公司 基于ZigBee和GPRS的地铁环境监控系统
CN108711276A (zh) * 2018-08-14 2018-10-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种应用于电网微型传感器系统的网关设备
CN108734935A (zh) * 2017-04-25 2018-11-02 大连民族大学 通用型多源传感器无线数传平台电路及数传方法
CN109274056A (zh) * 2018-11-27 2019-01-25 郭忠标 一种高压电塔导线监控除冰系统
CN110930674A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 杭州市电力设计院有限公司余杭分公司 一种用于电网规划的电网负荷监控组件
CN111290342A (zh) * 2018-12-07 2020-06-16 国网山西省电力公司运城供电公司 一种电网工程施工现场安全监控方法
CN112653060A (zh) * 2020-12-16 2021-04-13 华东交通大学 一种接触网除冰系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202394362U (zh) * 2011-12-01 2012-08-22 西安工程大学 输电线路融冰在线监测系统
CN103200704A (zh) * 2011-12-20 2013-07-10 常州先进制造技术研究所 一种结合GPRS的ZigBee网络监测系统
CN103412536A (zh) * 2013-08-02 2013-11-27 中科天工电气控股有限公司 基于ZigBee-GPRS技术的箱式变电站远程监控系统
CN203455714U (zh) * 2013-09-22 2014-02-26 西安众智惠泽光电科技有限公司 一种电力线路杆塔的ZigBee无线监控系统
US20140163759A1 (en) * 2009-10-30 2014-06-12 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Digital building operating system with automated building and electric grid monitoring, forecasting, and alarm systems
CN103906274A (zh) * 2014-04-10 2014-07-02 云南电网公司 基于Zigbee与GPRS在配网中信息传输应用方法
US20140207295A1 (en) * 2011-04-01 2014-07-24 International Business Machines Corporation Energy grid device commissioning
JP2014180162A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Toshiba Corp 電力系統監視システム及び電力系統監視装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140163759A1 (en) * 2009-10-30 2014-06-12 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Digital building operating system with automated building and electric grid monitoring, forecasting, and alarm systems
US20140207295A1 (en) * 2011-04-01 2014-07-24 International Business Machines Corporation Energy grid device commissioning
CN202394362U (zh) * 2011-12-01 2012-08-22 西安工程大学 输电线路融冰在线监测系统
CN103200704A (zh) * 2011-12-20 2013-07-10 常州先进制造技术研究所 一种结合GPRS的ZigBee网络监测系统
JP2014180162A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Toshiba Corp 電力系統監視システム及び電力系統監視装置
CN103412536A (zh) * 2013-08-02 2013-11-27 中科天工电气控股有限公司 基于ZigBee-GPRS技术的箱式变电站远程监控系统
CN203455714U (zh) * 2013-09-22 2014-02-26 西安众智惠泽光电科技有限公司 一种电力线路杆塔的ZigBee无线监控系统
CN103906274A (zh) * 2014-04-10 2014-07-02 云南电网公司 基于Zigbee与GPRS在配网中信息传输应用方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
蔡利婷: "基于Zigbee和GPRS的远程监控应用研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *
邓远宁: "基于无线传感网络的独立电网远程监控系统设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106025857A (zh) * 2016-06-28 2016-10-12 国网山东省电力公司蓬莱市供电公司 一种基于ZigBee协议的远程控制开关柜
CN106097687A (zh) * 2016-08-09 2016-11-09 国网江苏省电力公司徐州供电公司 基于ZigBee的电缆线路多点温度无线监测系统
CN108132620A (zh) * 2016-12-01 2018-06-08 天津超音科技有限公司 基于ZigBee和GPRS的地铁环境监控系统
CN106598014A (zh) * 2017-03-02 2017-04-26 广西师范大学 一种用于实验室的安全监控系统
CN108734935A (zh) * 2017-04-25 2018-11-02 大连民族大学 通用型多源传感器无线数传平台电路及数传方法
CN108734935B (zh) * 2017-04-25 2023-11-07 大连民族大学 通用型多源传感器无线数传平台电路及数传方法
CN108711276A (zh) * 2018-08-14 2018-10-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种应用于电网微型传感器系统的网关设备
CN109274056A (zh) * 2018-11-27 2019-01-25 郭忠标 一种高压电塔导线监控除冰系统
CN111290342A (zh) * 2018-12-07 2020-06-16 国网山西省电力公司运城供电公司 一种电网工程施工现场安全监控方法
CN110930674A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 杭州市电力设计院有限公司余杭分公司 一种用于电网规划的电网负荷监控组件
CN112653060A (zh) * 2020-12-16 2021-04-13 华东交通大学 一种接触网除冰系统

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