CN109470301A - 变电站抗强电磁场干扰的参数监控系统和监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了变电站抗强电磁干扰的参数监控监控方法，涉及互联网应用技术领域。系统由从机、主机、云端存储平台和上位机组成。从机通过工业级SI4432无线通信模块将采集数据上传给主机，主机收到数据,通过NB‑IoT无线通信技术送到云端存储平台，主机也可以通过RS485串口与监控中心上位机实现数据互传。监控中心上位机通过HTTP协议从云端存储平台取出数据。NB‑IoT和SI4432无线通信避开了变电站中电磁干扰频带，提高了数据传输的安全性和可靠性；从机和主机的CPU控制模块均选用速度快、低功耗的STM32L431，能够降低功耗，提高数据传输速率；系统中采用云端存储大量数据，为系统的再次开发提供了便利。
Description
技术领域
本发明涉及互联网技术应用领域，是为处于强电磁场环境下的变电站提供一种参数监控方法，具体涉及一种变电站抗强电磁场干扰的参数监控方法。
背景技术
随着我国电力事业的高速发展，我国已建成世界电压等级最高的巨型复杂电网。由于电力系统本身电磁环境的复杂性和特殊性，无线通信技术在变电站环境中使用度更高。但是，变电站所产生的典型电磁干扰在2.4GHz～2.485GHz频带内，在间隙击穿电压为15kv左右时电磁强度达到-40dBmW，变电站现场的击穿电压可能会更强，对无线通信有很大的影响。
目前变电站采用的无线通信接入技术方式普遍包括：蓝牙、WiFi、Zigbee。现有技术存在的问题体现在以下几个方面：1.它们的工作频段与变电站电磁干扰频段重合，导致无线通信性能易受影响；2.自身抗干扰技术效果差； 3.将数据存放在硬件设备中，容量小，管理不方便，数据还会因设备损坏而丢失。
发明内容
本发明要提供一种变电站抗强电磁场干扰的参数监控方法，以克服现有技术存在的无线通信性能易受影响，自身抗干扰技术效果差，同时数据容量小、管理不方便且数据易丢失的问题。
为实现本发明的目的，本方法所提出的解决技术方案是：
变电站抗强电磁场干扰的参数监控方法，所述方法的应用系统由N个从机、一个主机、机房监控中心和云端存储平台组成，机房监控中心内设置有上位机，N个从机分别与主机连接，主机、上位机和云端存储平台均相接设置；所述N个从机分别使用温湿度检测模块采集机构箱内数据，分别通过工业级SI4432无线通信模块将全部数据上传到主机，主机再将全部数据通过NB-IoT上传到云端存储平台；所述主机将需要的数据挑选出来通过RS485上传到监控中心内的上位机，若要取出历史数据，此时上位机通过HTTP协议从云端存储平台取出历史数据;
所属系统中每个从机均由第二CPU模块、SI4432无线通信模块、温湿度检测模块、电流检测模块和拨码开关组成。SI4432无线通信模块、温湿度模块、电流检测模块和拨码开关均与第二CPU模块相接，所述第二CPU模块的核心芯片型号为STM32L431，温湿度检测模块选取SHTI5传感器，电流检测模块采用LZZBJ9-10电流互感器；
主机由第一CPU模块、SI4432无线通信模块、RS485通信模块、NB-IoT无线通信模块、LCD显示模块、声光报警模块、外部时钟、存储模块和键盘模块组成，SI4432无线通信模块、RS485通讯模块、LCD显示模块、声光报警模块、外部时钟、存储模块和键盘模块均分别与第一CPU模块相接，所述第一CPU模块的核心芯片型号为STM32L431，RS485通信模块采用STM32内部集成的全双工UART2串行接口，外扩MAX485芯片，构成标准的RS485通信接口，LCD显示模块的核心芯片型号为LCD1602，声光报警模块由发光二极管和蜂鸣器构成。
进一步的，当云端存储平台接收到与主机地址相一致的指令时，将所有数据通过NB-IOT发送给云端；上位机通过HTTP协议将数据从云端取出，访问方式为GET，通过GET方法从云端获取数据。
进一步的，所述系统主机和从机中的SI4432无线通信模块,其工作频段为: 240～960MHz；主机中的NB-IoT模块芯片型号为BC95，其工作频段为：800～900MHz。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、通过选用NB-IoT和SI4432作为无线通信接入技术避开了电磁干扰频带，并将具有安全加密功能的STM32L431作为CPU模块的核心，能够极大克服变电站强电磁场强电磁干扰，将数据实时稳定上传给主机，减少数据丢失率，缩短了传输时间，提高了安全性和抗干扰性。
2、NB-Iot的较宽带宽提高了数据传输速率，STM32L431低功耗、运行速率方面的突出优势也提高了数据处理速度，提高了整个系统的传输速率。
3、云端存储平台可为数据提供超大存储空间，若本地存储数据的设备损坏，还会提供立即恢复服务。
4、本发明具有抗强电磁干扰、传输速度快、实时性强、存储容量大、低功耗的特点，特别适用于处于强电磁场环境下的变电站使用。
附图说明
图1为系统工作原理图。
图2为系统整体框图。
图3为硬件框图。
图4为温湿度采集模块电路图。
图5为电流采集模块电路图。
图6为SI4432无线通信模块电路图。
图7为RS485通信模块电路图。
图8为LCD显示模块电路图。
图9为数据存储模块电路图。
图10为声光报警模块电路图。
图11为主函数流程图。
图12为从机软件流程图。
图13为主机软件流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
参照图1～图3，一种变电站抗强电磁场干扰的参数监控方法，所述方法的应用系统由N个从机、一个主机、机房监控中心和云端存储平台组成，机房监控中心内设置有上位机，N个从机分别与主机连接，主机、上位机和云端存储平台均相接设置；上位机存放在机房监控中心，方便操作者进行数据管理。实现了变电站监测数据的采集、传输、显示、存储。所述N个从机分别使用温湿度检测模块采集机构箱内数据，分别通过工业级SI4432无线通信模块将全部数据上传到主机，主机再将全部数据通过NB-IoT上传到云端存储平台；所述主机将需要的数据挑选出来通过RS485上传到监控中心内的上位机，若要取出历史数据，此时上位机通过HTTP协议从云端存储平台取出历史数据；
所属系统中每个从机均由第二CPU模块、SI4432无线通信模块、温湿度检测模块、电流检测模块和拨码开关组成。SI4432无线通信模块、温湿度模块、电流检测模块和拨码开关均与第二CPU模块相接，所述第二CPU模块的核心芯片型号为STM32L431，温湿度检测模块选取SHTI5传感器，电流检测模块采用LZZBJ9-10电流互感器；
主机由第一CPU模块、SI4432无线通信模块、RS485通信模块、NB-IoT无线通信模块、LCD显示模块、声光报警模块、外部时钟、存储模块和键盘模块组成，SI4432无线通信模块、RS485通讯模块、LCD显示模块、声光报警模块、外部时钟、存储模块和键盘模块均分别与第一CPU模块相接，所述第一CPU模块的核心芯片型号为STM32L431，RS485通信模块采用STM32内部集成的全双工UART2串行接口，外扩MAX485芯片，构成标准的RS485通信接口，LCD显示模块的核心芯片型号为LCD1602，声光报警模块由发光二极管和蜂鸣器构成。
当云端存储平台接收到与主机地址相一致的指令时，将所有数据通过NB-IOT发送给云端；上位机通过HTTP协议将数据从云端取出，访问方式为GET，通过GET方法从云端获取数据。
所述系统主机和从机中的SI4432无线通信模块,其工作频段为: 240～960MHz,避开了变电站强电磁干扰所在频段。该模块通过软件设置通信的地址，使用外接天线，通信距离可达到2km。主控制芯片通过SPI接口对射频芯片内部寄存器进行初始化配置，并且发送控制指令和读写数据信息。当从机接收到与本从机地址相一致的指令时，将温湿度、母线电流通过SI4432发送给主控机房的主机。
主机中的NB-IoT模块芯片型号为BC95，其工作频段为:800～900MHz,避开了变电站强电磁干扰所在频段。作为独立的通信模块挂载在主从机的CPU上，同时借助Lite OS物联网操作系统的多任务管理机制实现数据安全稳定的远传。当云端存储平台接收到与主机地址相一致的指令时，将所有数据通过NB-IOT发送给云端存储平台。
图4温湿度采集模块，VDD接3.3V的电压，满足传感器正常电压范围，GND接电路的GND，DATA接STM32L431CPU的标准I/O引脚实现温湿度数据的准确采集；
图5电流采集模块，OPA4277的AVCC接3.3V，AGND接地，模拟输出引脚接CPU的PA.7引脚实现对模拟信号的采集，通过对直流信号的转换，实现电流数据的采集；
图6 SI4432的VDD接3.3V电源，SD0引脚接SPI1的MOSI，SDI引脚接SPI1的MISO，SCLK引脚接SPI1的SCLK。通过SPI1配置SI4432模块实现主从机之间的正常通信；
NB-IoT无线通信模块BC95与CPU之间的通过串口1进行连接，BC95的TXD接CPU的PA10引脚，BC95的RXD接CPU的PA9引脚，实现对BC95模组的正确配置与交互；
图8LCD显示模块实现LCD12864能够占据更少的I/O端口，其中VCC和GND分别接电路的5V和GND，在VO引脚挂接一个滑动变阻器调节LCD液晶屏的亮度，在VCC与GND之间挂接一个104电容实现均衡滤波。RS与RE分别接CPU的普通IO引脚实现对液晶的控制显示。其中RW接地，对于LCD而言是写数据，DB0-DB7顺次连接CPU的PB0-PB7的I/O。BL+与BL-表示背光的正电源与负电源依次接5V与GND；
图9数据存储模块24CL64的SCL引脚接CPU的PB10，SDA引脚接CPU的PB11，通过IIC协议对数据进行读写控制。VDD接3.3V，GND接电路的地，在SCL与SDA引脚分别挂接一个上拉电阻，便于将电平拉高；
图10声光报警模块BUZZ接CPU的PB12，LED接CPU的PB13，通过对二极管的通断控制实现对蜂鸣器与LED的控制。
到此可实现对云平台接口的调用，便可实现了数据的收发。
Claims (3)
1.变电站抗强电磁场干扰的参数监控方法，其特征在于：所述方法的应用系统由N个从机、一个主机、机房监控中心和云端存储平台组成，机房监控中心内设置有上位机，N个从机分别与主机连接，主机、上位机和云端存储平台均相接设置；所述N个从机分别使用温湿度检测模块采集机构箱内数据，分别通过工业级SI4432无线通信模块将全部数据上传到主机，主机再将全部数据通过NB-IoT上传到云端存储平台；所述主机将需要的数据挑选出来通过RS485上传到监控中心内的上位机，若要取出历史数据，此时上位机通过HTTP协议从云端存储平台取出历史数据；
所述系统中每个从机均由第二CPU模块、SI4432无线通信模块、温湿度检测模块、电流检测模块和拨码开关组成；
SI4432无线通信模块、温湿度模块、电流检测模块和拨码开关均与第二CPU模块相接，所述第二CPU模块的核心芯片型号为STM32L431，温湿度检测模块选取SHTI5传感器，电流检测模块采用LZZBJ9-10电流互感器；
主机由第一CPU模块、SI4432无线通信模块、RS485通信模块、NB-IoT无线通信模块、LCD显示模块、声光报警模块、外部时钟、存储模块和键盘模块组成，SI4432无线通信模块、RS485通讯模块、LCD显示模块、声光报警模块、外部时钟、存储模块和键盘模块均分别与第一CPU模块相接，所述第一CPU模块的核心芯片型号为STM32L431，RS485通信模块采用STM32内部集成的全双工UART2串行接口，外扩MAX485芯片，构成标准的RS485通信接口，LCD显示模块的核心芯片型号为LCD1602，声光报警模块由发光二极管和蜂鸣器构成。
2.如权利要求1所述的变电站抗强电磁场干扰的参数监控方法，其特征在于：当云端存储平台接收到与主机地址相一致的指令时，将所有数据通过NB-IOT发送给云端；上位机通过HTTP协议将数据从云端取出，访问方式为GET，通过GET方法从云端获取数据。
3.如权利要求1所述的变电站抗强电磁场干扰的参数监控方法，其特征在于：所述系统主机和从机中的SI4432无线通信模块,其工作频段为: 240～960MHz；主机中的NB-IoT模块芯片型号为BC95，其工作频段为:800～900MHz。
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|---|---|
| CN (1) | CN109470301A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110753132A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-04 | 佛山光之瞳电子科技有限公司 | 一种变电站鸟害组网监测与防治系统及方法 |
| CN111064779A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-24 | 北京国网富达科技发展有限责任公司 | 一种变电站sf6在线监测装置、方法及系统 |
| CN111865454A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-10-30 | 博流智能科技（南京）有限公司 | 抗电磁波干扰的WiFi通信系统及通信方法 |
| CN114413434A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-04-29 | 上海美控智慧建筑有限公司 | 空调机组及其数据上传方法和数据上传装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106161486A (zh) * | 2015-03-23 | 2016-11-23 | 洪永川 | 一种应用于飞机的无线局域网系统 |
| WO2017054101A1 (zh) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 苏州富米信息技术有限公司 | 一种物联云在线监测通用平台系统 |
| CN107277156A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-10-20 | 长沙零冰电子科技有限公司 | 一种基于nb‑iot的光伏数据传输方法及系统 |
| CN207489223U (zh) * | 2017-11-03 | 2018-06-12 | 杭州钛比科技有限公司 | 一种基于NB-IoT的沼气泄露监控系统 |
| CN207611258U (zh) * | 2017-12-13 | 2018-07-13 | 深圳信息通信研究院 | 一种智能公园环境检测控制装置 |
| CN108681285A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-19 | 安徽国电京润电力科技有限公司 | 一种电站环境监控系统及其实现方法 |
-
2018
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106161486A (zh) * | 2015-03-23 | 2016-11-23 | 洪永川 | 一种应用于飞机的无线局域网系统 |
| WO2017054101A1 (zh) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 苏州富米信息技术有限公司 | 一种物联云在线监测通用平台系统 |
| CN107277156A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-10-20 | 长沙零冰电子科技有限公司 | 一种基于nb‑iot的光伏数据传输方法及系统 |
| CN207489223U (zh) * | 2017-11-03 | 2018-06-12 | 杭州钛比科技有限公司 | 一种基于NB-IoT的沼气泄露监控系统 |
| CN207611258U (zh) * | 2017-12-13 | 2018-07-13 | 深圳信息通信研究院 | 一种智能公园环境检测控制装置 |
| CN108681285A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-19 | 安徽国电京润电力科技有限公司 | 一种电站环境监控系统及其实现方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110753132A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-04 | 佛山光之瞳电子科技有限公司 | 一种变电站鸟害组网监测与防治系统及方法 |
| CN111064779A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-24 | 北京国网富达科技发展有限责任公司 | 一种变电站sf6在线监测装置、方法及系统 |
| CN111865454A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-10-30 | 博流智能科技（南京）有限公司 | 抗电磁波干扰的WiFi通信系统及通信方法 |
| CN111865454B (zh) * | 2020-07-01 | 2022-07-22 | 博流智能科技（南京）有限公司 | 抗电磁波干扰的WiFi通信系统及通信方法 |
| CN114413434A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-04-29 | 上海美控智慧建筑有限公司 | 空调机组及其数据上传方法和数据上传装置 |
| CN114413434B (zh) * | 2022-02-15 | 2023-10-27 | 上海美控智慧建筑有限公司 | 空调机组及其数据上传方法和数据上传装置 |
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