CN113795007B - 一种测量变压器振动信号的无线传感器及低功耗工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于低功耗无线通信技术领域的一种测量变压器振动信号的无线传感器及低功耗工作方法。该无线传感器包括传感器接口模块、信号调理模块、数据处理模块、电源模块、存储模块和无线通信模块；其中，传感器接口模块对应的传感器包括IEPE加速度传感器、电流电压互感器和温度传感器；信号调理模块包括模拟信号滤波电路、差分放大电路和模数转换电路；电源模块包括数字部分电源和模拟部分电源；存储模块包括处理器芯片内部闪存和外部存储器SD卡。本发明无线传感器采用事件驱动机制和异常唤醒机制相结合的无线通信模式，在硬件电路上实现了最大程度地复用，减低了电源噪声对信号分析的影响，节约了系统功耗。

Description

一种测量变压器振动信号的无线传感器及低功耗工作方法

技术领域

本发明涉及低功耗无线通信技术领域，尤其涉及一种测量变压器振动信号的无线传感器及低功耗工作方法。

背景技术

物联网技术利用无线通信协议以及传感技术将各种终端设备与互联网连接，构造了一个可以实现万物互联的网络。物联网技术的不断更新使得集数据采集、分析和无线传输等功能的智能无线传感器广泛应用于电力设备状态监测。然而现在大多数前端传感装置大多布置在荒郊野外，采用电池供电没有能量补给，存在能量匮乏和在线监测周期短的弊端。

电力变压器作为电力系统最基本的组成成分，其运行状态直接决定电网能否安全、可靠和稳定地运行。一台250MVA/500KV规格的变压器价格就在1000万人民币左右。若是一台正在投入运行的变压器，因为在线实时监测装置没能及时测量其异常状态数据，导致变压器发生重大故障甚至爆炸事故。不仅会造成严重的经济损失更有可能导致人员伤亡并出现大规模的停电事故。由变压器理论可知，变压器在线运行时其振动信号与铁心和绕组的压紧程度、位移和变形状况密切相关。变压器故障早期缺陷可以通过智能传感装置采集振动、电压和电流等信号提前发现，避免故障累积造成重大事故。然而变压器的振动信号需要高频率高精度采集并因此产生大量的数据。智能无线传感器在进行数据采集、处理和无线传输等方面会产生巨大的能量损耗。因此，开展智能无线传感器低功耗技术研究十分重要，保证节点能量受限的智能无线传感能够长时间地监测变压器的运行状态。

为此，本发明旨在解决以下几个问题：当前智能无线传感器高频率高精度采集变压器振动信号存在硬件能耗高的问题；当前智能无线传感器采用IEEE 802.15.4无线通信协议传输大量振动数据存在数据重传、传输速率慢和侦听能耗高的问题；智能无线传感器在实时监测变压器运行状况时既要保证良好的监测性能又要以较低的功耗维持长时间在线监测的矛盾。

发明内容

本发明的目的是提出一种测量变压器振动信号的无线传感器及低功耗工作方法。

测量变压器振动信号的无线传感器，其特征在于，所述无线传感器包括传感器接口模块、信号调理模块、数据处理模块、电源模块、存储模块和无线通信模块；

其中，传感器接口模块对应的传感器包括IEPE加速度传感器、电流电压互感器和温度传感器；信号调理模块包括模拟信号滤波电路、差分放大电路和模数转换电路；电源模块包括数字部分电源和模拟部分电源；存储模块包括处理器芯片内部闪存和外部存储器SD卡；

所述无线传感器采用主处理器STM32F407和从处理器CC2530的双处理器模块化设计。

所述无线传感器的工作模式分为正常工作模式、保持工作模式和低电压工作模式，且每种工作模式均分为正常工作状态和休眠状态。

所述无线传感器采用锂电池供电，并利用太阳能电池板和变压器中性线无源取能线圈对锂电池充电。

所述工作模式的划分方法如下：若锂电池的电压不低于3.7V，则为正常工作模式；若锂电池的电压低于3.7V且不低于3.5V，则为保持工作模式；若锂电池的电压低于3.5V，则为低电压工作模式。

所述信号调理模块的工作方法如下：首先利用模拟信号滤波电路对IEPE加速度传感器采集的模拟信号进行抗混叠滤波；然后利用差分放大电路减少噪声干扰；最后利用模数转换电路将模拟信号完转换为数字信号传输到主处理器STM32F407进行处理分析。

使用主处理器STM32F407输出PWM波形控制MOS管的通断；若输出PWM波形为高电平且栅极电位高于源极电位5V～10V，MOS管导通；若输出PWM波形为低电平，MOS管关断。

测量变压器振动信号的无线传感器的低功耗工作方法，其特征在于，采用事件驱动机制和异常唤醒机制相结合的低功耗无线通信模式；所述事件驱动机制包括以下步骤：

步骤A1：无线传感器初始化；

步骤A2：判断锂电池的电压是否低于3.7V，若是，转入中断处理；若否，无线传感器的工作模式为正常工作模式；再转到步骤A4；

步骤A3：判断锂电池的电压是否低于3.5V，若是，则发出锂电池低电压报警，无线传感器的工作模式为低电压工作模式；若否，无线传感器的工作模式为保持工作模式；再转到步骤A4；

步骤A4：判断当前无线传感器的工作模式，STM32配置采集参数，启动信号采集；再转到步骤A5；

步骤A5：判断是否停止信号采集，若是，MOS控制端口复位，无线传感器进入睡眠状态等待唤醒；若否，重复步骤A5。

所述异常唤醒机制包括以下步骤：

步骤B1：无线传感器初始化；

步骤B2：判断采样周期是否到达，若是，CC2530唤醒并进行上电组网，打开IEPE加速度传感器并等待电源稳定，由CC2530打开STM32F4主控制器，STM32打开信号调理电路和SD卡，再转到步骤B4；若否，则转到步骤B3；

步骤B3：判断中性线电流是否超过阈值，若是，则转入中断处理，无线传感器处于紧急异常模式并发出报警信号，再转到步骤B4；若否，则重复步骤B3；

步骤B4：判断当前无线传感器的工作模式，STM32配置采集参数，启动信号采集；再转到步骤B5；

步骤B5：判断是否停止信号采集，若是，MOS控制端口复位，无线传感器进入休眠状态等待唤醒；若否，重复步骤B5。

无线传感器中断处理过程包括以下步骤：

步骤1：中断响应，清除中断标志位，无线传感器复位；

步骤2：判断中性线电流是否超过阈值，若是，无线传感器处于紧急异常模式，立刻被唤醒并发出报警信息，启动信号采集，再转到步骤4；若否，则转到步骤3；

步骤3：判断锂电池的电压是否低于3.5V，若是，无线传感器处于保持工作模式，设置RTC闹钟唤醒时间和采样周期均为1分钟，再转到步骤4；若否，无线传感器处于低电压工作模式，设置RTC闹钟唤醒时间和采样周期均为30秒，再转到步骤4；

步骤4：转入主程序流程。

本发明的有益效果在于：

1、该智能无线传感器的多种接口能够同时接入多种类别的传感器，涵盖了传感器的通用兼容接口，在硬件电路上实现了最大程度地复用；

2、本发明智能无线传感器包含了信号调理电路和混合电源电路，保证了信号采集的高精度，避免了模拟电路和数字电路相互串扰，减低了电源噪声对信号分析的影响；

3、采用双处理器结构，极大地提高了智能无线传感器的工作性能，降低了任务调度之间的耦合性，实现任务调度的同时实施动态电源管理，关闭不工作的模块，降低系统能量损耗；智能无线传感器采用锂电池供电，并利用太阳能电池板和变压器中性线无源取能技术给锂电池充电，从源头上解决了智能无线传感器能量受限的问题；

4、本发明设计了多种工作模式可供智能无线传感器实现动态工作模式切换和自适应采样方式，基于振动信号频谱波动态调整采样频率，既能做到智能无线传感器在变压器运行状况变化大时有良好的监测效果，又能在运行稳定时以较低的采样频率进行数据采集，节约了系统功耗；

5、智能终端设计了片上处理算法、数据分块和数据无损压缩，减少了数据的传输量，降低了系统功耗；另外，本发明以事件驱动为主，以异常唤醒为辅的Zigbee无线通信方式能够减少无线通信模块监听数据中心命令的能耗，更长时间处于休眠状态。

附图说明

图1为智能无线传感器硬件架构图；

图2为智能无线传感器主程序工作模式流程图；

图3为智能无线传感器任务调度状态转换图；

图4为智能无线传感器中断处理程序流程图。

具体实施方式

本发明提出一种测量变压器振动信号的无线传感器及低功耗工作方法，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

一种测量变压器振动信号的低功耗智能无线传感器终端装置的硬件架构图如图1所示。

智能无线传感器硬件结构上采用双处理器模块化设计，主处理器STM32F407和从处理器CC2530，包括传感器接口模块，信号调理模块，数据处理模块，电源模块，存储模块和无线通信模块。在硬件架构双处理器模块化设计的基础上，使用主处理器STM32F407输出PWM波形控制MOS管的通断，有序的接通和关断相应模块的电源。将STM32通用定时器配置为比较输出、PWM输出功能，利用GPIO引脚进行脉冲输出。PWM输出占空比可调的方波，作为驱动输入MOS管的栅极g，当输出高电平时，只要栅极电位高于源极电位5V-10V，MOS管就导通了；当输出波形为低电平时，不满足MOS管导通条件，则关断。利用STM32定时器可以输出多路PWM波形，并设置不同的占空比，可以周期性的有序的关闭和打开相应模块的电源。进行任务调度的同时实现动态电源管理，节约智能无线传感器能耗。智能无线传感器采用锂电池供电，并利用太阳能电池板和变压器中性线无源取能技术给锂电池充电，从源头上解决智能无线传感器能量受限的问题。

主控模块主要有独立的AD转换模块，能够及时转换多通道高速率采集数据。存储模块使用8GB的SD卡存储大量的原始数据，并使用STM32控制Mos管通断控制SD卡的电源通断，降低功耗。主控制器模块使用STM32F407芯片，具备多种工作模式，可以通过程序指令控制其进入不同的工作模式；内部含有动态电源管理芯片，可以实施动态电源管理，将没有使用的外设电源和时钟关闭，节约能量消耗。STM32F407具有1024k的FLASH和192k的SRAM，有足够的内存能够进行μC/OS-III操作系统的移植和文件系统的移植。

进行任务调度管理和数据以文件的形式保存在SD卡上。双处理器均移植了μC/OS-III实时操作系统，操作系统使得应用软件与底层硬件没有关系，让应用程序的编写脱离硬件，提高程序的可移植性和可读性。双处理器之间通过串口来交换命令和数据，双处理器各司其职又分工协作，增强了节点的整体性能又能降低软硬件模块间的耦合性。主处理器移植了开源FatFs文件系统，智能无线传感器可以将采集到的振动数据及采集参数以文件的形式保存在SD卡上，方便数据的检索和管理。

传感器接口模块，包括多种通信协议接口，每种通信接口对应连接相应协议接口的传感器，包括IEPE加速度传感器，电流电压互感器，温度传感器。

信号调理模块，包括模拟信号滤波电路、差分放大电路和模数转换电路。分析变压器的振动信号时，只对一定范围内的频谱感兴趣。为避免和减少频率混叠误差，需对IEPE加速度传感器采集的模拟信号进行抗混叠滤波。接着使用差分放大电路减少噪声干扰，最后使用独立的AD转换完成数据数字化转化送入主处理器STM32F407进行数据的处理分析。

数据处理模块，使用STM32F407作为控制核心。主要负责大量振动信息的采集参数配置、存储、发送以及电源管理等多项任务。STM32有多种低功耗工作模式，可以通过软件编程根据智能无线传感器电池电压控制其进入不同的工作模式，在芯片自带的电源管理芯片作用下，断开特定区域的外设电源和时钟，调整芯片的工作电压和频率，达到降低系统功耗的目的。并在主处理器上设计片上处理程序，提取振动信号的特征量，设定无线传输阈值。当前后两次采样周期内信号频谱变换超过阈值时，才启动原始数据的无线传输，降低数据无线传输的总量。

电源模块，包括数字部分电源和模拟部分电源。其中数字电路部分包括STM32和CC2530,使用开关型稳压芯片提供高转化效率的数字电源，降低电压变换过程的能量损耗。针对模拟电路部分包括传感器电路、信号调理电路，使用低压差线性稳压器提高低噪声模拟电源，减低电源噪声对信号采集精度的影响。此外如果使用线性稳压器前后电压变换幅值过大，应采用开关型稳压芯片串联线性稳压芯片供电的方式，降低压差过大导致线性稳压器能量损耗过大。

存储模块，包括处理器芯片内部闪存和外部存储器SD卡。因为变压器振动信号高频率高精度的采集，短时间内会产生大量的原始数据。而处理器的内存有限和无线通信的速率限制，数据不能及时的上传。处理器的内存用来存放数据处理的程序和任务调度程序，可以加快程序运行速率，节约处理器工作时间达到降低功耗的目的。而外部存储器SD卡则用来存储大量的原始数据。当信号频谱超过设定阈值时，说明此刻变压器运行状况发生了变化，应该把原始数据传送到上位机，进行进一步的故障诊断。

无线通信模块，使用基于IEEE 802.15.4通信协议的Zigbee无线通信技术。首先，使用集成有Zigbee无线通信技术的芯片CC2530，该芯片具有多种电源管理模式，可以使得智能无线传感器无线通信模块在发送模式，接收模式，空闲模式，睡眠模式四种工作模式之间灵活切换，极大的降低无线通信模块的能量损耗。其次，采用数据分块压缩和原始数据特征提取两种方式，降低数据通信量达到减少数据存储，处理，传输等过程的能量消耗。变压器振动信号的测量采用IEPE加速度传感器，电压电流信号采用电压电流互感器测量。接着选用集成开关电容滤波芯片MAX295，用处理器输出不同频率的时钟信号，极少元件就可实现抗混叠滤波器截止频率的动态调节。接着选用ADA4941-1单端转差分运算放大器，抑制共模干扰降低噪声对采样精度的影响。ADA4941-1连接模数转换器AD7766-1，AD7766-1内部集成有数字滤波器可以极大的提高抗混叠滤波的效果然后通过SPI接口与STM32F407进行数据通信。

设计智能无线传感器终端片上处理算法提取振动信号的频谱特征，根据信号频谱特征变化幅度启动原始数据无线传输功能。所有数据采取先存后传的方式，并且都使用STM32单片机的DMA功能以最优数据块大小进行数据的存取，节约单片机CPU和数据存取过程中的能量消耗。就地片上处理算法具有一定的故障诊断能力，信号频谱变化在允许范围内，判定变压器运行状况良好，CC2530无线通信模块处于睡眠模式，不进行数据的无线传输，节约智能无线传感器Zigbee无线通信的能量消耗。当信号频谱变化大时，启动原始数据的无线传输将原始数据传送给上位机进行故障的进一步诊断。通过数据存储、读取、无线传输实验找到三个过程中的最优数据分块大小，节约数据存取和无线传输的能量消耗。其次，使用分块化无损压缩技术处理需要上传的原始数据，减少数据通信量达到节约能耗的目的。

本发明提出了事件驱动机制+异常唤醒机制的低功耗无线通信模式。上位机(数据中心)和智能无线传感器终端采用Zigbee技术通信。智能无线传感器终端设计了阈值报警和差值报警的事件驱动机制。当振动信号频谱变化范围超过阈值或者前后两次数据采样差值超过设定值时，从睡眠状态下唤醒无线通信模块开始发送数据。当电压电流异常等需要重点关注的情况下，使用数据中心下达数据无线传输控制命令，智能无线传感器终端执行相应的操作。以事件驱动为主、以异常唤醒为辅的Zigbee无线通信方式能够减少无线通信模块监听数据中心命令的能耗，更长事件处于休眠状态节约能量。

根据电池电压大小划分智能无线传感器工作模式为正常工作模式，低电压工作模式和保持工作模式，每种模式下又分为正常工作状态和休眠状态。每种工作模式下休眠状态的唤醒周期不一样。电池电量充足时，传感器正常工作模式，设置较短的唤醒周期，使得智能无线传感器更多的工作在正常工作的状态，对变压器运行状况有更好的监测效果。而当电池电压较低时，工作在其他两种低功耗的工作模式下，设置较长的睡眠唤醒周期，使得智能无线传感器更长时间的处于休眠状态，节约系统能耗，达到更加长时间监测变压器运行状况的目的。移植μC/OS-III操作系统，并利用嵌入式操作系统创建多任务，并按照优先级依次创建进入工作模式判定、数据采集、数据处理、发送和停止等任务。通过任务调度的方式，有序的开启和关闭相应的模块，达到降低系统功耗的目的。

基于变压器中性线电流大小的智能无线传感器异常唤醒技术：将变压器中性线电流引入STM32单片机的AD转换器测量电压大小，并使用其输入捕获功能将电流测量值和设定阈值比较，测量电压大小超过阈值，产生中断信号，进入紧急异常模式。立刻唤醒智能无线传感器系统进入正常工作模式，数据采集模块以最高的采样频率开始数据采集，主控制器模块工作在最高工作主频迅速进行数据的处理分析，并发出报警信号，启动无线传输原始数据进行进一故障诊断。基于中性线电流异常的智能无线传感器异常唤醒技术，可以及时唤醒睡眠状态下的系统，立即进行变压器运行状态数据的采集分析工作。使得处于休眠状态下节约能耗的智能无线传感器能够及时的监测变压器的工作状态，做到在节约功耗和保持良好的监测性能之间的较好平衡。

如图2智能无线传感器主程序工作模式流程图所示，可知整个智能无线传感器低功耗工作模式和流程。首先系统先进行初始化，默认将系统配置为正常工作模式后立即进入睡眠状态。然后根据电池电压设定的2个阈值3.5V、3.7V并和实测电池电压的大小比较，判定系统的工作模式。电池电压高于3.7V则进入正常工作模式，低于3.7V则产生中断信号，切换传感器工作在低电压模式或者保持工作模式，电池电压低于3.5V时工作在保持模式，3.5-3.7V时工作在低电压模式。判定系统工作模式以后，还要等待上位机发出的采样周期是否到达。如果下达了开始采样的信号开始系统唤醒操作。首先是CC2530上电，侦听命令，然后由CC2530打开IEPE传感器，从传感器上电到稳定开始振动采集时间大致需要8秒，这段时间由于没有数据采集滤波、放大、模数转换电路就可以不上电，降低功耗。待传感器稳定后，再由STM32打开信号调理电路和SD卡，开始数据的采集，处理和上传。若是检测到变压器中性线上电流超过阈值，则产生中断异常唤醒指令，进入紧急异常模式。判定系统工作模式以后，开始配置采集参数启动采集和无线传输。直到收到停止采集的命令，等待无线传输完成，STM32单片机通过控制MOS管通断关闭传感器电路和信号调理电路，再次进入睡眠状态等待唤醒。使用主处理器移植的操作系统，实现以工作进程的任务调度的同时实现电源动态管理，降低系统功耗。

如图3智能无线传感器任务调度状态转换图所示。STM32移植了μC/OS-III实时操作系统。当操作系统移植成功以后，就开始创建任务1数据采集、任务2数据存取、任务3根据电池电压判定系统工作模式、任务4数据特征提取、任务5数据无线传输和任务6中断唤醒。其中任务1数据采集优先等级最高，接下来依次为数据存取、工作模式判断、数据特征提取与无线传输。处理器的中断是高于任务存在的，只要接收到来自处理器的中断信号，立刻进入相应的工作模式并发出报警信号。智能无线传感器系统根据电池电压大小将系统分为正常工作模式、低电压工作模式和保持工作模式。每种模式下又分为休眠状态和正常工作状态。系统初始化后默认工作在正常工作模式下的休眠状态。各种模式的休眠状态通过定时器复位恢复到默认工作状态下的数据采集主任务。当中性线电流超过阈值时，处理器产生中断信号，系统进入紧急异常模式。系统中的6个任务之间通过μC/OS-III实时操作系统进行任务调度，实现任务之间轮流执行。软件设计多种工作模式，使系统能够自主根据电池电压的大小进入不同的低功耗工作模式又能应对紧急状况。设置休眠状态和工作状态，通过设置合理设置不同模式下系统的采样周期，使系统尽可能长的处于休眠状态，达到节约功耗的目的。

智能无线传感器根据振动信号频谱图波动情况进行动态调整采样周期。对采集的变压器振动信号使用设计的片上处理算法进行傅里叶变换，得到振动信号的频谱图。然后再通过算法判断前后两次采样周期内频谱图的变化情况。若超过设定阈值，说明变压器运行状况变化大，需要提高采样频率缩短采样周期。反之，频谱波动情况在允许阈值内，降低采样频率延长采样周期。基于振动信号频谱波动态调整采样频率，既能做到智能无线传感器在变压器运行状况变化大时有良好的监测效果，又能在运行稳定时以较低的采样频率进行数据采集，节约系统功耗。

如图4智能无线传感器中断处理程序流程图所示，系统默认状态为正常模式下的休眠状态，当采样周期到达时唤醒系统进入工作状态，等待所有任务完成以后再次进入休眠状态，如此不断的循环工作。当中性线电流高于设定阈值或者电池电压低于设定阈值时，产生中断信号。中性线电流超过阈值，进入紧急异常模式，无论系统处于任何模式下的休眠状态立刻唤醒系统，以最高采样频率和处理器工作主频进行数据采集和处理分析，并发出报警信号。当中性线电流没有超过阈值，但电池电压低于3.7V也会产生中断信号，控制系统进入不同的低功耗工作模式。电池电压低于3.5V时进入保持工作模式，设置STM32工作主频为20MHZ，工作电压为1.2V。设置最短采样周期为1分钟，设置采样频率为5KHz，并发出电池低电压报警信号。当电池电压在3.5V-3.7V时，进入低电压工作模式，设置STM32工作主频为80MHz，电压为2.4V。设置采样周期为30秒，设置采样频率为25KHz。在判定系统工作模式以后，再采用自适应采样方式。当前后两次采样周期采样数据对比变化大时，加大系统采样频率、处理器工作主频、减少休眠时间，避免采样精度不足，不能及时发现变压器运行状况异常。当采样数据周期性变化不明显时，则在相应低功耗模式下进一步降低采样频率、处理器工作主频和延长休眠时间，最大程度的降低系统功耗。

综上所述，一种测量变压器振动信号的低功耗智能无线传感器不仅可以从硬件设计和软件编写两个方面降低数据采集、处理分析和无线传输等过程的能量消耗，还可以利用太阳能发电装置和中性线无源取能及时从源头上解决变压器检测装置能量问题，达到对电力变压器长时间监测的目的。

此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种测量变压器振动信号的无线传感器低功耗工作方法，其特征在于，所述无线传感器包括传感器接口模块、信号调理模块、数据处理模块、电源模块、存储模块和无线通信模块；

其中，传感器接口模块对应的传感器包括IEPE加速度传感器、电流电压互感器和温度传感器；信号调理模块包括模拟信号滤波电路、差分放大电路和模数转换电路；电源模块包括数字部分电源和模拟部分电源；存储模块包括处理器芯片内部闪存和外部存储器SD卡；

所述信号调理模块的工作方法如下：首先利用模拟信号滤波电路对IEPE加速度传感器采集的模拟信号进行抗混叠滤波；然后利用差分放大电路减少噪声干扰；最后利用模数转换电路将模拟信号完转换为数字信号传输到主处理器STM32F407进行处理分析；

所述无线传感器采用主处理器STM32F407和从处理器CC2530的双处理器模块化设计；使用主处理器STM32F407输出PWM波形控制MOS管的通断；若输出PWM波形为高电平且栅极电位高于源极电位5V～10V，MOS管导通；若输出PWM波形为低电平，MOS管关断；

所述无线传感器的工作模式分为正常工作模式、保持工作模式和低电压工作模式，且每种工作模式均分为正常工作状态和休眠状态；

所述工作模式的划分方法如下：若锂电池的电压不低于3.7V，则为正常工作模式；若锂电池的电压低于3.7V且不低于3.5V，则为保持工作模式；若锂电池的电压低于3.5V，则为低电压工作模式；

所述无线传感器采用锂电池供电，并利用太阳能电池板和变压器中性线无源取能线圈对锂电池充电；

采用事件驱动机制和异常唤醒机制相结合的低功耗无线通信模式；所述事件驱动机制包括以下步骤：

步骤A1：无线传感器初始化；

步骤A2：判断锂电池的电压是否低于3.7V，若是，转入中断处理；若否，无线传感器的工作模式为正常工作模式；再转到步骤A4；

步骤A3：判断锂电池的电压是否低于3.5V，若是，则发出锂电池低电压报警，无线传感器的工作模式为低电压工作模式；若否，无线传感器的工作模式为保持工作模式；再转到

步骤A4；

步骤A4：判断当前无线传感器的工作模式，STM32配置采集参数，启动信号采集；再转到步骤A5；

步骤A5：判断是否停止信号采集，若是，MOS控制端口复位，无线传感器进入睡眠状态等待唤醒；若否，重复步骤A5；

所述异常唤醒机制包括以下步骤：

步骤B1：无线传感器初始化；

步骤B2：判断采样周期是否到达，若是，CC2530唤醒并进行上电组网，打开IEPE加速度传感器并等待电源稳定，由CC2530打开STM32F4主控制器，STM32打开信号调理电路和SD卡，再转到步骤B4；若否，则转到步骤B3；

步骤B3：判断中性线电流是否超过阈值，若是，则转入中断处理，无线传感器处于紧急异常模式并发出报警信号，再转到步骤B4；若否，则重复步骤B3；

步骤B4：判断当前无线传感器的工作模式，STM32配置采集参数，启动信号采集；再转到步骤B5；

步骤B5：判断是否停止信号采集，若是，MOS控制端口复位，无线传感器进入休眠状态等待唤醒；若否，重复步骤B5；

无线传感器中断处理过程包括以下步骤：

步骤1：中断响应，清除中断标志位，无线传感器复位；

步骤2：判断中性线电流是否超过阈值，若是，无线传感器处于紧急异常模式，立刻被唤醒并发出报警信息，启动信号采集，再转到步骤4；若否，则转到步骤3；

步骤3：判断锂电池的电压是否低于3.5V，若是，无线传感器处于保持工作模式，设置RTC闹钟唤醒时间和采样周期均为1分钟，再转到步骤4；若否，无线传感器处于低电压工作模式，设置RTC闹钟唤醒时间和采样周期均为30秒，再转到步骤4；

步骤4：转入主程序流程。