CN204046275U - 一种智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置 - Google Patents

一种智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置，包括控制板、触摸式液晶显示单元和无线通讯主控单元模块；控制板上设有环境温湿度检测及控制单元、开关状态分析电路、人体感应单元、语音控制单元、CPU检测单元、高压带电显示单元、供电装置和转换开关单元；触摸式液晶显示单元包括主界面、参数设置界面、触头温度显示界面、地址设置界面、实时温度监控曲线界面、历史曲线界面和报警显示界面；无线通讯主控单元模块包括发射接收单元、按键复位单元、LED显示单元、串口通讯单元和电源处理单元；控制板通过RS232与触摸式液晶显示单元连接；控制板通过RS485、串口通讯单元与无线通讯主控单元模块连接。采用IPv6有效地解决了开关柜进行大量数据传输问题。

Description

一种智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置
技术领域
本实用新型涉及户内开关柜检测装置和新一代IPv6网络通讯装置，特别是在大型的电厂、煤矿、钢铁、冶金以及小区和变电站等领域使用于6-35KV户内开关柜中，适用于多个开关柜实现快速、大范围的组网和数据信息的传输。
背景技术
现有的智能开关柜无线通讯装置的数据通讯都是通过IPv4实现数据的传输，IPv4是Internet Protocol version 4(网际协议版本4)的英文简称，而中文简称为“网协版4”。目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。今天的互联网大多数应用的是IPv4协议，IPv4协议已经使用了20多年，在这20多年的应用中，互联网应用取得了巨大的成功，同时随着应用范围的扩大，它也面临着越来越不容忽视的危机现存的IPv4网络潜伏着两大危机：地址枯竭和路由表急剧膨胀。尽管可以用私网地址(NAT技术)来弥补IP地址的不足，用无类别域间路由CIDR来扩大网络号码，并层次化地址以抑制路由表的增长，但这些暂时性的缓解措施都伴随着负面影响，并不能从根本上解决以上危机。这些都促使了IPv6的出现。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置，该装置是专为智能化电网需求而创新设计的一种自动化显示、控制和通讯装置，它完全符合智能化电站要求的测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化的特征要求。
本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：
一种智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置，包括控制板、触摸式液晶显示单元和无线通讯主控单元模块；
所述控制板上依次设置有环境温湿度检测及控制单元、开关状态分析电路、人体感应单元、语音控制单元、CPU检测单元、高压带电显示单元、供电装置和转换开关单元；
所述触摸式液晶显示单元包括主界面、参数设置界面、触头温度显示界面、地址设置界面、实时温度监控曲线界面、历史曲线界面和报警显示界面；
所述无线通讯主控单元模块包括发射接收单元、按键复位单元、LED显示单元、串口通讯单元和电源处理单元；
所述控制板通过RS232与触摸式液晶显示单元连接；控制板通过RS485、串口通讯单元与无线通讯主控单元模块连接。
进一步地，所述发射接收单元与功率放大单元连接，功率放大单元通过柱状路由器与通讯管理器连接，通讯管理器连接至上位机。
进一步地，所述控制板设有电源接口，通过电源接口连接电源处理单元至无线通讯主控单元模块。
进一步地，所述环境温湿度检测及控制单元设有环境温度传感器，环境温度传感器与系统超限报警器连接，超限报警器连接有语音提示器。
进一步地，所述参数设置界面为环境温湿度限值设置界面。
进一步地，所述触头温度显示界面包括有六路触头温度显示及对应柱状图显示界面。
进一步地，所述地址设置界面为断路器无线地址设置界面。
本实用新型采用下一代互联网的核心IPv6、微机测量与控制技术，取代了开关柜上电气一次回路模拟指示牌，对开关柜内的温度、湿度和触头温升进行在线监测、显示；对断路器状态、手车(隔离开关)状态、接地开关状态、储能状态、高压带电状态等进行非常醒目的显示；还配有分闸/合闸、远方/就地转换开关和储能开关；具有带电闭锁功能；从而进一步保障电气设备的可靠运行；还具有CPU检测功能，为系统自身安全正常运行提供有力保障；人体感应功能为系统的安全性提供保障；同时，采用先进的互联网核心协议IPv6，解决了现有网络带来的IP地址资源匮乏和广播风暴的问题，十分快捷有效的IP地址分配和组网，有效的处理了多面开关柜同时进行大量数据传输。
本实用新型智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置解决了IPv4所存在的IP地址不够分配和广播风暴的问题，能够快速对所有开关柜相关的数据信息进行网络搭建、认证、网络发现、地址注册，能够远距离，网络覆盖范围大的实现了整个小区、变电站、或一个地区的路由监测和数据传输。
本实用新型与已有的技术相比具有以下特点：
1、本实用新型视窗界面十分美观、清晰、各种状态一目了然，动态模拟显示一次回路的工作位、实验位、断路器分/合、接地刀分/合、储能和未储能状态，显示内容随功能变换。
2、本实用新型为双总线结构，向下连接各种传感器，向上可通过先进网络架构连接上位机信息交互平台。
3、本实用新型基于无线传感器网络技术，成功的将处于高压端的断路器触头、母线以及柜内环境温湿度等各种数据信息传输到数据采集端，给高压开关状态检修提供了十分重要的设备运行状态数据。
4、更加清晰、美观的动态一次回路模拟显示图形。本实用新型用十分清晰、美观的彩色LCD图形，动态模拟显示一次回路的工作位、实验位、断路器分/合、接地刀分/合、储能和未储能状态。本实用新型增加了开关柜编号，方便操作人员的查看以及后期维护。
5、触头测温功能。本功能特别针对高压断路器手车结构中动、静触头之间存在的接触电阻由于老化和氧化等因素而增大，从而引起电力系统重大事故这一问题而开发的智能在线检测功能。该功能集在线监测、后台界面显示、即时报警和统计分析功能于一体，准确反映触头的温升和环境温度，从根本上杜绝温升隐患。
6、通讯终端采用国际先进的下一代互联网核心协议IPv6的无线传输技术。解决了无线信号的互相干扰问题和数据传输纠错问题。相较于当前我们所使用的Internet它的优点为无限的地址空间、简化的报头和灵活的扩展、层次化的地址结构、即插即用的连网方式、网络层的认证与加密、服务质量的满足、对移动性更好的支持。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
图1是本实用新型智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置系统框图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置，包括控制板、触摸式液晶显示单元和无线通讯主控单元模块。其中，控制板上依次设置有环境温湿度检测及控制单元、开关状态分析电路、人体感应单元、语音控制单元、CPU检测单元、高压带电显示单元、供电装置和转换开关单元；触摸式液晶显示单元包括主界面、参数设置界面、触头温度显示界面、地址设置界面、实时温度监控曲线界面、历史曲线界面和报警显示界面；无线通讯主控单元模块包括发射接收单元、按键复位单元、LED显示单元、串口通讯单元和电源处理单元；发射接收单元与功率放大单元连接，功率放大单元通过柱状路由器与通讯管理器连接，通讯管理器连接至上位机。控制板通过RS232与触摸式液晶显示单元连接；控制板通过RS485、串口通讯单元与无线通讯主控单元模块连接。
本装置主要实现将RS485传输的数据通过IPv6网络发给用户和把用户的设置通过IPv6网络接收后传给控制板。
无线通讯主控单元模块通过RS485和控制板相连，将控制板内的数据通过IPv6网络发送柱状路由器，柱状路由器通过通讯管理器将数据传给上位机，反之数据也可通行。
在控制板上设有电源接口，通过电源接口连接电源处理单元至无线通讯主控单元模块。控制板上的环境温湿度检测及控制单元设有环境温度传感器、环境温度传感器与系统超限报警器，超限报警器连接有语音提示器。
在触摸液晶显示单元中，参数设置界面为环境温湿度限值设置界面。触头温度显示界面包括有六路触头温度显示及对应柱状图显示界面。地址设置界面为断路器无线地址设置界面。
人体感应单元和转换开关单元；还带有RS485通讯功能。触摸式液晶显示单元包括主界面，参数设置界面(环境温湿度限值设置界面)，触头温度显示界面(实时六路触头温度显示及对应柱状图显示界面)，地址设置界面(断路器无线地址设置界面)，实时温度监控曲线界面，历史曲线界面(历史温度曲线图界面)和报警显示界面。控制板与触摸式液晶显示单元通过RS232连接。无线通讯控制单元有按键复位单元、LED指示单元、电源转换单元、发射接收单元、功放单元和串口通讯单元，串口通讯主要为RS-485通讯，它和主控单元的485相连，实现上下行数据的互相传输。
无线通讯主控单元模块具有发射和接收功能，其工作频段为900MHZ，由电源处理单元、按键复位单元、串口通讯单元、LED显示电路、控制电路和发射接收电路组成，当正在网络发现时黄灯闪烁，网络搭建完成后绿灯亮。
无线通讯主控单元模块发射接收前端加有功率放大单元，尽可能的提高了传输距离，而且通过900MHZ的棒状天线实现数据传输进一步加大了传输力度。
无线通讯主控单元模块本身包含有发射和接收功能，通过主控板连接电源实现供电，与主控板通过RS485连接实现数据传输，通过IPv6网络将数据发送出去或接收外来数据，通讯频段为900MHZ，目前测试最远传输距离为上千米(空旷处)，室内大概500米左右。
本实用新型工作原理如下：
本实用新型以ARM系统为核心，采用多优先级中断服务机制，提高了控制的实时性。装置功能单元采用模块化设计，各功能模块相互独立，由智能开关柜综合检测装置统一控制。各模块单元分别实现了各类信号的处理和测量，通过统一的通信总线接口与智能开关柜综合检测装置连接并实现可靠通信，最终由智能开关柜综合检测装置实时显示各种测量参数和设备运行状态。智能开关柜综合检测装置提供了大容量数据存储及历史数据查询功能，并最终通过先进的互联网核心技术IPv6实现多面开关柜的组网、IP地址分配、认证、注册、路由检查和有效路径判断。
本实用新型具有下述功能：
1、开关柜相关状态信息检测功能：
包括环境温湿度检测、触头温度检测、人体感应功能、高压带电显示功能、系统CPU检测功能和管理平台链接功能。
2、新型触摸显示功能：
能清晰的显示多面开关柜一次系统状态图、相关断路器状态信息、触头温度信息、环境温湿度信息和高压带电信息；触摸式操作相关地址状态的修改。
3、先进的无线通讯装置：
无线模块通过485采集开关柜主控模块上的数据，通过IPv6网络将数据信息传输给柱状路由器，柱状路由器接收到数据后通过通讯管理器将数据传输给上位机，反之一样。当柱状路由器在组网和发现路由的过程中无线模块上的黄色LED灯不停闪烁，提示用户正在网络查找阶段，当发现用户设备后黄灯停止闪烁，绿灯亮，提示用户网路已经搭建完成，数据正在传输。
尽管上面结合附图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的，本领域的技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型的宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置，其特征在于：包括控制板、触摸式液晶显示单元和无线通讯主控单元模块；
所述控制板上依次设置有环境温湿度检测及控制单元、开关状态分析电路、人体感应单元、语音控制单元、CPU检测单元、高压带电显示单元、供电装置和转换开关单元；
所述触摸式液晶显示单元包括主界面、参数设置界面、触头温度显示界面、地址设置界面、实时温度监控曲线界面、历史曲线界面和报警显示界面；
所述无线通讯主控单元模块包括发射接收单元、按键复位单元、LED显示单元、串口通讯单元和电源处理单元；
所述控制板通过RS232与触摸式液晶显示单元连接；控制板通过RS485、串口通讯单元与无线通讯主控单元模块连接。
2.如权利要求1所述的智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置，其特征在于：所述发射接收单元与功率放大单元连接，功率放大单元通过柱状路由器与通讯管理器连接，通讯管理器连接至上位机。
3.如权利要求1所述的智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置，其特征在于：所述控制板设有电源接口，通过电源接口连接电源处理单元至无线通讯主控单元模块。
4.如权利要求1所述的智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置，其特征在于：所述环境温湿度检测及控制单元设有环境温度传感器、环境温度传感器与系统超限报警器，超限报警器连接有语音提示器。
5.如权利要求1所述的智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置，其特征在于：所述参数设置界面为环境温湿度限值设置界面。
6.如权利要求1所述的智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置，其特征在于：所述触头温度显示界面包括有六路触头温度显示及对应柱状图显示界面。
7.如权利要求1所述的智能开关柜无线IPv6自组网通讯装置，其特征在于：所述地址设置界面为断路器无线地址设置界面。
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