CN205070602U - 一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统 - Google Patents

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黄文质
曾扬鸣
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Abstract

一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统，包括信息采集设备、Super-ZigBee无线通讯设备、监控中心及供电设备，信息采集设备包括若干采集终端；Super-ZigBee无线通讯设备由若干采集节点、若干中继节点和若干网关节点互相可通信联接形成无线自组网构成，采集节点可通信连接采集终端，无线自组网内的节点与节点之间均可建立通信路线实现互相通信，网关节点通过PPP服务器与监控中心通信。本实用新型可任意加入或移除节点，即插即用，可实现不间断操作及自动重绕,且可与原有管理系统进行无缝衔接，不必改变电网原有架构，实现电网智能监控，供电可靠性高，且可有效降低建设成本及企业运营成本，具有巨大的经济效益和社会效益。

Description

一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统
技术领域
本实用新型涉及一种电网智能监控系统及方法，特别是一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统及方法。
背景技术
当前，世界各国从应对气候变化、保障能源安全、促进经济发展的需要出发，加快了智能电源、智能电网、智能家居、智能交通、智能城市等发展进程，大量智能技术和成果在各行各业特别是能源行业迅速推广和应用。在这过程中，智能电网成为了能源发展智能化的关键，并呈现日新月异、蓬勃发展的趋势。
传统电力网络在新建之处，较好的满足了当时业务发展的需要，但是，随着经济的不断发展，传统电网的缺点也逐渐显露出来，如传统的运用手工抄表及GPRS无线抄表方式，采集用户信息费时、费力，且准确性得不到保证。因此，发展智能电网是社会经济发展的必然选择。
现有技术中，大部分电网数据采集都是通过中国电信与中国移动等2G、3G网络采集信息，运用这样的外网，使用需申请和付费，造价高、维护费用高，且存在信号死角，会使供电成本增大，而且电网信息容易泄露。如果采用光纤来传输信息，也会带来巨额的成本。在电网的试点使用中也有采用EPON光网技术进行采集，这种技术也存在费时、费力，无法及时达成光网断线抢修等问题，且最后一里路的造价更高。而现有的应用于电网的物联网一般使用ZigBee技术进行通信，在设计时必须对逐个终端进行网络设计，无法自动组网，造成日后维护繁琐。
总之，目前的物联网通信主要存在以下问题：
①无法自动组网，难于达成互补，故障转移，与不间断操作的高规格要求
②现有的2G/3G/4G通信网路造价昂贵，难于架设与管理；
③现有的通信技术都只适用于小范围家庭的应用，无法解决大网路与逐渐扩充的问题；
④多种物联网通信的运用整合困难；
⑤宽带网路的物理布线，每个节点IP地址的资源短缺，管理复杂，维修代价高。
本实用新型采用的Super-ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种网路设备间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。Super-ZigBee数传模块类似于移动网络基站，通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。Super-ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每个Super-ZigBee网络数传模块之间可以相互通信。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可任意加入或移除节点，实现不间断操作及自动重绕,且不必改变电网原有架构，实现电网智能监控，供电可靠性高，且可有效降低建设成本及企业运营成本，具有巨大的经济效益和社会效益的基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统。
本实用新型采用如下技术方案：
一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统，包括有：
信息采集设备，包括有用于采集电网参数信息的若干采集终端；
Super-ZigBee无线通讯设备，由若干采集节点、若干中继节点和若干网关节点互相可通信联接形成无线自组网构成，所述采集节点可通信连接采集终端，所述采集节点直接与网关节点通信或通过中继节点与网关节点通信，无线自组网内的节点与节点之间均可建立通信路线实现互相通信；
监控中心，包括有监控主机及连接于监控主机的控制管理服务器平台，所述网关节点通过PPP服务器与监控主机通信；
及用于为信息采集设备、Super-ZigBee无线通讯设备及监控中心供电的供电设备。
进一步地，所述采集终端为电测量仪表或终端传感器。
进一步地，所述采集节点形成有用于连接采集终端的可即插即用的通信接口。
进一步地，所述采集终端通过RS232总线与采集节点可通信连接。
进一步地，所述中继节点为中继器，设置于高处用于联结采集节点和网关节点，设置有双天线，其中一天线面对网关节点，另一天线面对采集节点。
进一步地，所述基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统还包括有可通信连接于监控主机的故障报警装置。
进一步地，所述供电设备采用太阳能节能光伏与电池进行组合供电。
由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
第一，利用Super-ZigBee技术,由采集节点、中继节点和网关节点互相可通信联接形成无线自组网，在非视距情况下，通过中继器来联结采集节点与网关节点，可有效解决视距问题，扩大覆盖范围，各个节点之间可以互相传递信息，可任意加入或移除节点，实现自动重绕,自动组网，维修便利快速，且可与原有管理系统进行无缝衔接，不必改变电网原有架构；通过采集终端采集电网用电信息，并通过Super-ZigBee无线通讯设备传送至监控中心，监控中心也可通过Super-ZigBee无线通讯设备向采集终端发出指令，可实现电网信息采集、终端工作状态控制、数据汇集分析、网络资源调配及电网故障监测等，可实现有效、迅速、准确的电网智能管理。
第二，使用低成本的Super-Zigbee无线物联技术来建设用电信息采集系统，使电网不需要依靠第三方的网络，易于达成网络建设，且无需申请，无需付费，无IP地址，不存在信息泄露问题，易于扩展管理，极低的功耗可满足长时间使用，能有效构建大网络，可有效降低电网企业的运营成本，降低中低压配电网损耗，能提高计量精度，具有巨大的经济效益和社会效益。
第三，即插即用，对采集节点进行设计后替换2G/3G的通讯模块，模拟2G/3G通讯模块的软硬件接口及发送出GPRS通信协议验证程序与主站数据进行交换，进而可实现不间断操作。
第四，供电设备采用太阳能节能光伏及电池进行组合供电，可大大提高供电可靠性。
第五，可实现对用户进行用电信息反馈，有助于其调整用电模式，改变用电理念，提高用电效率，从而达到智能互动和绿色节能的目的。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式的网络拓扑图。
图中：1.采集节点，2.中继节点，3.网关节点，4.PPP服务器。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。
参照图1，本实用新型的一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统，包括有信息采集设备、Super-ZigBee无线通讯设备、监控中心、可通信连接于监控主机的故障报警装置及供电设备。
所述信息采集设备包括有用于采集电网参数信息的若干采集终端，所述采集终端为电测量仪表或终端传感器。
所述Super-ZigBee无线通讯设备，由若干采集节点1、若干中继节点2和若干网关节点3互相可通信联接形成无线自组网构成，所述采集节点1可通信连接采集终端，所述采集节点1直接与网关节点3通信或通过中继节点2与网关节点3通信，无线自组网内的节点与节点之间均可建立通信路线实现互相通信。所述采集节点1形成有用于连接采集终端的可即插即用的通信接口及用于连接其他设备的软硬件接口，并可发送GPRS通信协议验证程序实现通信。采集终端通过RS232总线与采集节点1可通信连接。所述中继节点2为中继器，设置于高处用于联结采集节点1和网关节点3，设置有双天线，其中一天线面对网关节点3，另一天线面对采集节点1。所述由采集节点1、中继节点2及网关节点3构成的无线自组网内可任意加入或移除节点，可实现自动组网及自动重绕。
所述监控中心，包括有监控主机及连接于监控主机的控制管理服务器平台，所述网关节点3通过PPP服务器4与监控主机通信。
所述供电设备采用太阳能节能光伏与电池进行组合供电，用于为信息采集设备、Super-ZigBee无线通讯设备、监控中心及故障报警装置供电。
参照图1，本实用新型的一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统的电网智能监控方法为：通过采集节点1从采集终端接收到监控数据，然后通过由采集节点1、中继节点2及网关节点3构成的无线自组网进行通讯，首先采集节点1通过网络广播找到网关节点3继而演算出最优路径，再传送数据到达网关节点3，网关节点3对传来的数据进行验证后发送至监控中心。同时，监控中心也可通过无线自组网对各个节点发出控制指令，从而实现数据的双向通信，以达到电网数据采集、故障监控及远程控制管理的目的。具体可实现以下功能:
①读取和设置各种计量数据、管理参数。
②费用的统计、查询、备份、报表、收费单生成。
③电能表管理：设置电能表原始参数、地址、费率及其状态，可任意设定多种费率。
④定时或实时抄表功能：对系统所有表计进行定时抄表，抄表次数可设定并保留末次抄表数据，也可实时抄取任一表记当前数据及状态。
⑤用户管理：管理和控制每个单位的用量、时间等；管理用户的结算方式等。
⑥自动校时功能：定时抄表时自动较正系统内装置的时间。
⑦节点断线检测功能：信号线接触不良或断线时，系统自动显示。
⑧掉电数据保留功能：系统或某设备断电时，数据长期保留。
⑨防窃功能：对系统内违章行为进行监督。
⑩故障报警功能：可实时监测电网参数，并通过故障报警装置进行故障报警。
上述仅为本实用新型的一个具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (7)

1.一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统，其特征在于：包括有：
信息采集设备，包括有用于采集电网参数信息的若干采集终端；
Super-ZigBee无线通讯设备，由若干采集节点、若干中继节点和若干网关节点互相可通信联接形成无线自组网构成，所述采集节点可通信连接采集终端，所述采集节点直接与网关节点通信或通过中继节点与网关节点通信，无线自组网内的节点与节点之间均可建立通信路线实现互相通信；
监控中心，包括有监控主机及连接于监控主机的控制管理服务器平台，所述网关节点通过PPP服务器与监控主机通信；
及用于为信息采集设备、Super-ZigBee无线通讯设备及监控中心供电的供电设备。
2.如权利要求1所述的一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统，其特征在于：所述采集终端为电测量仪表或终端传感器。
3.如权利要求2所述的一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统，其特征在于：所述采集节点形成有用于连接采集终端的可即插即用的通信接口。
4.如权利要求3所述的一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统，其特征在于：所述采集终端通过RS232总线与采集节点可通信连接。
5.如权利要求1所述的一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统，其特征在于：所述中继节点为中继器，设置于高处用于联结采集节点和网关节点，设置有双天线，其中一天线面对网关节点，另一天线面对采集节点。
6.如权利要求1所述的一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统，其特征在于：还包括有可通信连接于监控主机的故障报警装置。
7.如权利要求1所述的一种基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统，其特征在于：所述供电设备采用太阳能节能光伏与电池进行组合供电。
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CN105119377A (zh) * 2015-09-09 2015-12-02 国网福建晋江市供电有限公司 基于Super-ZigBee物联网的电网智能监控系统及方法
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