CN205642431U - 一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统，包括：主控模块、ZigBee无线收发模块、数据采集模块、电源模块，采集后通过无线收发，可以准确的将采集到的温度、电流、电压进数据进行显示，实现电力参数监测，以便分析电能质量各项指标，提高电能的质量，基于ZigBee传输，稳定性高，功耗低，传输距离相对较远。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力参数检测领域，尤其涉及一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统。
背景技术
近些年来，随着科学技术水平的不断提高，电力系统中电能质量在工业生产中也逐渐变得日益重要。所以，对电网参数进行及时有效的分析和检测是十分必要的。建立监测和分析电能质量各项指标的系统，可以提高电能的质量，并且可以及时地检测、更新电网中的各项指标。
目前市场上有两类电能质量测试装置，一种是功能简单价格低廉，但是不能高效地检测电能质量参数。另一种测试装置功能齐全但是价格偏高，故市场上并不普及。因此，本实用新型就是想要克服上述两种装置的弊端，所设计的电能参数测量系统既性能优良、又满足市场需求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统。
根据本实用新型一个方面，提供一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统，包括：MCU主控模块、数据采集模块、ZigBee无线收发模块、电源模块和显示及语音模块，所述MCU主控模块包括主控芯片，所述电源模块还包括电源芯片，数据采集模块连接至MCU主控模块的输入端，用于温度、电流、电压信号采集，并通过ZigBee无线收发模块实现数据的接收与发送；显示及语音模块，连接至MCU主控模块的输出端，用于显示播报所测得温度、电流、电压数值；电源 模块，连接至其他功能模块，用于整个系统的能量供应。
可选的，所述MCU主控模块包括：主控芯片。主控芯片选用TI公司生产的TMS320F2812的DSP芯片，用于实现数字信号处理。
可选的，所述ZigBee无线收发模块还包括：基于ZigBee协议栈的收发模块和无线收发器。基于ZigBee协议栈的收发模块采用顺舟科技生产的SZ05-ADV-TTL型节点；无线收发器采用MC13192和HCS08系列的芯片，通过SPI连接起来的，用于采集数据的发送与接收；
可选的，所述数据采集模块还包括：温度采集模块，采用温度传感DS18B20，用于电力设备的温度采集电力参数采集模块，采用ADE7758芯片，用于有功功率、复功率、视在功率、有效值的测量；数模转换模块组，用于将采集信号放大、滤波，并将采集的标准模拟信号转化成数字信号；所述各种信号采集模块通过数模转换模块组与所述主控芯片连接。
可选的，所述电源模块还包括：电源芯片采用LTC3440芯片，用于锂电池的电源管理。
可选的，所述显示及语音模块包括：显示屏采用LCM12864与主控芯片连接。实时控制时，用于显示电力实时信息，包括温度、电流、压力；
语音模块与主控芯片连接。电流、电压和温度产生异常信息将发出警报，用于用户警示。
本实用新型提供的一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统，可以准确地实现电力参数监测。分析电能质量各项指标，可以提高电能的质量，并且可以及时地检测、便于更新电网中的各项指标。
本实用新型采用上述技术方案，具有以下优点和积极效果：1、基于ZigBee传输，稳定性高，功耗低，传输距离相对较远。2、独特的寄生电源方式，进行远距离测温时，无需本地电源，可以在没有常规电源的条件下读取ROM。3、数据检测系统简单、精度高、连接方便、占用口线少。4、通过无线收发后，可以准确的将采集到的温度、电流、电压数据进行显示，以便及时监测分析。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例中提供的一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统结构总图；
图2为本实用新型一个实施例中提供的一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统收发结构图；
图3为本实用新型一个实施例中提供的一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统DSP原理图；
图4为本实用新型一个实施例中提供的一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统原理图；
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
根据本实用新型一个实施例，如图1所示，提供一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统，包括：MCU主控模块，ZigBee无线收发模块，数据采集模块，电源模块，显示及语音模块，所述MCU主控模块采用TI公司的TMS320F2812的DSP芯片，CPU主频高达150MHz。
所述ZigBee无线收发模块，基于ZigBee协议栈的收发模块和无线收发器。基于ZigBee协议栈的收发模块采用顺舟SZ05-ADV-TTL型无线节点，工作频率带宽是2.4GHz。无线收发器采用MC13192和HCS08系列的芯片，通过SPI连接起来的，用于采集数据的发送与接收。这个收发器包含一个低噪音放大器，1mV的输出电压，带有内部电压控制振荡器，板上的能量供应校准，以及完全的扩频编码和解码。
所述各种信号采集模块通过数模转换模块组与所述主控芯片连接。温度采集模块，采用温度传感器DS18B20，用于电力设备的温度采集。电力参数采集模块，采用ADE7758芯片，用于有功功率、复功率、视在功率、有效值的测量。数模转换模块组，用于将采集信号放大、滤波，并将采集的标准模拟信号转化成数字信号。
所述电源模块，考虑到ZigBee无线收发模块工作时所需电流较大，本设计中用于为ZigBee无线收发模块提供电源的芯片我们选择了LTC3440，LTC3440非常高效率地使用整个电池容量,可以极大地延长了锂电池的使用时间。
所述显示及语音模块，显示屏采用LCM12864与主控芯片连接。实时控制时，用于显示电力实时信息，包括温度、电流、压力。语音模块与主控芯片连接。电流、电压和温度产生异常信息将发出警报，用于用户警示。
另外，如图2所示，一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统是由 一个下位机模块和pc端构成，下位机模块与pc端之间采用无线数据通迅联系。上位机模块能对整个无线数据采集系统的运行进行管理和控制，下位机模块主要实现数据采集。该系统用传感器将现场信号转换为电信号，经过模/数转换器ADC采样、量化、编码后转换成数字信号，送到主控芯片TMS320F2812的DSP芯片进行初步处理，然后利用ZigBee无线收发模块通过无线方式将有效数据发送给接收端，接收端在接收到有效数据后将数据送入的上位机，上位机通过控制程序完成数据的显示以及对有效数据的进一步处理的任务。系统为了满足安全可靠，有足够抗干扰能力，经济合理，方便使用的设计要求，采用了模块化设计思想。采用模块化设计可以使系统结构清晰，不仅容易设计也容易管理和修改，方便系统测试和调试，有助于提高系统的可靠性和可修改性，同时，模块化设计也有助于系统的组织管理。
本实用新型采用上述技术方案，具有以下优点和积极效果：1、基于ZigBee传输，稳定性高，功耗低，传输距离相对较远。2、独特的寄生电源方式，进行远距离测温时，无需本地电源，可以在没有常规电源的条件下读取ROM。3、数据检测系统简单、精度高、连接方便、占用口线少。4、通过无线收发后，可以准确的将采集到的温度、电流、电压数据进行显示，以便及时监测分析。
由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。
Claims (6)
1.一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统，其特征在于，包括：主控模块、数据采集模块、ZigBee无线收发模块、电源模块和显示及语音模块，所述主控模块包括主控芯片，所述ZigBee无线收发模块包括基于ZigBee协议栈的收发模块和无线收发器，所述电源模块还包括电源芯片，所述数据采集模块连接至主控模块的输入端，用于温度、电流、电压信号采集，并通过ZigBee无线收发模块实现数据的接收与发送；所述显示及语音模块，连接至主控模块的输出端，用于显示播报所测得温度、电流、电压数值。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统，其特征在于，所述主控芯片选用TI公司生产的TMS320F2812的DSP芯片，用于实现数字信号处理。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统，其特征在于，所述无线收发器采用MC13192和HCS08系列的芯片，通过SPI连接起来的，用于采集数据的发送与接收。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：温度采集模块，采用温度传感器DS18B20，用于电力设备的温度采集；电力参数采集模块，采用ADE7758芯片，用于有功功率、复功率、视在功率、有效值的测量；数模转换模块组，用于将采集信号放大、滤波，并将采集的标准模拟信号转化成数字信号；所述各种信号采集模块通过数模转换模块组与所述主控芯片连接；通过数据采集模块将实时电力参数信号转化为标准信号，所述主控芯片获得信号并处理输出控制信号。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统，其特征在于，所述电源芯片采用LTC3440芯片，用于锂电池的电源管理。
6.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的电力设备参数检测系统， 其特征在于，所述显示及语音模块包括：显示屏采用LCM12864与主控芯片连接，实时控制时，用于显示电力实时信息，包括温度、电流、压力；语音模块与主控芯片连接，电流、电压和温度产生异常信息将发出警报，用于用户警示。
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| CN106707054A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-24 | 河池学院 | 一种电气设备故障诊断机器人 |
| CN111983986A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-24 | 深圳市艾威航空技术有限公司 | 一种用于生产管理的控制电路和系统 |
| CN115378135A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-11-22 | 上海百功微电子有限公司 | 一种电源管理芯片及电源能效管理系统 |
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