CN205681183U - 变电站蓄电池组状态监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种变电站蓄电池组状态监测装置，包括MCU控制模块，所述MCU控制模块是由采用ARM9架构的处理器和存储器构成；ZigBee通信模块通过串行总线与MCU控制模块的处理器连接进行数据传递；GPRS通信模块通过串行总线与MCU控制模块的处理器连接进行数据传递；人机交互模块通过串行总线与MCU控制模块的处理器连接，用于实现该监测装置的参数设定，以及监测数据的实时显示输出。有益效果是：通过ZigBee通信模块使用ZigBee个域无线网络技术，摒弃了传统变电站监测现场传感器布线的繁杂工作，实现了系统的快速、安全、高效部署，省时省力；通过GPRS通信模块使用远程GPRS无线网络，能够保证现场监测数据实时、优质的传回远端监控中心。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能型监测系统，尤其涉及一种基于无线网络技术的在线式变电站蓄电池组状态监测装置。
背景技术
现有在线式变电站蓄电池组状态监测装置通常采用有线方式实现其与采集传感器及远端上位机的通信连接，即所有蓄电池组及蓄电池单体上附着的数据采集传感器与智能监测单元之间采用有线方式(SPI或I2C总线)连接，而智能监测单元与远端上位机之间也采用有线网络连接(TCP/IP协议以太网)。如公告号为CN104635167A的中国发明专利即公开了“一种变电站蓄电池在线监测系统及方法”，其监测单元通过有线方式(I2C总线)连接数据采集传感器，通过RJ45/IEEE802.3有线网络与远端上位机进行通讯连接。
此种通过有线网络进行数据采集及远程传输的方式，在部署及使用上存在一些缺陷：不仅对现有变电站蓄电池组进行传感器布线比较繁琐，既影响美观，又耗时耗力；而且在一些偏远的变电站，不便实现有线网络接入，就无法完成蓄电池组监测数据的远程传输。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无需布线便可实现快速、安全、高效部署，省时省力，能够保证现场监测数据实时、优质的传回远端监控中心的变电站蓄电池组状态监测装置。
为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种变电站蓄电池组状态监测装置，包括MCU控制模块，其特殊之处是：
所述MCU控制模块是由采用ARM9架构的处理器和存储器构成；
ZigBee通信模块，其通过串行总线与MCU控制模块的处理器连接进行数据传递，用于通过ZigBee无线网络与变电站蓄电池上安装的无线传感器装置进行通信并将接收到的蓄电池组状态数据传给MCU控制模块；
GPRS通信模块，其通过串行总线与MCU控制模块的处理器连接进行数据传递，用于将该监测装置采集到的变电站蓄电池组状态数据通过GPRS移动通信网络实时传送给远端监控中心上位机系统，同时可接收远端上位机系统的特定数据查询指令；
人机交互模块，其通过串行总线与MCU控制模块的处理器连接，用于实现该监测装置的参数设定，以及监测数据的实时显示输出。
作为进一步优选，所述MCU控制模块的处理器采用AT91SAM9261芯片。
作为进一步优选，所述存储器分为64M NAND Flash和64M SDRAM。
作为进一步优选，所述ZigBee通信模块采用CC2430芯片。
作为进一步优选，所述GPRS通信模块采用SIM300芯片。
作为进一步优选，所述人机交互模块是由LCD液晶屏和输入按键构成。
作为进一步优选，该监测装置还设有机壳和安装在机壳前端的面板，所述MCU控制模块、ZigBee通信模块和GPRS通信模块分别设在机壳内，所述LCD液晶屏和输入按键分别设在面板上。
本实用新型的有益效果是：该变电站蓄电池组状态监测装置采用ZigBee无线网络和GPRS移动通信网络两种无线网络通讯技术设计实现，在完成变电站电池组运行状态监测、分析、预警、报警的同时，通过ZigBee通信模块使用ZigBee个域无线网络技术，摒弃了传统变电站监测现场传感器布线的繁杂工作，实现了系统的快速、安全、高效部署，省时省力；通过GPRS通信模块使用远程GPRS无线网络，解决了一些偏远电站有线网络无法接入导致的远程通讯难题，能够保证现场监测数据实时、优质的传回远端监控中心。
附图说明
图1是本实用新型的内部结构原理图。
图2是本实用新型ZigBee通信模块的结构框图
图3是本实用新型GPRS通信模块的结构框图。
图4是本实用新型的机壳外观示意图。
图中：MCU控制模块1，处理器2，SDRAM存储器3，NAND Flash存储器4，UART串行总线5，GPRS通信模块6，ZigBee通信模块7，人机交互模块8，机壳9，CC2430芯片10，射频开关11，低噪放大器12，功率放大器13，天线14，串行通讯接口15，SIM卡槽接口16，指示灯17，SIM300芯片18，天线19，开关电源20，面板21，输入按键22，LCD液晶屏23。
具体实施方式
如图1-图4所示，本实用新型涉及的一种变电站蓄电池组状态监测装置，包括机壳9和安装在机壳9前端的面板21，在机壳内分别设有MCU控制模块1、ZigBee通信模块7和GPRS通信模块6，所述MCU控制模块1是由采用ARM9架构的处理器2和存储器构成；所述处理器2优选用AT91SAM9261芯片，所述存储器分为64M NAND Flash存储器4和64M SDRAM存储器3，其中NAND Flash优选用K9F1208U0B。
所述ZigBee通信模块通过UART串行总线5与MCU控制模块的处理器连接进行数据传递，用于通过ZigBee无线网络与变电站蓄电池上安装的无线传感器装置进行通信并将接收到的蓄电池组状态数据(如电流、电压、内阻等)传给MCU控制模块。所述ZigBee通信模块包括采用的CC2430芯片10，在CC2430芯片10的I/O端口依次连接射频开关11和天线14，所述射频开关为二个并在二个射频开关之间并联有低噪放大器12和功率放大器13。
所述GPRS通信模块通过UART串行总线与MCU控制模块的处理器连接进行数据传递，用于将该监测装置采集到的变电站蓄电池组状态数据通过GPRS移动通信网络实时传送给远端监控中心上位机系统，同时可接收远端上位机系统的特定数据查询指令。所述GPRS通信模块通过该监测装置上统一的开关电源供电，GPRS通信模块包括采用的SIM300芯片18，在SIM300芯片18上分别连接有天线19、开关电源20、串行通讯接口15、SIM卡槽接口16和指示灯17。
人机交互模块8通过串行总线与MCU控制模块的处理器连接，用于实现该监测装置的参数设定，以及监测数据的实时显示输出。所述人机交互模块8是由LCD液晶屏23和输入按键22构成，LCD液晶屏23和输入按键22分别安装在面板上。LCD显示屏既可以用来显示实时监控的蓄电池组状态数据，也可以按照按键功能定义显示的数据。通过输入按键可完成对系统的参数设置、历史数据查询、报警记录查看等人机交互工作。
系统启动后，由ZigBee通信模块从部署在蓄电池组上的无线传感器接收采集到的蓄电池组及单体的电压、电流、内阻、表面温度等实时数据，通过内部串行总线UART传输给处理器，由处理器负责将数据进行分析、处理，并判断该数据是否在合理的运行范围内，如果数据超出预设范围，则报警。以上所述实时数据，在内部程序处理完成后，MCU控制模块将其分屏滚动显示在LCD液晶屏上。上述数据显示的同时，处理器控制存储芯片NAND Flash进行数据的归档保存。
当MCU控制模块获取并处理完相关的蓄电池组运行状态数据后，如需将数据上传到远端控制中心的上位机中，则MCU控制模块的处理器通过UART串行总线将数据经由串口发送到SIM300芯片，该芯片模块通过引脚连接的SIM卡插槽中插入一张可用的SIM卡。当数据送达SIM300芯片后，该芯片通过协议栈对数据进行编码处理后，通过天线以无线电信号发射给附近的移动网络基站，利用移动网络传输给远端上位机。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (7)
1.一种变电站蓄电池组状态监测装置，包括MCU控制模块，其特征是：
所述MCU控制模块是由采用ARM9架构的处理器和存储器构成；
ZigBee通信模块，其通过串行总线与MCU控制模块的处理器连接进行数据传递，用于通过ZigBee无线网络与变电站蓄电池上安装的无线传感器装置进行通信并将接收到的蓄电池组状态数据传给MCU控制模块；
GPRS通信模块，其通过串行总线与MCU控制模块的处理器连接进行数据传递，用于将该监测装置采集到的变电站蓄电池组状态数据通过GPRS移动通信网络实时传送给远端监控中心上位机系统，同时可接收远端上位机系统的特定数据查询指令；
人机交互模块，其通过串行总线与MCU控制模块的处理器连接，用于实现该监测装置的参数设定，以及监测数据的实时显示输出。
2.根据权利要求1所述的变电站蓄电池组状态监测装置，其特征是：所述MCU控制模块的处理器采用AT91SAM9261芯片。
3.根据权利要求1或2所述的变电站蓄电池组状态监测装置，其特征是：所述存储器分为64M NAND Flash和64M SDRAM。
4.根据权利要求1所述的变电站蓄电池组状态监测装置，其特征是：所述ZigBee通信模块采用CC2430芯片。
5.根据权利要求1所述的变电站蓄电池组状态监测装置，其特征是：所述GPRS通信模块采用SIM300芯片。
6.根据权利要求1所述的变电站蓄电池组状态监测装置，其特征是：所述人机交互模块是由LCD液晶屏和输入按键构成。
7.根据权利要求6所述的变电站蓄电池组状态监测装置，其特征是：该监测装置还设有机壳和安装在机壳前端的面板，所述MCU控制模块、ZigBee通信模块和GPRS通信模块分别设在机壳内，所述LCD液晶屏和输入按键分别设在面板上。
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