CN205909863U - 一种避雷器温湿度在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种避雷器温湿度在线监测系统。所述系统包括：无线传感器节点、ZigBee网关、远程监控系统和通信网络；所述无线传感器节点与避雷器相连，用于将监测所述避雷器的数据上传至所述ZigBee网关；所述ZigBee网关接收所述无线传感器节点上传的数据；所述远程监控系统接收所述ZigBee网关上传的数据，并向所述ZigBee网关发出操作指令；所述ZigBee网关根据接收到的所述操作指令执行相应的操作。采用本实用新型的系统可以降低使用成本，提高系统监测的精度，并及时发出警报，可及时采取相应对策对其进行调整，加强电力系统的安全性提高系统安全性。

Description

一种避雷器温湿度在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统领域，特别是涉及一种避雷器温湿度在线监测系统。

背景技术

避雷器作为一种电力系统安全运行的重要保护设备，可以有效的避免电气设备过电压时造成的损害，因此，在输配电线路上避雷器的运用也越来越多，同时，其产生的故障也日益增多。就现阶段而言，主要的故障大多是内部受潮、运行不当、参数选择不当、本身质量和自然老化等几个方面的，所以，有效的监测其内部温湿度情况可以判断避雷器是否处于正常工作状况。

现阶段，对避雷器温湿度的监测装置大多为外部红外监测装置，其特点在于该装置独立于避雷器本体，由于其为非接触设备，红外监测设备受环境(温度、大气尘埃等)影响严重，导致其监测精确度不高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种避雷器温湿度在线监测系统，以克服非接触式检测设备受外界环境影响严重导致检测精确度不高的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种避雷器温湿度在线监测系统，所述系统包括：无线传感器节点、ZigBee网关、远程监控系统和通信网络；所述无线传感器节点与避雷器相连，用于将监测所述避雷器的数据上传至所述ZigBee网关；所述ZigBee网关用于接收所述无线传感器节点上传的数据并将接收的数据上传至所述远程监控系统；所述远程监控系统用于接收所述ZigBee网关上传的数据，并向所述ZigBee网关发出操作指令；所述ZigBee还网关用于根据接收到的所述操作指令执行相应的操作。

可选的，所述无线传感器节点具体包括：温度传感器、湿度传感器、主控芯片A和数据通信模块；所述温度传感器用于监测避雷器的温度数据并将所述温度数据传送至所述主控芯片A，所述湿度传感器用于监测所述避雷器的湿度数据并将所述湿度数据传送至所述主控芯片A，所述数据通信模块用于将所述主控芯片A接收的所述温度数据和所述湿度数据传送至所述ZigBee网关。

可选的，所述ZigBee网关具体包括：信号收集模块、主控芯片B、数据通信模块、显示模块、按键模块和报警模块；所述信号收集模块用于将接收的所述无线传感节点发送的所述温度数据和所述湿度数据传送至所述主控芯片B，所述主控芯片B用于根据接收的所述温度数据和所述湿度数据判断是否触发所述报警模块，所述数据通信模块用于将所述主控芯片B接收的所述温度数据和所述湿度数据传送至所述远程监控系统；所述信号收集模块用于接收所述远程监控系统发送的操作指令并将所述操作指令传送至所述主控芯片B，所述主控芯片B还用于根据接收的所述操作指令判断是否触发所述显示模块、是否触发按键模块、是否触发报警模块。

可选的，所述远程监控系统具体包括：监控中心上位机和信息通信模块，所述信息通信模块用于将接收所述ZigBee网关上传的数据传送至所述监控中心上位机，所述信息通信模块用于将所述监控中心上位机发送的指令传送至所述ZigBee网关。

可选的，所述系统中包括多个无线传感器节点和多个所述ZigBee网关。

可选的，所述温度传感器采用DHT11数字温湿度传感器A，所述湿度传感器采用DHT11数字温湿度传感器B，所述DHT11数字温湿度传感器A和所述DHT11数字温湿度传感器B为同一DHT11数字温湿度传感器。

可选的，所述主控芯片A为采用CC2530技术的芯片。

可选的，所述主控芯片B为采用CC2530技术的芯片。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型采用无线传感器与避雷器连接监测避雷器温湿度数据，选用Zigbee技术进行数据传输，不会受到外界环境影响系统的监测与传输结果，降低了使用成本，提高了系统监测的精度，提高了系统安全性。

2、可以实时监测避雷器的温湿度情况，不仅能在远程终端查看到所需查看的避雷器温湿度数据，还能定点在某个区域定量的查看避雷器的温湿度数据，及时发现避雷器在运行时温湿度的异常，并及时发出警报，可及时采取相应对策对其进行调整，加强电力系统的安全性。

3、引入了CC2530芯片，简化了外围电路的设计，使硬件设备更小，方便后期的使用安装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型避雷器温湿度在线监测系统实施例1的结构图；

图2为本实用新型避雷器温湿度在线监测系统实施例1无线传感器节点结构图；

图3为本实用新型避雷器温湿度在线监测系统实施例1ZigBee网关结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种避雷器温湿度在线监测系统，以克服非接触式检测设备受外界环境影响严重导致检测精确度不高的缺陷。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型避雷器温湿度在线监测系统实施例1的结构图，包括无线传感器节点101、ZigBee网关102、远程监控系统103和避雷器104。无线传感器节点101与避雷器104相连，用来监测当前避雷器104的温湿度数据，并将监测的数据上传至ZigBee网关102；ZigBee网关102根据接收的数据判断是否报警，并且将接收的数据传送至远程监控系统103；远程监控系统103向ZigBee网关102发出操作指令，ZigBee网关102根据接收到的操作指令执行相应的操作。

其中，无线传感器节点101包括：温湿度传感器1011、主控芯片1012和数据通信模块1013，温湿度传感器1011用于实时的监测避雷器的温湿度情况，并将监测的数据传送给主控芯片1012，主控芯片1012接收的避雷器温湿度数据通过数据通信模块1013传送至ZigBee网关102。本实用新型使用的无线传感器网络技术可以将各避雷器传感器节点的温湿度数据以快速、安全的方式传输给汇聚节点即网关。

ZigBee网关102包括：信号收集模块1021、主控芯片1022和数据通信模块1023，信号收集模块1021用于接收从各个无线传感器节点节点发送来的温湿度数据并将数据传送至主控芯片1022，主控芯片1022根据接收的温湿度数据判断是否报警，主控芯片1022接收的温湿度数据通过数据通信模块1023传送至远程控制系统103。当汇聚节点即ZigBee网关102接收到从各避雷器传感器节点传送的温湿度数据后，可以通过按键选择该汇聚节点所接收到的所有避雷器温湿度数据中的任一数据进行读取，并通过显示屏显示，如该汇聚节点接收到非正常温湿度数据时，报警模块就会启动，并将数据上传，或直接通过串口通讯至远程控制系统103，来提示管理者注意避雷器安全。

另外，一个避雷器器温湿度监测系统中可包括多个ZigBee网关即汇聚节点用于传输大量的避雷器无线传感器节点的温湿度数据，这样就可以实现对大面积避雷器进行远程监测与控制。

远程控制系统103包括：操作界面1031、监控中心上位机1032和信息通信模块1033。信息通信模块1033将接收ZigBee网关102上传的数据传送至监控中心上位机1032，操作界面1031进行的操作通过监控中心上位机1032以指令形式通过信息通信模块1033传送至ZigBee网关102。远程监控系统103通过人机交互界面，数据处理，供管理人员判断，或直接进行与最近的汇聚节点即ZigBee网关进行串口通讯，直接读出数据。

图2为本实用新型避雷器温湿度在线监测系统实施例1无线传感器节点结构图，温湿度传感器202选用DHT11数字温湿度传感器，DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器，精度湿度+-5％RH，温度+-2℃，量程湿度20-90％RH，温度0～50℃。另外，DHT11数字温湿度传感器采用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。温湿度传感器202包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，因此其具有超快响应、抗干扰能力强、性价比高等特点。

主控芯片201可以采用ZigBee技术，ZigBee技术是一种新兴的无线传感器网络技术，其特点如下：

1)数据传输速率低：只有10～250kbps的带宽。

2)功率低、成本低：工作周期短且应用中采用了休眠模式，故收发功耗低。

3)ZigBee数据传输速率低，协议简单，使成本大大降低。

4)网络容量大：ZigBee支持多种网络结构。

5)时延短：通常时延在15～30忙ms之间。

6)高安全性：提供了数据完整性检查和鉴定功能，采用AES-128加密算法。

主控芯片201还可以为采用CC2530技术的芯片，CC2530芯片为支持ZigBee协议的系统芯片，集微处理器和无线收发器于一体，集成了业界标准的增强型8051MCU内核以及符合IEEE802.15.4规范的2.4GHz无线收发器，丰富的硬件资源简化了外围电路的设计。CC2530芯片控制温湿度传感器202采集监测点的当前温湿度值，然后通过2.4GHz无线收发器发送给ZigBee网关。

当温湿度传感器202采集到避雷器上的温湿度数据时直接传输到主控芯片201中，数据进过主控芯片201中增强型单片机出来，在通过内部的无线收发器发出给汇聚节点即网关。

图3为本实用新型避雷器温湿度在线监测系统实施例1ZigBee网关结构图。ZigBee网关的主要作用是通过ZigBee网络将无线传感器节点的数据接收并上传到监控中心系统。首先通过ZigBee模块接收到温湿度度节点传输的数据，数据通过网关的主控芯片302，再通过串口通信或互联网等多种通信方式与监控中心相连，将温湿度数据传入主设备，供监控中心系统判断。

如图3所示，主控芯片302与单片机301通过电路相连，本部分中，单片机301的接入主要用于控制主控芯片302，并通过触发显示模块303使显示屏显示出当前避雷器的温湿度数值。当有按键操作时通过触发按键模块305进行操作，按键操作用于选择所要查看的避雷器，这里提出两种数据显示的方式供管理人员选择，一种是可直接通过按键操作从网关的显示屏上直接读出所需数据，或是该网关数据继续向上传输，直到传输到与上位机最近的网关上，通过网关与上位机的通信，读出所需查看的避雷器的数据。有两种情况可以报警模块304，一是当网关接收无线传感器传送的数据低于或高于正常数值范围时，自动触发报警模块304；另一种是接收远程监控系统发出的报警指令时触发报警模块304。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种避雷器温湿度在线监测系统，其特征在于，所述系统包括：无线传感器节点、ZigBee网关、远程监控系统和通信网络；所述无线传感器节点与避雷器相连，用于将监测所述避雷器的数据上传至所述ZigBee网关；所述ZigBee网关用于接收所述无线传感器节点上传的数据并将接收的数据上传至所述远程监控系统；所述远程监控系统用于接收所述ZigBee网关上传的数据，并向所述ZigBee网关发出操作指令；所述ZigBee还网关用于根据接收到的所述操作指令执行相应的操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线传感器节点具体包括：温度传感器、湿度传感器、主控芯片A和数据通信模块；所述温度传感器用于监测避雷器的温度数据并将所述温度数据传送至所述主控芯片A，所述湿度传感器用于监测所述避雷器的湿度数据并将所述湿度数据传送至所述主控芯片A，所述数据通信模块用于将所述主控芯片A接收的所述温度数据和所述湿度数据传送至所述ZigBee网关。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述ZigBee网关具体包括：信号收集模块、主控芯片B、数据通信模块、显示模块、按键模块和报警模块；所述信号收集模块用于将接收的所述无线传感器节点发送的所述温度数据和所述湿度数据传送至所述主控芯片B，所述主控芯片B用于根据接收的所述温度数据和所述湿度数据判断是否触发所述报警模块，所述数据通信模块用于将所述主控芯片B接收的所述温度数据和所述湿度数据传送至所述远程监控系统；所述信号收集模块用于接收所述远程监控系统发送的操作指令并将所述操作指令传送至所述主控芯片B，所述主控芯片B还用于根据接收的所述操作指令判断是否触发所述显示模块、是否触发按键模块、是否触发报警模块。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述远程监控系统具体包括：监控中心上位机和信息通信模块，所述信息通信模块用 于将接收所述ZigBee网关上传的数据传送至所述监控中心上位机，所述信息通信模块用于将所述监控中心上位机发送的指令传送至所述ZigBee网关。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统中包括多个无线传感器节点和多个所述ZigBee网关。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述温度传感器采用DHT11数字温湿度传感器A，所述湿度传感器采用DHT11数字温湿度传感器B，所述DHT11数字温湿度传感器A和所述DHT11数字温湿度传感器B为同一DHT11数字温湿度传感器。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主控芯片A为采用CC2530技术的芯片。

8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述主控芯片B为采用CC2530技术的芯片。