CN206850528U - 直流微网监测用无线传感器网络协调器节点 - Google Patents

直流微网监测用无线传感器网络协调器节点 Download PDF

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Abstract

直流微网监测用无线传感器网络协调器节点。涉及无线传感器网络领域，是一种具有断电保护，电源断开后能及时传输尚未发出的信号信息，重新上电后不需要重新测量，使用方便的装置。包括协调器模块和为协调器模块提供工作电源的电源模块，电源模块与协调器模块之间设有断电保护电路，所述电源模块分别连接协调器模块和断电保护电路；断电保护电路包括常闭触点、备用电源和控制线圈，电源模块与备用电源连接，备用电源连接协调器模块，备用电源与协调器模块之间设有常闭触点，控制线圈设于电源模块上，控制线圈与常闭触点关联。本实用新型可保证整个装置的持续供电，确保工作的连续性，且断电后不需要重新测量，效率高，使用方便。

Description

直流微网监测用无线传感器网络协调器节点
技术领域
本实用新型涉及无线传感器网络领域，特别涉及一种直流微网监测用无线传感器网络协调器节点装置。
背景技术
目前直流微网作为连接分布式电源与主网的一种微网形式，能高效地发挥分布式电源的价值与效益，具备比交流微网更灵活的重构能力。直流微网的基本运行依靠各分布式电源（DER）控制器执行，但是仅依靠电源逆变器控制只能满足其局部的要求，不足以满足整个系统的要求，在一些情况下需要中央管理单元从全局角度协调各电源逆变器工作状况，调整直流微网达到新的稳态运行点。此外，直流微网的运行也需要在采集不同特性的DER 单元信息的基础上，通过配网级、微网级和单元级各控制器间的通信来实现。因此直流微网的运行控制与能量管理过程中对通信技术的可靠性和速度提出了更高的要求。在响应速度不同的设备间建立连接成为网关技术面临的挑战，对低消耗、高性能、标准型网关的需求和通信协议的标准化是能量管理系统研发中的一个重要组成部分。针对这一问题，国家知识产权局2013-5-15公开一项实用新型专利（CN 202940974 U，直流微网监测用无线传感器网络协调器节点装置）公开了一种直流微网监测用无线传感器网络协调器节点装置，属于无线传感器网络技术领域，旨在解决各发电单元地理位置分布不同而导致的铺设线路不便、投资费用高、监管不力的问题。该装置包括协调器模块和为协调器模块提供工作电源的电源模块，协调器模块包括无线微控制器、以太网控制器、无线传感器和用于对协调器模块进行计时的时钟芯片，无线微控制器通过并行接口与以太网控制器连接，以太网控制器通过网络接口芯片与监控主机通讯连接 ；时钟芯片接入无线微控制器的时钟接口，无线传感器接入无线微控制器的天线接口。该装置控制精度高、抗干扰能力强、传输可靠性高、超低功耗、网络容量大，能够灵活自动组网。但是在实际使用中发现，一旦装置意外跳电或断电，存储在装置中尚未发出的信号信息就会消失，重新上电以后需要重新测量，使用不便。
实用新型内容
本实用新型针对以上问题，提供了一种具有断电保护，电源断开后能及时传输尚未发出的信号信息，重新上电后不需要重新测量，使用方便的直流微网监测用无线传感器网络协调器节点。
本实用新型的技术方案是：包括协调器模块和为所述协调器模块提供工作电源的电源模块，所述电源模块与所述协调器模块之间设有断电保护电路，所述电源模块分别连接所述协调器模块和所述断电保护电路；
所述断电保护电路包括常闭触点、备用电源和控制线圈，所述电源模块与所述备用电源连接，所述备用电源连接所述协调器模块，所述备用电源与所述协调器模块之间设有常闭触点，所述控制线圈设于所述电源模块上，所述控制线圈与所述常闭触点关联。
所述协调器模块包括无线微控制器、以太网控制器、无线传感器和用于对协调器模块进行计时的时钟芯片，所述无线微控制器通过并行接口与所述以太网控制器连接，所述以太网控制器通过网络接口芯片与监控主机通讯连接 ；所述时钟芯片接入所述无线微控制器的时钟接口，所述无线传感器接入所述无线微控制器的天线接口。
所述以太网控制器为 CP2200 型芯片，所述时钟芯片为 DS1302 型芯片。
本实用新型在电源突然跳电或断电时用断电保护电路保证整个装置的持续供电，使得未发送的信息能够及时发送，保证了工作的连续性，断电后不需要重新测量，使用方便且效率高。使用时如果电源模块正常供电，由于线圈从电源模块取电，当电源模块正常工作时线圈得电，常闭触点断开，备用电源不接入协调器模块，电源模块给备用电源充电的同时直接给协调器模块供电，完成工作，若电源模块断电，则线圈失电，常闭触点闭合，此时备用电源接入协调器模块，使得协调器模块能够完成工作，保证了工作的连续性，断电后不需要重新测量，效率高且使用方便。
附图说明
图1是本实用新型结构框图，
图2是本实用新型断电保护电路结构框图；
图中1是协调器模块，2是电源模块，3是以太网控制器，4是无线微控制器，5是网络接口芯片，6是监控主机，7是无线传感器，8是时钟芯片，9是编程接口，10是电源节能管理电路，11是断电保护电路，111是常闭触点，112是备用电源，113是控制线圈。
具体实施方式
本实用新型如图1-2所示，包括协调器模块1和为所述协调器模块提供工作电源的电源模块2，所述电源模块与所述协调器模块之间设有断电保护电路11，所述电源模块2分别连接所述协调器模块1和所述断电保护电路11；
所述断电保护电路11包括常闭触点111、备用电源112和控制线圈113，所述电源模块2与所述备用电源连接112，所述备用电源112连接所述协调器模块1，所述备用电源与所述协调器模块1之间设有常闭触点111，所述控制线圈113设于所述电源模块上，所述控制线圈与所述常闭触点关联。在电源突然跳电或断电时用断电保护电路保证整个装置的持续供电，使得未发送的信息能够及时发送，保证了工作的连续性，断电后不需要重新测量，使用方便且效率高。
使用时如果电源模块正常供电，由于线圈从电源模块取电，当电源模块正常工作时线圈得电，常闭触点断开，备用电源不接入协调器模块，电源模块给备用电源充电的同事直接给协调器模块供电，完成工作，若电源模块断电，则线圈失电，常闭触点闭合，此时备用电源接入协调器模块，使得协调器模块能够完成工作，保证了工作的连续性，断电后不需要重新测量，效率高且使用方便。
所述协调器模块包括无线微控制器4、以太网控制器3、无线传感器7和用于对协调器模块进行计时的时钟芯片5，所述无线微控制器4通过并行接口与所述以太网控制器3连接，所述以太网控制器通过网络接口芯片5与监控主机6通讯连接 ；所述时钟芯片8接入所述无线微控制器的时钟接口，所述无线传感器接入所述无线微控制器的天线接口。无线传感器 7 与无线微控制器 4 之间为双向数据传输，无线微控制4还与编程接口9和电源节能管理电路10连接。所述以太网控制器为CP2200型芯片，所述时钟芯片为DS1302型芯片。无线微控制器为JN5139型芯片。该芯片可以进一步降低装置成本和功耗。所述以太网控制器为CP2200型芯片。CP2200型芯片支持广播和多播 MAC 寻址，具有 30Mbps 传输速率的并行主机接口，可以为具有 11 个以上端口 I/O 引脚的任何微控制器或主处理器增加以太网通信功能，适用于远程检测和监视。所述时钟芯片为 DS1302 型芯片。该芯片采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。具有电路接口简单、价格低廉、使用方便的特点。
工作时，无线传感器采集设备的数字信号并传送至无线微控制器，经无线微控制器处理后输送至以太网控制器，以太网控制器通过网络接口芯片与监控主机之间通讯，监控主机对接收到的信号作出相应分析处理并将控制、参数设置等信息反馈给以太网控制器，无线微控制器接收到以太网控制器反馈的信息后，经无线传感器对各节点作出相应控制，整个工作过程由时钟芯片计时。本实用新型基于 ZigBee 无线传感器网络和以太网相结合的混合通讯模式，具有控制精度高、抗干扰能力强、传输可靠性高、超低功耗、网络容量大，能够灵活自动组网的优点。

Claims (3)

1.直流微网监测用无线传感器网络协调器节点，包括协调器模块和为所述协调器模块提供工作电源的电源模块，其特征在于，所述电源模块与所述协调器模块之间设有断电保护电路，所述电源模块分别连接所述协调器模块和所述断电保护电路；
所述断电保护电路包括常闭触点、备用电源和控制线圈，所述电源模块与所述备用电源连接，所述备用电源连接所述协调器模块，所述备用电源与所述协调器模块之间设有常闭触点，所述控制线圈设于所述电源模块上，所述控制线圈与所述常闭触点关联。
2.根据权利要求1所述的直流微网监测用无线传感器网络协调器节点，其特征在于，所述协调器模块包括无线微控制器、以太网控制器、无线传感器和用于对协调器模块进行计时的时钟芯片，所述无线微控制器通过并行接口与所述以太网控制器连接，所述以太网控制器通过网络接口芯片与监控主机通讯连接 ；所述时钟芯片接入所述无线微控制器的时钟接口，所述无线传感器接入所述无线微控制器的天线接口。
3.根据权利要求2所述的直流微网监测用无线传感器网络协调器节点，其特征在于，所述以太网控制器为CP2200型芯片，所述时钟芯片为DS1302型芯片。
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