CN209027581U - 一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，包括监测系统主控单元、测温无线传感器节点、弧光无线传感器节点和局部放电无线传感器节点，所述监测系统主控单元包括主控制器、电源模块和射频匹配模块，电源模块的输出端与主控制器电性连接，射频匹配模块电性连接有主控制器和第一天线。本基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，分布式的开关柜内的实时温度、弧光、局部放电等监测系统，最大限度地保证开关柜内的工作安全稳定，由于开关柜组合数量大、传感器数量多，设计基于6LoWPAN无线传感器网络的分布式监测系统，不仅在传感器节点数量、数据传输实时性、系统易扩展性上比传统有线方案上有了很大的性能提升。

Description

一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统

技术领域

本实用新型涉及无线物联网技术领域，具体为一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统。

背景技术

开关柜的作用是接受和分配电能，其内部设备如隔离开关、母线、动静触头、电缆头等连接部分，在电流通过时因故导致温度升高，将引起设备老化，绝缘下降，同时接地故障等产生的高能量电弧光会在短时间内损害并烧毁开关柜。因此设计一个分布式的开关柜内的实时温度、弧光、局部放电等监测系统，最大限度地保证开关柜内的工作安全稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，具有安全稳定、施工简易的优点，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，包括监测系统主控单元、测温无线传感器节点、弧光无线传感器节点和局部放电无线传感器节点，所述监测系统主控单元包括主控制器、电源模块和射频匹配模块，电源模块的输出端与主控制器电性连接，射频匹配模块电性连接有主控制器和第一天线，主控制器内设有总线接口、第一数据处理模块和第一射频收发模块，总线接口电性连接有液晶显示屏和以太网模块，以太网模块的输出端电性连接有继保模块，所述测温无线传感器节点包括控制单元和电池电源单元，电池电源单元的输出端与控制单元电性连接，控制单元内设有数据采集模块、第二数据处理模块、数据储存模块和第二射频收发模块，数据采集模块的输入端电性连接有信号调理模块，信号调理模块的输入端电性连接有传感器，第二射频收发模块连接有第二天线。

优选的，所述弧光无线传感器节点和局部放电无线传感器节点均与测温无线传感器节点的内部结构相同。

优选的，所述测温无线传感器节点、弧光无线传感器节点和局部放电无线传感器节点内的传感器分别对应为温湿度传感器、弧光传感器和局部放电传感器。

优选的，所述测温无线传感器节点、弧光无线传感器节点和局部放电无线传感器节点均安装在开关柜内。

优选的，所述第一天线与第二天线无线连接。

优选的，所述测温无线传感器节点、弧光无线传感器节点和局部放电无线传感器节点均具备独立IPv6地址。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，分布式的开关柜内的实时温度、弧光、局部放电等监测系统，最大限度地保证开关柜内的工作安全稳定，由于开关柜组合数量大、传感器数量多，设计基于6LoWPAN无线传感器网络的分布式监测系统，不仅在传感器节点数量、数据传输实时性、系统易扩展性上比传统有线方案上有了很大的性能提升，而且分布式6LoWPAN网络数据稳定、施工简易、用户可以很方便的在当前的开关柜内集成本实时状态监测系统，保护开关柜的安全工作。

附图说明

图1为本实用新型的网络拓扑结构；

图2为本实用新型的监测系统主控单元模块图；

图3为本实用新型的测温无线传感器节点模块图。

图中：1、监测系统主控单元；11、主控制器；111、总线接口；112、第一数据处理模块；113、第一射频收发模块；12、电源模块；13、射频匹配模块；14、第一天线；15、液晶显示屏；16、以太网模块；17、继保模块；2、测温无线传感器节点；21、控制单元；211、数据采集模块；212、第二数据处理模块；213、数据储存模块；214、第二射频收发模块；22、电池电源单元；23、信号调理模块；24、传感器；25、第二天线；3、弧光无线传感器节点；4、局部放电无线传感器节点。

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。

请参阅图1-3，一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，包括监测系统主控单元1、测温无线传感器节点2、弧光无线传感器节点3和局部放电无线传感器节点4，监测系统主控单元1包括主控制器11、电源模块12和射频匹配模块13，电源模块12的输出端与主控制器11电性连接，射频匹配模块13电性连接有主控制器11和第一天线14，主控制器11内设有总线接口111、第一数据处理模块112和第一射频收发模块113，总线接口111电性连接有液晶显示屏15和以太网模块16，以太网模块16的输出端电性连接有继保模块17，第一天线14与射频匹配模块13接收无线信号进入主控制器11内，6LoWPAN协议栈解析处理，测温无线传感器节点2包括控制单元21和电池电源单元22，电池电源单元22的输出端与控制单元21电性连接，控制单元21内设有数据采集模块211、第二数据处理模块212、数据储存模块213和第二射频收发模块214，数据采集模块211的输入端电性连接有信号调理模块23，信号调理模块23的输入端电性连接有传感器24，第二射频收发模块214连接有第二天线25，第一天线14与第二天线25无线连接，弧光无线传感器节点3和局部放电无线传感器节点4均与测温无线传感器节点2的内部结构相同，测温无线传感器节点2、弧光无线传感器节点3和局部放电无线传感器节点4内的传感器24分别对应为温湿度传感器、弧光传感器和局部放电传感器，测温无线传感器节点2、弧光无线传感器节点3和局部放电无线传感器节点4均安装在开关柜内，传感器负责采集开关柜内模拟信号，模拟信号经过信号调理模块23进入控制单元21内第二数据处理模块212处理为数字信号，控制单元21处理信号后经过第二射频收发模块214给就近的各无线传感器节点，测温无线传感器节点2、弧光无线传感器节点3和局部放电无线传感器节点4均具备独立IPv6地址，可通过监测系统主控单元1很方便的查询到各节点的实时监测数据。

工作过程：6LoWPAN无线传感器网络自组网完成后各节点开始监测数据，各节点通过多跳方式在6LoWPAN网络中选择最优路径，将数据传输到监测系统主控单元1，由于各节点具备独立IPv6地址，可通过监测系统主控单元1很方便的查询到各节点的实时监测数据，各节点数据可通过液晶显示屏15显示，也可通过以以太网模块16向开关柜继电保护装置发送实时数据，监测开关柜内实时状态、保护开关柜安全工作。

综上所述：本基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，分布式的开关柜内的实时温度、弧光、局部放电等监测系统，最大限度地保证开关柜内的工作安全稳定，由于开关柜组合数量大、传感器数量多，设计基于6LoWPAN无线传感器网络的分布式监测系统，不仅在传感器节点数量、数据传输实时性、系统易扩展性上比传统有线方案上有了很大的性能提升，而且分布式6LoWPAN网络数据稳定、施工简易、用户可以很方便的在当前的开关柜内集成本实时状态监测系统，保护开关柜的安全工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，包括监测系统主控单元(1)、测温无线传感器节点(2)、弧光无线传感器节点(3)和局部放电无线传感器节点(4)，其特征在于：所述监测系统主控单元(1)包括主控制器(11)、电源模块(12)和射频匹配模块(13)，电源模块(12)的输出端与主控制器(11)电性连接，射频匹配模块(13)电性连接有主控制器(11)和第一天线(14)，主控制器(11)内设有总线接口(111)、第一数据处理模块(112)和第一射频收发模块(113)，总线接口(111)电性连接有液晶显示屏(15)和以太网模块(16)，以太网模块(16)的输出端电性连接有继保模块(17)，所述测温无线传感器节点(2)包括控制单元(21)和电池电源单元(22)，电池电源单元(22)的输出端与控制单元(21)电性连接，控制单元(21)内设有数据采集模块(211)、第二数据处理模块(212)、数据储存模块(213)和第二射频收发模块(214)，数据采集模块(211)的输入端电性连接有信号调理模块(23)，信号调理模块(23)的输入端电性连接有传感器(24)，第二射频收发模块(214)连接有第二天线(25)。

2.根据权利要求1所述的一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，其特征在于：所述弧光无线传感器节点(3)和局部放电无线传感器节点(4)均与测温无线传感器节点(2)的内部结构相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，其特征在于：所述测温无线传感器节点(2)、弧光无线传感器节点(3)和局部放电无线传感器节点(4)内的传感器(24)分别对应为温湿度传感器、弧光传感器和局部放电传感器。

4.根据权利要求1所述的一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，其特征在于：所述测温无线传感器节点(2)、弧光无线传感器节点(3)和局部放电无线传感器节点(4)均安装在开关柜内。

5.根据权利要求1所述的一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，其特征在于：所述第一天线(14)与第二天线(25)无线连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于6LoWPAN的开关柜内实时状态监测系统，其特征在于：所述测温无线传感器节点(2)、弧光无线传感器节点(3)和局部放电无线传感器节点(4)均具备独立IPv6地址。