本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種避雷器溫濕度在線監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

避雷器作為一種電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保護(hù)設(shè)備，可以有效的避免電氣設(shè)備過電壓時(shí)造成的損害，因此，在輸配電線路上避雷器的運(yùn)用也越來越多，同時(shí)，其產(chǎn)生的故障也日益增多。就現(xiàn)階段而言，主要的故障大多是內(nèi)部受潮、運(yùn)行不當(dāng)、參數(shù)選擇不當(dāng)、本身質(zhì)量和自然老化等幾個(gè)方面的，所以，有效的監(jiān)測其內(nèi)部溫濕度情況可以判斷避雷器是否處于正常工作狀況。

現(xiàn)階段，對避雷器溫濕度的監(jiān)測裝置大多為外部紅外監(jiān)測裝置，其特點(diǎn)在于該裝置獨(dú)立于避雷器本體，由于其為非接觸設(shè)備，紅外監(jiān)測設(shè)備受環(huán)境(溫度、大氣塵埃等)影響嚴(yán)重，導(dǎo)致其監(jiān)測精確度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種避雷器溫濕度在線監(jiān)測系統(tǒng)，以克服非接觸式檢測設(shè)備受外界環(huán)境影響嚴(yán)重導(dǎo)致檢測精確度不高的缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下方案：

一種避雷器溫濕度在線監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：無線傳感器節(jié)點(diǎn)、ZigBee網(wǎng)關(guān)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)；所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)與避雷器相連，用于將監(jiān)測所述避雷器的數(shù)據(jù)上傳至所述ZigBee網(wǎng)關(guān)；所述ZigBee網(wǎng)關(guān)用于接收所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)并將接收的數(shù)據(jù)上傳至所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)用于接收所述ZigBee網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)，并向所述ZigBee網(wǎng)關(guān)發(fā)出操作指令；所述ZigBee還網(wǎng)關(guān)用于根據(jù)接收到的所述操作指令執(zhí)行相應(yīng)的操作。

可選的，所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)具體包括：溫度傳感器、濕度傳感器、主控芯片A和數(shù)據(jù)通信模塊；所述溫度傳感器用于監(jiān)測避雷器的溫度數(shù)據(jù)并將所述溫度數(shù)據(jù)傳送至所述主控芯片A，所述濕度傳感器用于監(jiān)測所述避雷器的濕度數(shù)據(jù)并將所述濕度數(shù)據(jù)傳送至所述主控芯片A，所述數(shù)據(jù)通信模塊用于將所述主控芯片A接收的所述溫度數(shù)據(jù)和所述濕度數(shù)據(jù)傳送至所述ZigBee網(wǎng)關(guān)。

可選的，所述ZigBee網(wǎng)關(guān)具體包括：信號(hào)收集模塊、主控芯片B、數(shù)據(jù)通信模塊、顯示模塊、按鍵模塊和報(bào)警模塊；所述信號(hào)收集模塊用于將接收的所述無線傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)送的所述溫度數(shù)據(jù)和所述濕度數(shù)據(jù)傳送至所述主控芯片B，所述主控芯片B用于根據(jù)接收的所述溫度數(shù)據(jù)和所述濕度數(shù)據(jù)判斷是否觸發(fā)所述報(bào)警模塊，所述數(shù)據(jù)通信模塊用于將所述主控芯片B接收的所述溫度數(shù)據(jù)和所述濕度數(shù)據(jù)傳送至所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)；所述信號(hào)收集模塊用于接收所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的操作指令并將所述操作指令傳送至所述主控芯片B，所述主控芯片B還用于根據(jù)接收的所述操作指令判斷是否觸發(fā)所述顯示模塊、是否觸發(fā)按鍵模塊、是否觸發(fā)報(bào)警模塊。

可選的，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具體包括：監(jiān)控中心上位機(jī)和信息通信模塊，所述信息通信模塊用于將接收所述ZigBee網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)傳送至所述監(jiān)控中心上位機(jī)，所述信息通信模塊用于將所述監(jiān)控中心上位機(jī)發(fā)送的指令傳送至所述ZigBee網(wǎng)關(guān)。

可選的，所述系統(tǒng)中包括多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)和多個(gè)所述ZigBee網(wǎng)關(guān)。

可選的，所述溫度傳感器采用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器A，所述濕度傳感器采用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器B，所述DHT11數(shù)字溫濕度傳感器A和所述DHT11數(shù)字溫濕度傳感器B為同一DHT11數(shù)字溫濕度傳感器。

可選的，所述主控芯片A為采用CC2530技術(shù)的芯片。

可選的，所述主控芯片B為采用CC2530技術(shù)的芯片。

根據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施例，本實(shí)用新型的有益效果為：

1、本實(shí)用新型采用無線傳感器與避雷器連接監(jiān)測避雷器溫濕度數(shù)據(jù)，選用Zigbee技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，不會(huì)受到外界環(huán)境影響系統(tǒng)的監(jiān)測與傳輸結(jié)果，降低了使用成本，提高了系統(tǒng)監(jiān)測的精度，提高了系統(tǒng)安全性。

2、可以實(shí)時(shí)監(jiān)測避雷器的溫濕度情況，不僅能在遠(yuǎn)程終端查看到所需查看的避雷器溫濕度數(shù)據(jù)，還能定點(diǎn)在某個(gè)區(qū)域定量的查看避雷器的溫濕度數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)避雷器在運(yùn)行時(shí)溫濕度的異常，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)，可及時(shí)采取相應(yīng)對策對其進(jìn)行調(diào)整，加強(qiáng)電力系統(tǒng)的安全性。

3、引入了CC2530芯片，簡化了外圍電路的設(shè)計(jì)，使硬件設(shè)備更小，方便后期的使用安裝。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型避雷器溫濕度在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型避雷器溫濕度在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)施例1無線傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實(shí)用新型避雷器溫濕度在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)施例1ZigBee網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型的目的是提供一種避雷器溫濕度在線監(jiān)測系統(tǒng)，以克服非接觸式檢測設(shè)備受外界環(huán)境影響嚴(yán)重導(dǎo)致檢測精確度不高的缺陷。

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本實(shí)用新型避雷器溫濕度在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)圖，包括無線傳感器節(jié)點(diǎn)101、ZigBee網(wǎng)關(guān)102、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)103和避雷器104。無線傳感器節(jié)點(diǎn)101與避雷器104相連，用來監(jiān)測當(dāng)前避雷器104的溫濕度數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測的數(shù)據(jù)上傳至ZigBee網(wǎng)關(guān)102；ZigBee網(wǎng)關(guān)102根據(jù)接收的數(shù)據(jù)判斷是否報(bào)警，并且將接收的數(shù)據(jù)傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)103；遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)103向ZigBee網(wǎng)關(guān)102發(fā)出操作指令，ZigBee網(wǎng)關(guān)102根據(jù)接收到的操作指令執(zhí)行相應(yīng)的操作。

其中，無線傳感器節(jié)點(diǎn)101包括：溫濕度傳感器1011、主控芯片1012和數(shù)據(jù)通信模塊1013，溫濕度傳感器1011用于實(shí)時(shí)的監(jiān)測避雷器的溫濕度情況，并將監(jiān)測的數(shù)據(jù)傳送給主控芯片1012，主控芯片1012接收的避雷器溫濕度數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通信模塊1013傳送至ZigBee網(wǎng)關(guān)102。本實(shí)用新型使用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以將各避雷器傳感器節(jié)點(diǎn)的溫濕度數(shù)據(jù)以快速、安全的方式傳輸給匯聚節(jié)點(diǎn)即網(wǎng)關(guān)。

ZigBee網(wǎng)關(guān)102包括：信號(hào)收集模塊1021、主控芯片1022和數(shù)據(jù)通信模塊1023，信號(hào)收集模塊1021用于接收從各個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的溫濕度數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送至主控芯片1022，主控芯片1022根據(jù)接收的溫濕度數(shù)據(jù)判斷是否報(bào)警，主控芯片1022接收的溫濕度數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通信模塊1023傳送至遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)103。當(dāng)匯聚節(jié)點(diǎn)即ZigBee網(wǎng)關(guān)102接收到從各避雷器傳感器節(jié)點(diǎn)傳送的溫濕度數(shù)據(jù)后，可以通過按鍵選擇該匯聚節(jié)點(diǎn)所接收到的所有避雷器溫濕度數(shù)據(jù)中的任一數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并通過顯示屏顯示，如該匯聚節(jié)點(diǎn)接收到非正常溫濕度數(shù)據(jù)時(shí)，報(bào)警模塊就會(huì)啟動(dòng)，并將數(shù)據(jù)上傳，或直接通過串口通訊至遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)103，來提示管理者注意避雷器安全。

另外，一個(gè)避雷器器溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)中可包括多個(gè)ZigBee網(wǎng)關(guān)即匯聚節(jié)點(diǎn)用于傳輸大量的避雷器無線傳感器節(jié)點(diǎn)的溫濕度數(shù)據(jù)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對大面積避雷器進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制。

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)103包括：操作界面1031、監(jiān)控中心上位機(jī)1032和信息通信模塊1033。信息通信模塊1033將接收ZigBee網(wǎng)關(guān)102上傳的數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心上位機(jī)1032，操作界面1031進(jìn)行的操作通過監(jiān)控中心上位機(jī)1032以指令形式通過信息通信模塊1033傳送至ZigBee網(wǎng)關(guān)102。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)103通過人機(jī)交互界面，數(shù)據(jù)處理，供管理人員判斷，或直接進(jìn)行與最近的匯聚節(jié)點(diǎn)即ZigBee網(wǎng)關(guān)進(jìn)行串口通訊，直接讀出數(shù)據(jù)。

圖2為本實(shí)用新型避雷器溫濕度在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)施例1無線傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖，溫濕度傳感器202選用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，DHT11是一款有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度傳感器，精度濕度+-5％RH，溫度+-2℃，量程濕度20-90％RH，溫度0～50℃。另外，DHT11數(shù)字溫濕度傳感器采用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性。溫濕度傳感器202包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測溫元件，因此其具有超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)。

主控芯片201可以采用ZigBee技術(shù)，ZigBee技術(shù)是一種新興的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其特點(diǎn)如下：

1)數(shù)據(jù)傳輸速率低：只有10～250kbps的帶寬。

2)功率低、成本低：工作周期短且應(yīng)用中采用了休眠模式，故收發(fā)功耗低。

3)ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，使成本大大降低。

4)網(wǎng)絡(luò)容量大：ZigBee支持多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

5)時(shí)延短：通常時(shí)延在15～30忙ms之間。

6)高安全性：提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒定功能，采用AES-128加密算法。

主控芯片201還可以為采用CC2530技術(shù)的芯片，CC2530芯片為支持ZigBee協(xié)議的系統(tǒng)芯片，集微處理器和無線收發(fā)器于一體，集成了業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051MCU內(nèi)核以及符合IEEE802.15.4規(guī)范的2.4GHz無線收發(fā)器，豐富的硬件資源簡化了外圍電路的設(shè)計(jì)。CC2530芯片控制溫濕度傳感器202采集監(jiān)測點(diǎn)的當(dāng)前溫濕度值，然后通過2.4GHz無線收發(fā)器發(fā)送給ZigBee網(wǎng)關(guān)。

當(dāng)溫濕度傳感器202采集到避雷器上的溫濕度數(shù)據(jù)時(shí)直接傳輸?shù)街骺匦酒?01中，數(shù)據(jù)進(jìn)過主控芯片201中增強(qiáng)型單片機(jī)出來，在通過內(nèi)部的無線收發(fā)器發(fā)出給匯聚節(jié)點(diǎn)即網(wǎng)關(guān)。

圖3為本實(shí)用新型避雷器溫濕度在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)施例1ZigBee網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)圖。ZigBee網(wǎng)關(guān)的主要作用是通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)將無線傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)接收并上傳到監(jiān)控中心系統(tǒng)。首先通過ZigBee模塊接收到溫濕度度節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)的主控芯片302，再通過串口通信或互聯(lián)網(wǎng)等多種通信方式與監(jiān)控中心相連，將溫濕度數(shù)據(jù)傳入主設(shè)備，供監(jiān)控中心系統(tǒng)判斷。

如圖3所示，主控芯片302與單片機(jī)301通過電路相連，本部分中，單片機(jī)301的接入主要用于控制主控芯片302，并通過觸發(fā)顯示模塊303使顯示屏顯示出當(dāng)前避雷器的溫濕度數(shù)值。當(dāng)有按鍵操作時(shí)通過觸發(fā)按鍵模塊305進(jìn)行操作，按鍵操作用于選擇所要查看的避雷器，這里提出兩種數(shù)據(jù)顯示的方式供管理人員選擇，一種是可直接通過按鍵操作從網(wǎng)關(guān)的顯示屏上直接讀出所需數(shù)據(jù)，或是該網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)繼續(xù)向上傳輸，直到傳輸?shù)脚c上位機(jī)最近的網(wǎng)關(guān)上，通過網(wǎng)關(guān)與上位機(jī)的通信，讀出所需查看的避雷器的數(shù)據(jù)。有兩種情況可以報(bào)警模塊304，一是當(dāng)網(wǎng)關(guān)接收無線傳感器傳送的數(shù)據(jù)低于或高于正常數(shù)值范圍時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警模塊304；另一種是接收遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的報(bào)警指令時(shí)觸發(fā)報(bào)警模塊304。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。