變電站直流屏的無線傳感器網絡監測裝置的製作方法
2023-06-04 08:11:31 1
專利名稱：變電站直流屏的無線傳感器網絡監測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於蓄電池檢測技術領域，特別涉及變電站直流屏的無線傳感器網絡監測技術領域。
背景技術：
變電站直流系統是變電站安全、穩定運行的必要條件，直流屏用的蓄電池組通常 採用熱備用狀態，由充電機對其進行浮充電，在交流電全失的事故情況下，由蓄電池組承擔直流系統的負荷。蓄電池組需要常規的均充或浮充電管理外，還要巡檢蓄電池組的日常工作狀態，在國內對蓄電池組的維護及性能評價，大都停留在傳統的檢測方法上。主要有每年一次通過放電試驗，判斷蓄電池容量；輸出大電流的特性測試；單只蓄電池的端電壓測量等。這些方法無法對處於工作狀態的蓄電池進行狀態監測，無法及時發現有故障的蓄電池，運行初期此問題不是很明顯，隨著若干年的運行，此問題將更突出。鑑於上述原因，變電站多採用有線方式對蓄電池組的運行狀態進行實時監測，主要巡檢蓄電池的端電壓，不能完全反應蓄電池的運行狀態。因此，對蓄電池組進行實時有效的運行狀態、故障在線分析與診斷顯得十分重要。我國最近幾年蓄電池組監測技術的快速發展，較多的有線監測蓄電池的電壓、電流和內阻等的設備投入運行，但是電纜線較多不利於安裝和維護。
發明內容本實用新型目的是設計一種精度高、抗幹擾能力強、超低功耗、工作穩定的變電站直流屏的無線傳感器網絡監測裝置。本實用新型包括監控中心、無線網絡協調器、路由節點和若干直流屏的蓄電池傳感器節點；各直流屏的蓄電池傳感器節點包括一隻控制晶片，在所述控制晶片的輸入端分別連接該直流屏的蓄電池的溫度信號採樣模塊、直流屏的蓄電池電流採樣模塊、直流屏的蓄電池的電壓採樣模塊，在所述控制晶片的輸入端還連接時鐘模塊，所述控制晶片還連接天線；各直流屏的蓄電池傳感器節點的天線通過路由節點與無線網絡協調器連接，無線網絡協調器與監控中心信號連接。本實用新型通過對蓄電池組和單體蓄電池低成本無線傳感器網絡設計和開發，為直流屏蓄電池的故障診斷提供大量的內部實時信息，可以解決因大量測點的存在而出現電纜成本高和施工困難問題、蓄電池溫度和電氣參數監測的靈敏度低和定位困難問題。在獲取蓄電池溫度、電壓和電流等信息的基礎上，通過對蓄電池的特性的實時檢測、歷史存儲、統計和推理，從而能夠解決蓄電池端電壓不足、電池開路、內阻明顯變大、容量不足、瞬間放電電流不滿足負載要求等故障。並且能夠精確定位，防止故障的進一步擴大，提高變電站直流系統供電的可靠性和供電質量具有重要意義。本實用新型所述直流屏的蓄電池傳感器節點的控制晶片還連接編程接口模塊。本實用新型所述無線網絡協調器包括以JN5139控制晶片為核心的無線射頻晶片模塊、LPC2210微控制模塊、乙太網控制模塊和乙太網接口模塊，所述無線射頻晶片模塊通過LPC2210微控制模塊與乙太網控制模塊連接，所述乙太網控制模塊與乙太網接口模塊連接。本實用新型所述直流屏的蓄電池傳感器節點的控制晶片為JN5139無線控制晶片。本實用新型所述直流屏的蓄電池傳感器節點的直流屏的溫度信號採樣模塊由SHTll集成晶片和相應的調理電路組成。本實用新型所述直流屏的蓄電池傳感器節點的直流屏的電流採樣模塊由霍爾直流電流傳感器TBC10SY和相應的調理電路組成。本實用新型所述直流屏的蓄電池傳感器節點的直流屏的電壓採樣模塊為分壓電阻取樣模塊。
圖I為本實用新型的數據流框圖。圖2為本實用新型的無線網絡協調器結構原理框圖。圖3為本實用新型的直流屏電池傳感器節點框圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型包括一個監控中心a、無線網絡協調器b、若干路由節點c和若干直流屏的蓄電池傳感器節點d。如圖3所示，各直流屏的蓄電池傳感器節點d設有一隻控制晶片8，在控制晶片8的輸入端分別連接該直流屏的蓄電池的溫度信號採樣模塊5、直流屏的蓄電池電流採樣模塊6、直流屏的蓄電池的電壓採樣模塊7，在控制晶片8的輸入端還連接時鐘模塊9，控制晶片還連接天線10和編程接口模塊11。各直流屏的蓄電池傳感器節點d的天線通過路由節點c與無線網絡協調器b信號連接，無線網絡協調器b與監控中心a信號連接。如圖2所示，無線網絡協調器b包括以JN5139控制晶片為核心的無線射頻晶片模塊I、LPC2210微控制模塊2、乙太網控制模塊3和乙太網接口模塊4，無線射頻晶片模塊I通過LPC2210微控制模塊2與乙太網控制模塊3連接，乙太網控制模塊3與乙太網接口模塊4連接。本實用新型直流屏的蓄電池傳感器節點的控制晶片8為JN5139無線控制晶片，直流屏的蓄電池溫度信號採樣模塊5由SHTll集成晶片和相應的調理電路組成，直流屏的蓄電池電流採樣模塊6由霍爾直流電流傳感器TBC10SY和相應的調理電路組成，直流屏的蓄電池電壓採樣模塊7為分壓電阻取樣模塊。本實用新型採用了基於英國Jennic公司的高性能、低功耗無線SOC模塊(JN5139 )蓄電池傳感器節點；同時開發了基於LPC2210微控制器的協調器節點，構成無線傳感器網絡裝置。蓄電池組傳感器節點，通過獲取蓄電池溫度、電流和電壓等參數，為蓄電池的內部運行狀態和故障診斷提供大量的內部信息，解決蓄電池的溫度和電氣參數監測的靈敏度低和定位困難問題。協調器節點完成傳感器節點的信息收集的節點的協調工作，實現internet的接口。通過對蓄電池運行特性的實時檢測、歷史存儲、統計和推理，從而能夠精、確診斷和定位，防止故障的進一步擴大，提高直流系統供 電的可靠性和供電質量具有重要意義。
權利要求1.變電站直流屏的無線傳感器網絡監測裝置，其特徵在於包括監控中心、無線網絡協調器、路由節點和若干直流屏的蓄電池傳感器節點；各直流屏的蓄電池傳感器節點包括一隻控制晶片，在所述控制晶片的輸入端分別連接該直流屏的蓄電池的溫度信號採樣模塊、直流屏的蓄電池電流採樣模塊、直流屏的蓄電池的電壓採樣模塊，在所述控制晶片的輸入端還連接時鐘模塊，所述控制晶片還連接天線；各直流屏的蓄電池傳感器節點的天線通過路由節點與無線網絡協調器連接，無線網絡協調器與監控中心信號連接。
2.根據權利要求I所述變電站直流屏的無線傳感器網絡監測裝置，其特徵在於所述直流屏的蓄電池傳感器節點的控制晶片還連接編程接ロ模塊。
3.根據權利要求I所述變電站直流屏的無線傳感器網絡監測裝置，其特徵在於所述無線網絡協調器包括以JN5139控制晶片為核心的無線射頻晶片模塊、LPC2210微控制模塊、乙太網控制模塊和乙太網接ロ模塊，所述無線射頻晶片模塊通過LPC2210微控制模塊與乙太網控制模塊連接，所述乙太網控制模塊與乙太網接ロ模塊連接。
4.根據權利要求I所述變電站直流屏的無線傳感器網絡監測裝置，其特徵在於所述直流屏的蓄電池傳感器節點的控制晶片為JN5139無線控制晶片。
5.根據權利要求I所述變電站直流屏的無線傳感器網絡監測裝置，其特徵在於所述直流屏的蓄電池傳感器節點的直流屏的溫度信號採樣模塊由SHTll集成晶片和相應的調理電路組成。
6.根據權利要求I所述變電站直流屏的無線傳感器網絡監測裝置，其特徵在於所述直流屏的蓄電池傳感器節點的直流屏的電流採樣模塊由霍爾直流電流傳感器TBC10SY和相應的調理電路組成。
7.根據權利要求I所述變電站直流屏的無線傳感器網絡監測裝置，其特徵在於所述直流屏的蓄電池傳感器節點的直流屏的電壓採樣模塊為分壓電阻取樣模塊。
專利摘要變電站直流屏的無線傳感器網絡監測裝置，屬於蓄電池檢測技術領域，各直流屏的蓄電池傳感器節點的控制晶片的輸入端分別連接該直流屏的蓄電池的溫度信號採樣模塊、直流屏的蓄電池電流採樣模塊、直流屏的蓄電池的電壓採樣模塊，在控制晶片的輸入端連接時鐘模塊，控制晶片連接天線；各直流屏的蓄電池傳感器節點的天線通過路由節點與無線網絡協調器連接，無線網絡協調器與監控中心信號連接。本實用新型通過對蓄電池組和單體蓄電池低成本無線傳感器網絡設計和開發，為直流屏蓄電池的故障診斷提供大量的內部實時信息，可以解決因大量測點的存在而出現電纜成本高和施工困難問題、蓄電池溫度和電氣參數監測的靈敏度低和定位困難問題。
文檔編號G08C17/02GK202383266SQ20112056053
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者史旺旺, 張劍峰, 楊鵬, 沈楚焱, 許慶婷 申請人:揚州大學