基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案
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一、概述
當(dāng)開關(guān)柜長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，柜內(nèi)沒(méi)有特別的通風(fēng)方式，特別是夏季，柜內(nèi)溫度較高，而目前又沒(méi)有測(cè)溫的措施，所以變電站值班人員并不知道柜內(nèi)溫度情況，采取盲運(yùn)行方式，因此不能即時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決可能存在的問(wèn)題。
傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是通過(guò)RS232或者RS485等串行總線將溫度信息發(fā)給監(jiān)測(cè)中心，由監(jiān)測(cè)中心做出處理的決定。該方法雖然簡(jiǎn)單，但是串行總線傳輸方法受串行線路等因素影響，傳輸距離有限；而且需要長(zhǎng)距離布線，維修和維護(hù)都比較困難。基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，利用成熟的無(wú)線傳輸技術(shù)，在保持系統(tǒng)可靠性的同時(shí)，保證了系統(tǒng)的先進(jìn)性。無(wú)需長(zhǎng)距離的復(fù)雜布線，每個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊安裝靈活，改動(dòng)安裝位置無(wú)需重新布線；同時(shí)由于除電力電纜以外，無(wú)需其他線路的布線，所以也就更加安全、可靠。另外，將多個(gè)電纜接頭連接成網(wǎng)絡(luò)后，便于統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)管理的網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化。
二、基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
2.1、系統(tǒng)概述
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)分三步，首先設(shè)計(jì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的終端采集設(shè)備，包括溫度傳感器選型和采集電路及處理算法實(shí)現(xiàn)；然后根據(jù)變電站特點(diǎn)設(shè)計(jì)無(wú)線傳感器終端設(shè)備的安裝；最后通過(guò)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，將其應(yīng)用到電力電纜接頭故障監(jiān)測(cè)中，使得電纜故障的監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、無(wú)線化、網(wǎng)絡(luò)化和安全化。
2.2、系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)由溫度傳感器、溫度巡檢儀、無(wú)線傳輸設(shè)備、無(wú)線監(jiān)測(cè)服務(wù)器（接收設(shè)備）及其管理軟件組成。采用新興無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)技術(shù)的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站開關(guān)柜的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，經(jīng)過(guò)與電力自動(dòng)化系統(tǒng)連接，在中心監(jiān)控室內(nèi)就可以監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)，真正做到了遠(yuǎn)距離遙測(cè)，當(dāng)被測(cè)點(diǎn)溫度超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閥值時(shí)，就發(fā)出報(bào)警信號(hào)及時(shí)提醒有關(guān)人員采取措施。
2.3、系統(tǒng)特點(diǎn)
系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、測(cè)量精度可達(dá)±0.5℃的準(zhǔn)確性；用戶可根據(jù)自己的需求設(shè)置參數(shù)的靈活性；不論是產(chǎn)品、還是工具及其維護(hù)，都具有系統(tǒng)安全性和可靠性；實(shí)現(xiàn)無(wú)線設(shè)備間自動(dòng)組網(wǎng)形成MESH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；?shí)現(xiàn)溫度定時(shí)采集方式等功能特點(diǎn)。
2.4、系統(tǒng)功能模塊簡(jiǎn)介
傳感器部分
溫度探頭：采用外加金屬殼保護(hù)套的Cu50熱電阻，測(cè)量范圍-20℃－+100℃，精度±0.2℃。由于外加金屬保護(hù)套，一方面可以在安裝的時(shí)候保護(hù)溫度探頭；另一方面由于金屬具有較好的導(dǎo)熱特性，所以能夠起到傳導(dǎo)熱量的目的。
無(wú)線網(wǎng)終端設(shè)備
無(wú)線網(wǎng)終端設(shè)備是本系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)本系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)采集及傳輸。本系統(tǒng)配置溫度傳感器接口，實(shí)現(xiàn)超溫報(bào)警。當(dāng)無(wú)線網(wǎng)終端設(shè)備去掉溫度檢測(cè)功能之后，并配置相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，就可以成為無(wú)線中繼接點(diǎn)和無(wú)線控制終端，所以無(wú)線網(wǎng)終端設(shè)備（測(cè)溫）、無(wú)線中繼接點(diǎn)、無(wú)線控制終端設(shè)備硬件上具備通用性。
無(wú)線網(wǎng)終端外形參考圖
③溫度巡檢儀
溫度巡檢儀負(fù)責(zé)采集溫度，并通過(guò)RS485傳輸送出溫度值。該巡檢儀接口豐富，可適應(yīng)多種工業(yè)環(huán)境報(bào)警或其它報(bào)警要求。面板有四個(gè)LED顯示?？膳渲脺囟葌鞲衅鲗?shí)現(xiàn)斷電超溫等聲光報(bào)警，超溫報(bào)警來(lái)電啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)。控制手段豐富：光電隔離方式2路繼電器輸出ITU（常開型）；設(shè)置方式靈活、簡(jiǎn)潔：3個(gè)按鍵，分別是功能鍵、加1及減1鍵，用來(lái)設(shè)定溫濕度的上下限。
溫度巡檢儀參考圖
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)傳輸：由于采用最新的2.4G無(wú)線通訊方式，通訊距離可達(dá)100m，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由，可以將傳輸距離增加到幾百米，甚至更遠(yuǎn)；以太網(wǎng)方式數(shù)據(jù)傳輸。在具有以太網(wǎng)接口的機(jī)房，可通過(guò)10M/100M網(wǎng)口把從無(wú)線網(wǎng)采集到的溫度通過(guò)Web方式發(fā)布。
?、莘谰o急事件處理
機(jī)房?jī)?nèi)部可安裝緊急按鈕，如遇緊急事件的發(fā)生，可人工啟動(dòng)報(bào)警裝置，通知監(jiān)控中心。
⑥控制中心的設(shè)備
控制中心設(shè)備提供兩種方案?jìng)溥x：
第一種方案：配置一臺(tái)PC機(jī)，并開發(fā)Windows上的圖形化軟件及Web服務(wù)軟件。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)溫度連續(xù)變化的情況，以曲線圖或柱狀圖的形式顯示
第二種方案：使用嵌入式Web服務(wù)器方案
傳統(tǒng)Web服務(wù)器以具有高運(yùn)算處理能力和海量存儲(chǔ)容量的工作站或PC機(jī)為硬件工作平臺(tái)，以非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件工作平臺(tái)，其上運(yùn)行的是大型復(fù)雜的服務(wù)器程序，典型的如基于WindowsNT的IIS（InternetInformationServer）、基于Unix的ApacheWebServer等。雖然功能強(qiáng)大，但同時(shí)由于設(shè)備的軟硬件平臺(tái)過(guò)龐大而復(fù)雜，需專人維護(hù)，也限制了其的廣泛使用?；谇度胧郊夹g(shù)的嵌入式Web服務(wù)器的出現(xiàn)為解決以上問(wèn)題開辟了一條嶄新途徑。
本方案Web服務(wù)器以32位嵌入式處理器為硬件工作平臺(tái)，以嵌入式多任務(wù)操作系統(tǒng)（linux）為軟件工作平臺(tái)，配以動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)、CGI等技術(shù)，在嵌入式服務(wù)器上運(yùn)行小型精簡(jiǎn)的服務(wù)器程序。而對(duì)于遠(yuǎn)端用戶來(lái)說(shuō)，訪問(wèn)嵌入式Web服務(wù)器和訪問(wèn)大型的服務(wù)器幾乎沒(méi)有差別。嵌入式服務(wù)器具備的小型化、設(shè)備功能專一而穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，可以作為Web服務(wù)器端的一個(gè)備選方案。1
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