基于ZigBee技术的SF6开关室环境监测系统设计

摘要

随着“智能电网”概念的提出，变电站作为智能电网建设的重要环节，其智能化发展越来越受到业界重视。传统的变电站高压室环境监测系统由于布线繁多，经济成本高，后期维护量大等缺点，已经不能满足变电站建设智能化、自动化、信息化的需求。由于SF6气体在电力系统设备的大量应用，其环境监测可靠性的需求愈加显著。国内外多家电力行业内知名企业和研究机构都已投入大量精力进行SF6开关室环境监测系统研究。 本文设计的SF6开关室环境监测系统综合运用无线通信技术、单片机技术、传感器技术设计一套可靠性较高的无线环境监测系统。通过对几种比较流行的无线通信方式进行比对，综合考虑实际应用情况，论文选取ZigBee无线通信技术作为设计突破口，介绍了其通信工作原理和分类形式。论文设计的环境监测系统主要由协调器、路由器、终端节点、上位机四个部分组成。协调器是整个网络建立的核心；终端节点是数据采集的源头；路由器是终端节点和协调器之间的中继设备；上位机与协调器相连，方便运行人员对现场环境实时监控。本文以支持ZigBee无线通信技术的CC2530为核心控件，采用CC2591控件增强信息采集和收发功能。为了确保测量数据的准确性，本文设计的监测系统选取先进的SF6浓度测量传感器、O2浓度测量传感器、温湿度测量传感器作为终端信息采集设备，能够实现SF6开关室环境相关数据的实时采集和传送，具备环境异常报警功能，提醒工作人员注意。 本文设计了各个节点的硬件功能实现方式以及相应供电电路，给出了各个节点的软件设计流程图，设计了协调器和上位机的通讯方式及通信转换电路。完成了监测系统软件、硬件调试，监测系统功能测试，监测系统稳定性测试，监测数据准确性校对，监测系统报警功能测试，证明本文设计的SF6开关室环境监测系统具备可靠的无线实时监测功能。

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