ZigBee在電力系統(tǒng)溫度測量中的應用
(1) 無線傳感器節(jié)點:負責采集監(jiān)測點的溫度數(shù)據(jù),并把數(shù)據(jù)通過 ZigBee網(wǎng)絡發(fā)送。
(2) ZigBee網(wǎng)絡管理器(區(qū)域數(shù)據(jù)傳輸中心):負責收集無線傳感器節(jié)點發(fā)出的溫度數(shù)據(jù),并把所收集的數(shù)據(jù)上傳到測溫主機。
(3) 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng):負責對數(shù)據(jù)接收終端進行工作參數(shù)設定,接收從系統(tǒng)中各個 ZigBee網(wǎng)關終端上傳的測溫數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)保存,分析和管理等;測溫數(shù)據(jù)可在系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫中作長期存儲記錄,供隨時查詢顯示。本文引用地址:http://2s4d.com/article/157891.htm
無線溫度采集器直接安裝在母線上,一個 ZigBee網(wǎng)絡管理器能管理多個無線傳感器節(jié)點,網(wǎng)絡管理器通過高速骨干網(wǎng)絡傳輸?shù)较到y(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫服務器,由監(jiān)控終端實時顯示數(shù)據(jù),溫度變化曲線圖,能打印相關報表,當母線溫度異常時,管理終端通過多種報警方式提醒相關人員采取措施。
3.2 無線傳感器節(jié)點
無線溫度傳感器節(jié)點是該網(wǎng)絡的基本單元,它負責獲取溫度數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的預處理,并將之傳輸?shù)絑igBee網(wǎng)絡管理器。無線溫度傳感器節(jié)點由下列部分組成:內(nèi)部集成符合 IEEE802.15.4標準的2.4GHz的射頻(RF)收發(fā)器的CC2430無線單片機 [3];美國Dallas公司推出的DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器等。DB18B20直接通過單線與CC2430單片機I/O口連接,不必另外增加專門的總線控制器,減少硬件成本。減小了無線溫度傳感器節(jié)點的體積。系統(tǒng)結構圖如圖3 CC2430無線溫度傳感器結構。
3.3 ZigBee網(wǎng)絡管理器
在該系統(tǒng)中的ZigBee網(wǎng)絡管理器集成了 ZigBee網(wǎng)絡中的網(wǎng)關和協(xié)調(diào)器的功能,具備至關重要的作用,一方面采用 ZigBee無線網(wǎng)絡方式與無線溫度傳感器節(jié)點連接,并且以固定的時間間隔對無線溫度傳感器節(jié)點進行測溫以及讀取它的工作參數(shù),同時存入內(nèi)存,這就需要每個終端為所管理的無線溫度傳感器節(jié)點設置編號表,以免發(fā)生錯亂;另一方面采用或以太網(wǎng)(或RS-485總線)與測溫主機連接,受控于測溫主機的命令而做出一系列的反映。具體功能有:接收并存儲傳感器數(shù)據(jù);管理所管轄的 ZigBee子網(wǎng);報警功能;傳輸數(shù)據(jù)給測溫主機;設定和修改終端工作參數(shù);工作狀態(tài)指示;時鐘和看門狗功能。結構如圖4所示:
無線溫度傳感器節(jié)點的工作參數(shù)(發(fā)射頻率、發(fā)射功率、采樣間隔)事先通過撥碼開關,在安裝前設定好,使用過程中無法通過無線方式修改參數(shù)。無線溫度傳感器節(jié)點與 ZigBee網(wǎng)絡管理器間的通信,無線溫度傳感器節(jié)點發(fā)送的無線數(shù)據(jù)包格式:開始標志 STX(AAH);傳感器編號 ID(4Byte);溫度數(shù)據(jù):溫度數(shù)據(jù) Temp占 2個字節(jié),其最高位( D15)表示正負(0-正,1-負);狀態(tài)字節(jié):從采集器發(fā)往接收終端的狀態(tài)字節(jié)的含義(D7C故障標志: D7=1表示有故障,這時 D6~D0為故障碼( >1);D7=0表示無故障,這時: D4~D3C采樣間隔,00-1秒,01--30秒,10-2分鐘, 11-10分鐘; D2C發(fā)射功率, 0-低,1-高;D1D0C電池電量,00-無,01-低,10-中,11-高。校驗碼 CRC8(1Byte);結束標志 ETX(55H)4 關鍵技術
4.1系統(tǒng)網(wǎng)絡設計
ZigBee網(wǎng)絡有三種網(wǎng)絡拓樸結構 [4]:星型、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡結構,由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點,最多一個主節(jié)點可管理 254個子節(jié)點;同時主節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡節(jié)點管理,最多可組成 65000個節(jié)點的大網(wǎng)。
評論