基于5.8G微波雷达蓝牙通讯技术的无线测温传感器.pdf
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1、文章编号:()基于 微波雷达蓝牙通讯技术的无线测温传感器桑川川檀亚凤(广西电网有限责任公司南宁供电局广西 南宁)摘 要:在输电线路的日常运行中各级线路设备的稳定健康运行存在着一些挑战尤其是短路、超载、老化、绝缘等引发的过温、超温故障隐患存在普遍性、隐蔽性和突发性的突出问题 本文通过基于先进的 微波蓝牙通讯技术、微传感技术、高抗干扰 封装技术打造的:微型化、低功耗、高可靠、高防护的无线温度监测传感装置可实时对各类线路、设备的温度进行监测并在发生故障时及时的进行保护、故障识别和报警进一步支撑各类场景的生产、管理关键词:微波蓝牙通讯技术微传感技术 封装技术中图分类号:文献标识码:():.:引言在科学
2、技术蓬勃发展的今天电能已经成为人类日常生活中不可或缺的重要能源工业、农业、商业以及城市居民对电力的巨大需要造成了城市之间的高压线路日益增加 由于各个行业的用电量高速增长承担着负荷传递任务的高压设备、输电线路和线路维修检测成本也在急剧增长随之而来的由于输配电站、线路和电力设备的故障引起的重大事故也与日俱增各种安全生产事故所造成的经济损失也数额巨大且无法挽回 为保障输电线路尤其是特高压重要输电通道的安全运行通常的检修维护工作模式是加强巡视即沿线路进行人工巡视用肉眼或者红外热像仪获取线路状态信息运维工作效率低下 输电线路大多地处野外自然环境复杂多变这就造成了定期线路人工巡视无法第一时间掌握线路状态且
3、设备发热缺陷突发性强需要提高缺陷处理的及时性 鉴于以上分析本文拟采用微型化、低功耗、通信可靠的输电线路状态监测装置可实时监测输电电气开关(.)的线夹温度线夹测温传感器既可满足输电线路特殊应用场景需求又可实时监测输电线路运行状态保障输电线路运行安全 系统概述 系统基本原理及结构 本文采用建立无线传感器网络的方法通过射频的方式克服了超高压输电线路上的强磁场的干扰运用纳米级定时器解决了传感器设备长时间运行定时误差较大的问题并且采用安全加密算法将远端线夹测温传感器的数据安全可靠地发送到汇集单元 汇集单元对远端传来的传感器数据进行处理运用加密算法对数据进行加密通过 模块将数据发送到主站主站对数据模块输入
4、的传感器参数通过相对应的解密算法对线夹、金具的温度数据进行处理实现温升过快报警以及阈值报警 图 为系统结构示意图传感器将线夹温度直接通过 模块上传给汇集单元汇集单元通过 网络远将数据上传到主站进行数据分析与处理传感器采用无线传输方式避免大规模布线该传感器测温精度高、温度测量范围广长期运行无需调校图 系统结构示意图 系统组成单元 系统主要由线夹测温传感器和输电综合汇集单元组成 线夹测温传感器通过射频的方式传输数据克服了超高压输电线路周围强磁场的干扰运用纳米级定时器解决了传感器设备长时间运行存在的误差问题并且采用了安全加密算法将远端传感器的数据加密后安全可靠地发送到汇集单元 输电综合汇集单元包括太
5、阳能电池板、综合数据处理单元和智能电源控制器安装于线路杆塔上或变电站内汇集单元是用于收集线路上各类传感器采集的监测数据并将数据集中于主站系统进行标准化数据通信的设备 汇集单元对远端传来的传感器数据进行处理运用加密算法对数据加密通过 模块将监测数据发送到主站主站对输入的传感器参数通过相应的解密算法对线夹、金具的温度数据进行处理得出现阶段输电线路的输送状态对动态增容提供数据支撑 组网方式 本文采用星型组网方式无线传感器组网的结构示意图如图 所示一个汇集单元可以链接多个子节点并且各个节点间的数据传输互不影响主要优点有:图 星型组网示意图 ()管理维护容易 由于所有的数据通信都要经过汇集单元汇集系统模
6、块可以接收到的所有的通信状况 ()节点扩展便捷、结构简单、移动方便 相较于其他网络拓扑结构而言星型拓扑结构管理和维护容易 节点扩展时只需要与中心节点设备建立连接即可而不会像环型网络那样“牵其一而动全局”()易于故障的诊断与隔离 由于各终端分节点都与中心节点相连故便于从中心节点对每一个节点进行测试也便于将故障节点和系统分离 由于星型组网具备以上几种优势使得其成为组网方法中首选采用的网络拓扑方法之一而如何减少星形组网中各结点之间的通信冲突则成为了最关键的课题 本文通过被动分片的方法处理终端结点的通信问题这样的处理方式可以使得各个终端结点之间彼此相互独立使信息通讯更有秩序且通信质量较好降低了结点之间
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