ZigBee在電力系統溫度測量中的應用
(1) 無線傳感器節點:負責采集監測點的溫度數據,并把數據通過 ZigBee網絡發送。
(2) ZigBee網絡管理器(區域數據傳輸中心):負責收集無線傳感器節點發出的溫度數據,并把所收集的數據上傳到測溫主機。
(3) 數據管理系統:負責對數據接收終端進行工作參數設定,接收從系統中各個 ZigBee網關終端上傳的測溫數據,并對數據保存,分析和管理等;測溫數據可在系統實時數據庫中作長期存儲記錄,供隨時查詢顯示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/157891.htm
無線溫度采集器直接安裝在母線上,一個 ZigBee網絡管理器能管理多個無線傳感器節點,網絡管理器通過高速骨干網絡傳輸到系統實時數據庫服務器,由監控終端實時顯示數據,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 無線傳感器節點
無線溫度傳感器節點是該網絡的基本單元,它負責獲取溫度數據和數據的預處理,并將之傳輸到ZigBee網絡管理器。無線溫度傳感器節點由下列部分組成:內部集成符合 IEEE802.15.4標準的2.4GHz的射頻(RF)收發器的CC2430無線單片機 [3];美國Dallas公司推出的DS18B20單線數字溫度傳感器等。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點的體積。系統結構圖如圖3 CC2430無線溫度傳感器結構。
3.3 ZigBee網絡管理器
在該系統中的ZigBee網絡管理器集成了 ZigBee網絡中的網關和協調器的功能,具備至關重要的作用,一方面采用 ZigBee無線網絡方式與無線溫度傳感器節點連接,并且以固定的時間間隔對無線溫度傳感器節點進行測溫以及讀取它的工作參數,同時存入內存,這就需要每個終端為所管理的無線溫度傳感器節點設置編號表,以免發生錯亂;另一方面采用或以太網(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據;管理所管轄的 ZigBee子網;報警功能;傳輸數據給測溫主機;設定和修改終端工作參數;工作狀態指示;時鐘和看門狗功能。結構如圖4所示:
無線溫度傳感器節點的工作參數(發射頻率、發射功率、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。無線溫度傳感器節點與 ZigBee網絡管理器間的通信,無線溫度傳感器節點發送的無線數據包格式:開始標志 STX(AAH);傳感器編號 ID(4Byte);溫度數據:溫度數據 Temp占 2個字節,其最高位( D15)表示正負(0-正,1-負);狀態字節:從采集器發往接收終端的狀態字節的含義(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系統網絡設計
ZigBee網絡有三種網絡拓樸結構 [4]:星型、片狀和網狀網絡結構,由一個主節點管理若干子節點,最多一個主節點可管理 254個子節點;同時主節點還可由上一層網絡節點管理,最多可組成 65000個節點的大網。
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