淺論高電壓設(shè)備智能監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)

龍?jiān)偃ㄋ拇娏υO(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司，四川　成都　610041）

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淺論高電壓設(shè)備智能監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)

龍?jiān)偃ㄋ拇娏υO(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司，四川成都610041）

在現(xiàn)代電力管理技術(shù)快速發(fā)展的節(jié)奏中，高電壓設(shè)備智能檢測(cè)可以十分準(zhǔn)確的而又科學(xué)化的對(duì)高電壓器產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、記錄和處理，從而來(lái)給高電壓的管理決策帶來(lái)很大的收益，還能準(zhǔn)確的及時(shí)的處理和分析事故發(fā)生的原因并解決事故，降低事故發(fā)生的頻率。高電壓智能監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)的主機(jī)組成相似，都是由硬件設(shè)施和軟件系統(tǒng)兩大主要部分組成，其中的硬件系統(tǒng)又包括顯示、溫度測(cè)試、電壓轉(zhuǎn)化、A/D采集、電源和無(wú)線幾個(gè)模塊組成，而軟件系統(tǒng)則包括一些內(nèi)部軟件的編程，軟件的流程設(shè)計(jì)、對(duì)硬件模塊的編程設(shè)計(jì)。而這些硬件和軟件的各個(gè)模塊匯集在一起組成高電壓智能監(jiān)測(cè)終端，將高電壓設(shè)備使用的電壓參數(shù)準(zhǔn)確無(wú)誤的輸入在基站，最終這些數(shù)據(jù)會(huì)在高電壓的智能監(jiān)測(cè)終端出現(xiàn)并保存。

高電壓設(shè)備；基站和無(wú)線節(jié)點(diǎn)；智能監(jiān)測(cè)終端

引言

隨著電力系統(tǒng)技術(shù)管理的快速發(fā)展，我們?nèi)粘Ｉ钪须妷菏褂玫臒o(wú)線監(jiān)測(cè)技術(shù)可以在很大程度上提高高電壓電氣設(shè)備在產(chǎn)生的電壓消耗的參數(shù)的準(zhǔn)確性，并且這項(xiàng)技術(shù)增加了對(duì)電壓參數(shù)的可靠性。無(wú)線智能監(jiān)測(cè)技術(shù)是高電壓狀態(tài)的維修體制發(fā)展過(guò)程中的必要前提和基礎(chǔ)，對(duì)高電壓智能監(jiān)測(cè)終端數(shù)據(jù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，無(wú)線電通信技術(shù)可以對(duì)高電壓設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的智能化的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，還能準(zhǔn)確對(duì)高電壓設(shè)備產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析，在對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和交互，在對(duì)高電壓智能監(jiān)測(cè)終端設(shè)備平臺(tái)進(jìn)行搭建和測(cè)試之后，對(duì)監(jiān)測(cè)終端監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性進(jìn)行升級(jí)改造。

1　高電壓監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的通訊設(shè)計(jì)

1.1高電壓設(shè)備智能終端網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)

無(wú)線局域網(wǎng)的拓?fù)浼夹g(shù)可以分為兩大類：①?zèng)]有中心分布的按比例的對(duì)等方式；②有中心進(jìn)行圍繞中心的集中控制方式。

（1）第一種是沒有中心分布的按比例對(duì)等的方式，這種沒有中心的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)主要由無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)里的任意的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，無(wú)線局域網(wǎng)內(nèi)任意的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)連接后都可以直接進(jìn)行通信交流，在這中間根本不需要設(shè)置中心的信號(hào)通信的轉(zhuǎn)接站，大部分的公共的局域網(wǎng)絡(luò)的廣播通信信道主要采用的就是這種沒有中心的無(wú)線局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在公用網(wǎng)絡(luò)整個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中任意的網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)都可以去競(jìng)爭(zhēng)公共網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)信道，按比例對(duì)等模式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的好處就是網(wǎng)絡(luò)的耐損性強(qiáng)，入網(wǎng)和建立網(wǎng)絡(luò)都相對(duì)容易一些，并且使用的費(fèi)用成本較低，但是只能是局域網(wǎng)內(nèi)的熱議的兩點(diǎn)之間的連接才可以形成拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隨意這種模式只適合在工作群使用和對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求較低的網(wǎng)絡(luò)模塊。

（2）而第二種就是有中心進(jìn)行圍繞中心的集中控制方式。在這種有中心進(jìn)行中心圍繞的集中控制方式的拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，需要一個(gè)無(wú)線基站作為無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的中線轉(zhuǎn)換站，所有的連接的節(jié)點(diǎn)之間對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)都是由這個(gè)中心站負(fù)責(zé)控制，而在這種模式下無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的中心站就必須要包括拓?fù)溥B接節(jié)點(diǎn)，才能確保與其他設(shè)備節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，這種模式在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量不斷增加的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)線路和用戶的使用量成反比，并且網(wǎng)絡(luò)吞吐和網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)性可以很好的避免，在這種模式中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中心的基站設(shè)置的布局受到環(huán)境影響的局限性較小，且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中心站還可以作為一個(gè)接入點(diǎn)計(jì)入主區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的邏輯接入點(diǎn)，但是這種模式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的抗毀性較差，一旦中心站出現(xiàn)故障會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓，而且網(wǎng)絡(luò)引入的費(fèi)用成本也十分的高。

1.2高電壓設(shè)備智能監(jiān)測(cè)終端網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)的設(shè)計(jì)

我們運(yùn)用中繼來(lái)進(jìn)行對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸來(lái)增加傳輸?shù)木嚯x，我們通過(guò)時(shí)分的方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸并且運(yùn)用中繼技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行輪番的檢查，按照順序?qū)?jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行首次監(jiān)測(cè)之后有網(wǎng)絡(luò)中心站發(fā)送給基站，再由基站通過(guò)顯示頻顯示出來(lái)并將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)，最后由上位機(jī)傳輸?shù)街悄鼙O(jiān)測(cè)終端。而這些數(shù)據(jù)會(huì)在上位機(jī)的終端上通過(guò)不同的形式呈現(xiàn)，一般是由柱狀圖、面積圖和曲線圖等這些方式將浙西而數(shù)據(jù)進(jìn)行呈現(xiàn)，為了提高檢測(cè)的效率我們需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的分析。

2　無(wú)線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件電路的設(shè)計(jì)

針對(duì)高電壓設(shè)備的智能監(jiān)測(cè)終端的硬件電路線路的設(shè)計(jì)，該節(jié)點(diǎn)選用了STC的8位微處理器主控芯片進(jìn)行設(shè)備的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸，而且該類型號(hào)的機(jī)器的單片機(jī)是宏晶科技的一種新型的耗能低的，運(yùn)行速度快的、擁有強(qiáng)大的抗干擾的單片機(jī)，在這種機(jī)器中可以任意的選擇12種時(shí)鐘機(jī)器周期和6h的時(shí)鐘周期，并且該種芯片具有很多的優(yōu)點(diǎn)而且該類系統(tǒng)的擴(kuò)展性較強(qiáng)，測(cè)量的準(zhǔn)確度要求精準(zhǔn)和控制精準(zhǔn)度較高，并且可靠性強(qiáng)，任務(wù)的實(shí)時(shí)的調(diào)度大而機(jī)器的占地面積小，體積小，反應(yīng)速度較快，操作方便對(duì)技術(shù)要求的不高。

而且在該類模式中的外圍的電路線路主要包括轉(zhuǎn)化模塊、電壓的傳感器的模塊，溫度的傳感器模塊和液晶顯示屏的顯示模塊還有無(wú)線通信的模塊。

3　監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)的核心控制模塊

在STC89C52RC的外圍的電路線路的中的TLC549A/D轉(zhuǎn)化模塊，這種模塊是從美國(guó)引進(jìn)的這類設(shè)備是由美國(guó)德州儀器公司正產(chǎn)的，這類設(shè)備可以和微處理器和控制器進(jìn)行三條口線進(jìn)行串行連接接口，系統(tǒng)時(shí)鐘和軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)之間得轉(zhuǎn)換的時(shí)間最長(zhǎng)是17，而TLC549的頻率是每一秒是4000次。

在電壓傳感器的模塊主要通過(guò)P11的接口接入設(shè)備裝置的終端并且通過(guò)電壓互感的而定的電流的數(shù)據(jù)2mA，對(duì)電流進(jìn)行整流轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成我們監(jiān)測(cè)終端需要的電流，在這種模式中模擬的電壓和被測(cè)量裝置做需要的電壓之間成正比例關(guān)系。

在傳感器的整個(gè)傳感元件和轉(zhuǎn)換電路之間集中合成在一個(gè)三極管的封閉的裝集成的電路內(nèi)，而這類數(shù)據(jù)線路的特點(diǎn)就是讓客戶可以更好的更容易組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也在為整個(gè)監(jiān)測(cè)終端的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成和組建引進(jìn)新型的理念。

在液晶顯示屏的顯示模塊中，串行數(shù)據(jù)會(huì)被分成三個(gè)字節(jié)執(zhí)行傳輸任務(wù)，在第一字節(jié)中串口控制數(shù)據(jù)傳送方向，第二字節(jié)進(jìn)行并行傳送將8位數(shù)據(jù)的高4位的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送，而第三字節(jié)就是并行將8位數(shù)據(jù)的低4位進(jìn)行串行接口接入。

在無(wú)線通信傳輸?shù)哪K，采用智能芯片作為無(wú)線傳輸模塊的技術(shù)和存儲(chǔ)支撐，該模塊主要包括信息和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)通道的控制端、對(duì)工作模式的控制端、接收模式信號(hào)和下載波以及信號(hào)的監(jiān)測(cè)的輸出的終端、還有發(fā)射接收數(shù)據(jù)信號(hào)的通道等部分組成。在這種模式中主要包括了電源的管理模塊、晶體的振蕩器。對(duì)于低噪音聲音的放大的儀器、聲音和數(shù)據(jù)傳輸頻率的合成器、電壓功率的放大器和通信協(xié)議的控制管理終端器等模塊。我們采用的這種模式具有很高的抗干擾的能力，可以很好的解決噪聲對(duì)周圍環(huán)境影響和對(duì)終端系統(tǒng)的干擾。

4　高電壓設(shè)備智能監(jiān)測(cè)終端的軟件的設(shè)計(jì)

在基站對(duì)程序設(shè)計(jì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，按照規(guī)定的時(shí)間直接的接受數(shù)據(jù)完成以后，將接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示之后發(fā)送到顯示模式中，通過(guò)顯示屏展現(xiàn)出來(lái)，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的觀測(cè)和控制管理數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸在上位機(jī)上，觀看數(shù)據(jù)的時(shí)間不會(huì)受到限制，但是數(shù)據(jù)會(huì)隨著觀看時(shí)間的變化而變化。在基站里的每個(gè)數(shù)據(jù)都要設(shè)定一個(gè)參數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn)，但是任何一個(gè)參數(shù)值超過(guò)預(yù)期設(shè)定的參數(shù)值就會(huì)出現(xiàn)誤差，醬爆系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)報(bào)警摒棄兒還能很好的顯示某個(gè)出錯(cuò)的環(huán)節(jié)。

在高電壓設(shè)備監(jiān)測(cè)終端的設(shè)計(jì)中，中繼的主要作用就是為了延長(zhǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間和距離。中繼主要是在監(jiān)測(cè)終端設(shè)備的設(shè)計(jì)中對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斪饔茫瑢⒚總€(gè)節(jié)點(diǎn)的位置準(zhǔn)確無(wú)誤的傳輸給基站，然后通過(guò)基站在傳輸?shù)缴衔粰C(jī)最終通過(guò)上位機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，從而我們可以對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析和參考。

圖1　基站軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

5　結(jié)束語(yǔ)

在高電壓設(shè)備的監(jiān)測(cè)終端的設(shè)計(jì)中，高電壓設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)是現(xiàn)代電力監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的主要的技術(shù)任務(wù)，并且可以進(jìn)而準(zhǔn)確無(wú)誤的進(jìn)行科學(xué)胡阿德對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，在這一方面可以給管理層的決策起到保障和數(shù)據(jù)支持作用，并且還能準(zhǔn)確及時(shí)對(duì)出現(xiàn)的事故進(jìn)行及時(shí)的解決和分析，從而來(lái)減少事故發(fā)生的頻率，即使發(fā)生事故可以很快解決問(wèn)題。隨著電力系統(tǒng)技術(shù)管理的快速發(fā)展，我們?nèi)粘Ｉ钪须妷菏褂玫臒o(wú)線監(jiān)測(cè)技術(shù)可以在很大程度上提高高電壓電氣設(shè)備在產(chǎn)生的電壓消耗的參數(shù)的準(zhǔn)確性，并且這項(xiàng)技術(shù)增加了對(duì)電壓參數(shù)的可靠性。無(wú)線智能監(jiān)測(cè)技術(shù)是高電壓狀態(tài)的維修體制發(fā)展過(guò)程中的必要前提和基礎(chǔ)，對(duì)高電壓智能監(jiān)測(cè)終端數(shù)據(jù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，無(wú)線電通信技術(shù)可以對(duì)高電壓設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的智能化的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，還能準(zhǔn)確對(duì)高電壓設(shè)備產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析，在對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和交互，在對(duì)高電壓智能監(jiān)測(cè)終端設(shè)備平臺(tái)進(jìn)行搭建和測(cè)試之后，對(duì)監(jiān)測(cè)終端監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性進(jìn)行升級(jí)改造。

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龍?jiān)偃?985-），男，工程師，碩士，主要從事輸電線路設(shè)計(jì)等工作。

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2095-2066（2016）19-0058-02

2016-6-22