基于无线传感器网络的变电站环境智能监测系统设计

发布时间：2017-06-02 01:20

  本文关键词：基于无线传感器网络的变电站环境智能监测系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：变电站作为电网的重要组成部分,其可靠性和安全性直接影响着智能电网的建设和整个网络的安全稳定运行,通过实际变电站环境的调研发现,变电站的运行环境复杂,基础设施和电气设备较多,是电网中存在安全隐患最多的环节,目前采用的值班人员巡检往往不能及时发现潜在的安全问题,此外人为主观因素也影响到对问题的判断,随着社会对供电可靠性的需求的增长,提高变电站监测的自动化、信息化水平,保障其运行的可靠性已成为必然选择。本文针对上述问题,设计了一个完整的变电站环境智能监测系统,并搭建了监测实验系统完成数据的采集、传输及显示。本文首先完成对基于无线传感器网络的变电站环境智能监测系统整体框架的设计,然后多次对变电站内环境进行实验,布置好需要采集的传感器节点。通过ZigBee无线通信将数据汇总到协调器,ZigBee协调器将信息通过串口或无线转发给嵌入式网关,再通过Web网页显示在PC机上,实现实时监测。针对监测系统各部分的功能,重点对系统的核心硬件部分进行选型与设计,包括终端节点、嵌入式网关。然后依据变电站现场环境的特点以及环境监测指标的需要,确定监测信息硬件节点以及不同干扰因素下节点的最优部署方案。进行了监测系统的上位机软件设计,采用嵌入式Linux操作系统搭建嵌入式Web服务器实现对环境监测数据的接收、显示等处理,在南宫市变电站实际环境进行实验,实验结果显示,设计的监测系统功能可以满足要求,对于提高变电站的管理水平可提供技术支持。
【关键词】：变电站环境监测 无线传感器 ZigBee CC2530 嵌入式网关
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM63;TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 无线传感器网络技术研究现状10-11
• 1.2.2 无线传感器网络在电力系统的应用现状11
• 1.2.3 变电站环境监测系统研究现状11-12
• 1.3 本文的主要研究内容12
• 1.4 论文工作及章节安排12-14
• 第2章 监测系统的总体设计14-22
• 2.1 系统总体设计14-16
• 2.1.1 系统设计目标14
• 2.1.2 系统结构14-16
• 2.2 系统关键技术16-20
• 2.2.1 无线传感器网络16
• 2.2.2 ZigBee技术16-18
• 2.2.3 嵌入式Web服务器相关技术18-20
• 2.3 总结20-22
• 第3章 系统软硬件设计22-34
• 3.1 系统硬件模块设计22-28
• 3.1.1 系统前端硬件设计22-24
• 3.1.2 嵌入式网关硬件设计24-28
• 3.2 系统软件设计28-32
• 3.2.1 嵌入式网关软件设计28-30
• 3.2.2 监控后台软件设计30-32
• 3.3 总结32-34
• 第4章 变电站环境监测系统实验测试34-43
• 4.1 变电站运行环境的特点34-35
• 4.1.1 电磁环境干扰34
• 4.1.2 噪声34
• 4.1.3 水环境34-35
• 4.1.4 障碍物干扰35
• 4.1.5 其它影响环境因素35
• 4.2 电磁环境对传感器的影响测量与分析35-38
• 4.2.1 无线传感器通信信号特征35-36
• 4.2.2 主变压器周围区域的电磁特性测量与分析36-37
• 4.2.3 在主变压器周围的现场抗扰度实验37-38
• 4.3 传感器节点的选择及部署38-41
• 4.3.1 南宫西里变电站规模及环境分析38-39
• 4.3.2 传感器选取与部署39-41
• 4.4 监控后台显示41-42
• 4.5 总结42-43
• 第5章 结论与展望43-44
• 参考文献44-47
• 致谢47-48
• 作者简介48

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本文编号：413942