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基于ZigBee的高压开关柜触头温度在线监测系统研究

作　者: 丁道振
导　师: 崔博文
学　校: 集美大学
专　业: 轮机工程
关键词: 高压开关柜 ZigBee 触头温度 在线监测
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


作为输配电领域的关键设备，高压开关柜承担着闭合和断开电力线路的重要作用。在长期运行过程中，高压开关触头因多种原因造成接触不良，引起触头温度升高，严重时可能出现烧毁触头，甚至导致大面积停电事故的发生。为保证高压开关柜的正常运行，有必要对高压开关柜触头温度进行在线监测，及时发现系统故障隐患，从而提高电力系统工作的可靠性。在综合国内外高压开关柜温度在线监测系统研究现状的基础上，本文提出了一种基于ZigBee的无线温度监测方案，并解决了高压端监测电路供电问题。系统主要由测温节点、协调器和上位机监测软件三个部分组成。论文分析了ZigBee无线通信技术，构建了基于ZigBee的高压开关柜触头温度在线监测系统。该监测系统主要由测温节点、协调器和上位机监测软件三个部分组成。在硬件设计上，采用片上系统芯片CC2530和高精度数字式温度传感器DS18B20设计了测温节点，同时以CC2530芯片为主控CPU，扩展了串口、存储器等外围接口完成了协调器的设计，并运用电磁互感原理和交-直电流变换原理设计了CT取电电源电路。在软件设计上，在IAR集成开发环境下，采用C语言编写了系统测温节点与协调器的驱动程序，实现了触头温度数据采集、发送及接收功能。在Visual C++6.0集成开发环境下，采用C++语言编写了上位机监测软件，实现了上位机与协调器之间的串口通信，完成了温度数据接收、显示、报警、存储等功能。在实验室条件下，对两路测温节点进行了监测实验，结果表明该系统能有效实现多路温度数据在线监测。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 课题来源及意义  9
  1.2 高压开关柜触头温度在线监测研究现状  9-13
    1.2.1 高压隔离传输方式国内外研究现状  10-12
    1.2.2 监测装置供电电源国内外研究现状  12-13
  1.3 课题研究的主要内容  13-14
第2章 高压开关柜触头温度在线监测系统方案  14-28
  2.1 高压开关柜触头温度监测装置要求  14-15
  2.2 几种近距离无线通信技术比较  15-18
  2.3 ZIGBEE 技术简介  18-26
    2.3.1 ZigBee 技术规范简介  19-22
    2.3.2 ZigBee 网络拓扑类型  22-24
    2.3.3 ZigBee 协议栈软件架构  24-26
  2.4 高压开关柜触头温度在线监测系统方案  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第3章 高压开关柜触头温度在线监测系统硬件设计  28-41
  3.1 测温节点设计  28-35
    3.1.1 主控芯片选型  28
    3.1.2 CC2530 芯片简介  28-30
    3.1.3 数字式温度传感器 DS18B20 简介  30-32
    3.1.4 CT 取电电源设计  32-35
  3.2 协调器主电路设计  35-39
    3.2.1 电源选型与设计  35
    3.2.2 稳压电路设计  35-36
    3.2.3 Flash 接口电路设计  36
    3.2.4 串口电路设计  36-37
    3.2.5 JTAG 接口电路设计  37-38
    3.2.6 天线的选型与设计  38-39
  3.3 硬件电路抗干扰设计  39
  3.4 本章小结  39-41
第4章 高压开关柜触头温度在线监测系统软件设计  41-51
  4.1 温度监测装置软件设计  41-45
    4.1.1 IAR Embedded Workbench 简介  41
    4.1.2 测温节点软件设计  41-43
    4.1.3 协调器软件设计  43-45
  4.2 软件抗干扰设计  45-46
  4.3 上位机监测软件设计  46-50
    4.3.1 VC++6.0 集成开发环境简介  46
    4.3.2 上位机监测软件设计  46-50
  4.4 本章小结  50-51
第5章 系统测试  51-53
  5.1 测温系统实验  51-52
  5.2 结果分析  52
  5.3 本章小结  52-53
第6章 总结与展望  53-55
  6.1 工作总结  53
  6.2 不足与展望  53-55
致谢  55-56
参考文献  56-58
在学期间发表的学术论文  58

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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