基于ZigBee的高压开关柜温度无线传输系统的研究

李鹏萱 韩克军 张星星 廖嵩 沈行良

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摘要：针对高压开关柜温度检测的迫切性及其内部环境的复杂度和危险性，提出基于ZigBee技术的温度检测系统。系统设计测温电路测量高压开关柜内温度，测温电路所用温度传感器为PT1000，采用间歇性工作方式，降低能耗。采用ZigBee技术利用cc2530单片机将数据传输到柜外，在柜外用一个cc2530单片机接收，并在柜外完成温度的显示和预警，达到安全检测高压开关柜内温度，预防火灾发生。

关键词：ZigBee；cc2530；温度预警

中图分类号：TP 73 文献标志码：A文章编号：2095-2163（2016）02-

High Voltage Switch Cabinet Temperature Wireless Transmission System based on ZigBee Research

LI Pengxuan，HAN Kejun，ZHANG Xingxing，LIAO Song，SHEN Xingliang

（Electronic institute of electrical engineering，Shanghai university of engineering scienceShanghai201620，China）

Abstract：In view of the high voltage switch cabinet temperature detection and the complexity of the internal environment and the urgency of danger， the temperature detection system based on ZigBee technology is put forward. The system designsthe temperature measuring circuit to measure high voltage switch cabinet temperature， in which the used temperature sensor applies PT1000， and selects the intermittent work way， and reduces the energy consumption. Then by ZigBee technology， the system uses cc2530 monolithic integrated circuit to transmit data to the outside of the tank， and receive data with a cc2530 MCU in the externalark， therefore complets temperature display and warning. The results showsthe research realizes safety inspection within the high voltage switch cabinet temperature， and prevents fire accidents.

Keywords：ZigBee；cc2530；temperature warning

0 引言

伴随当前智能电网的迅速发展，电网的安全运行已然成为时下的热门研究课题。本研究从使用最为广泛的高压开关柜运行监测入手，以保证其安全运行，而温度则是反应装置或器件能否正常工作的最基本指示性参数。面对这一需求状况，本文研制开发了可用于开关柜温度的实时监测与预警作用而合作开发的实时温度监测系统。该系统对于实现开关柜的正常运行，降低维修次数，以及提高电力系统的安全系数和自动化程度均将具有高度重要的现实意义和应用价值。

由于开关柜的高电压及强电磁干扰环境，要实现测温，电子测量装置必须做到电位隔离、抗电磁干扰、小尺寸和便于安装。

综上分析可知，电力系统中需要一种稳定、低成本、高性能、安装方便、不需外供电源的开关柜温度监测设备，并以此为基准构建实体组成相应监测系统[1]。

1无线传输系统的设计

在此声明，本文研发压开关柜温度无线传输系统中，无线传输网络芯片选用的是ZigBee芯片CC2530。

具体地，ZigBee芯片CC2530是真正意义上的系统单芯片，在单一硅片上集成了处理器内核、射频收发器和各种外设，根据工作频率的不同以及外设是否处于工作状态，CC2530工作电流可达0.6 A[2]。再者，系统采用间歇性的工作方式，工作时间得到了明显延长。

2系统的组成

当pt1000电阻增大时，其两端电压也随即变大，P1的2脚保持3.3V即会不变，则P1的1脚电压变小。在此，通过实验得出当pt1000电阻值达到为1k 时，P1的1脚电压为3V，为此可预设偏置电压为3V。利用此种方式来调整放大倍数，即可使输出范围达拓展至0～3.3V，从而显著提高精度。

2.2温度数据无线传输模块

计算机操作系统运行之前，需要进行硬件平台和软件架构中各个模块的初始化工作，其后打开总中断，进入操作系统。

在进行监测时，先还未等待终端节点是否加入组建的网络中，若已加入，则进行网络地址分配，若还未加入，将直接跳到下一步。地址分配完成后，等待接收数据，如果接收到数据，则执行下一步显示温度数据，反之若没有接收到数据，可返回继续等待节点的加入。

2.3低压端信号处理模块

在接收端收到信号时，将发生如下系列操作：存储数据、显示温度、高温预警、远程通信。其中，存储数据形成图表，留待人工分析，并提出改进。显示屏为 EzUILet028，在屏上显示温度及所测位置，由此就可标明系统运作正常，同时还要显示接收信号的时间。显示内容的更新时间定义为下个信号的接受时间。而且，高温预警报警单元即为声光报警器，在接收到温度信号后将与已知温度阈值进行比较：大于或等于阈值，报警单元执行动作；小于阈值，报警单元则无动作。另外，远程通信是通过2G、3G或4G网络与智能手机或平板电脑实现了连接。

3结束语

本文在开关柜内测量多点温度，采用ZigBee利用cc2530将开关柜内数据传输到柜外，并实现温度显示和预警，模拟结果符合了具体理想预期，做到了实时显示柜内温度，而当其超过预警温度时则执行预警动作，达到目标设计效果。研究表明，本文的方法是可行、而且有效，减轻人工巡检负担，具有实际意义。

参考文献：

[1]韩润生.变电站中低压开关柜过热故障在线监测系统[D].南京：南京理工大学，2007：1-3.

[2]吴光荣，章剑雄.基于ZigBee的高压开关柜无线温湿度检测系统[J].现代电子技术，2008（20）：169-171.

[3]丁道振，崔博文.高压开关柜触头温度无线监测系统研究[J].机电技术，2012（12）：98-100.