基于ZigBee输电线路多元化在线监测系统的设计

　　O引言

　　对输电线路的实时监测是保证线路长时间安全运行的重要有效手段之一。基于IEEE802.15.4标准的ZigBee无线通信采用免费的2.4GH:信道，将多个节点信息集中于个域网的中心协调器，通过协调器节点远程传输所有监测数据。另外，ZigBee自组网的特点使系统能灵活地加人或者撤消终端监测节点，节约监测系统成本。

　　1系统概述

　　整个系统由若干无线传感器终端节点、基站节点、监控主机和报警装置组成。终端节点部署在要监测的输电线路设备上，通过zigbee技术把监测量发送到基站节点，基站节点得到汇总数据，对其进行压缩并且通过GPRS/gs M发送至监控主机，监控主机实时接收采集到的各种监测数据，将之保存进后台数据库，前台监控系统实时检测采集到的数据。

　　2系统的硬件设计

　　系统的关键是终端节点和基站(协调器)节点的设计，终端节点的主控芯片用Tl的MSP430系列的16位单片机。通讯模块采用基于CC242O芯片的无线收发模块。CC2420芯片是Chipcon公司推出的首款符合2.4GH:、IEEEso2.25.4标准的射频收发器，该器件包括众多额外的功能，是第一款适用于zigBee产品的RF器件。而基站(协调器)节点要汇集若干个终端节点数据，并通过GPRS模块传输到监控主机，其主控芯片采用意法公司的ARM7微处理器。

　　2.1终端节点的设计

　　根据所需要的监测对象，终端节点可分为绝缘子监测终端节点、线路温度终端节点、线路彼冰终端节点等。

　　2.1.1绝缘子监测终端节点

　　绝缘子表面泄漏电流是电压、气候、污秽三要素的综合反映，因此可将绝缘子表面泄漏电流作为监测绝缘子污秽程度的特征量.

　　通过电流传感器从绝缘子取得泄漏电流信号，终端节点定期将泄漏电流、环境温湿度、雨量等信号送人信号处理单元，放大和滤波过的信号经放大和隔之后进人12位A/D转换器件，并有效计算出5而n内电流幅值和脉冲个数，采用中值滤波准确测量环境温湿度，并将有效数值存于不易丢失的大容量闪存中，设定硬件和软件看门狗以杜绝程序跑飞。对采集到的泄漏电流、脉冲电流、局部放电强度及温度、湿度等参数打包标识后，存储并发送到基站节点。硬件框图如图1所示。

　　2.1.2线路温度终端节点的设计

　　该节点挂接在高压输电线上，运用法拉第笼原理，该节点与运行线路同电位，安全可靠，不影响系统主绝缘。电源取自于运行线路导线负荷电流所产生的能量，使用简单、方便、免维护。CPU采用超低功耗的微处理芯片，温度敏感器件采用高精度的PT10O高精度模拟量温度传感器。CPU定时对温度传感器采集温度数据，并把采集到的温度数据通过射频模块CC242o以射频传输的方式传输到铁塔的基站节点上。硬件框图如图2所示。