一种基于wia技术的变电站移动监测装置的制造方法
一种基于wia技术的变电站移动监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种移动终端装置，具体讲涉及一种基于WIA技术的变电站移动监测装置。
【背景技术】
[0002]随着智能电网技术的不断发展，智能变电站的建设也取得了很大的进步，而作为构建智能变电站重要组成部分的在线监测系统的重要性也日趋显现。近年来，无线传感器网络技术的不断发展和成熟，使其已经开始被用于电力系统相关领域。
[0003]随着智能变电站的推广和普及，智能变电站在线监测系统的应用也越来越广泛，变电站的户外设备且易受外界环境影响，因此必须监测户外一次设备的状态，现有变电站对各种智能设备的监测一般采用有线通信方式，施工难度大，维护成本高，系统通信的可扩展性、灵活性受限制。
[0004]在智能电网建设方面，必须实现一次设备的状态可视化。这就要求在智能变电站中安装在线监测系统，通过在线监测系统获取设备的各种状态信息，通过在线监测平台的处理和分析确定设备的当前状态，实现一次设备状态的可视化。目前，智能化变电站中基本没有在线监测系统或者仍然采用传统形式的在线监测系统，无法达到智能变电站的要求。因此，有必要研宄适合于智能变电站要求的在线监测环节。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型提供的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，为一种能够迎合无线变电站在线监测技术的发展趋势的功能强大的新型移动终端装置，可以实现通过无线方式与变电站现场在线监测装置交互，获取数据信息、配置设备参数、维护数据通道等功能，同时具有变电站范围内的精确定位功能，不仅能实现对工作人员的有效监管和事故预警，还可以此来作为考察巡检人员的值守情况，杜绝违规操作等。具有自主知识产权的工业无线网络 WIA(Wireless Networks for Industrial Automat1n)技术是一种更适合于工业环境应用的高可靠、超低功耗的智能多跳无线传感器网络技术，目前，这种技术已经成功应用在变电站在线监测系统中，而且具有很好的应用推广前景。这些新技术的涌现改变了原有变电站巡检的工作模式，同时也对变电站巡检工作提出了新的需求，传统的人工巡检和只具有RFID扫描、红外测温等单一功能的巡检设备已经不能够适应这种新技术的潮流。
[0006]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0007]一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其改进之处在于，所述装置包括中央处理器模块、WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块；
[0008]所述中央处理器模块分别与WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块连接；
[0009]所述显示模块、按键输入模块镶嵌在装置外壳上，其余模块均集成在内部主机电路板上；
[0010]所述WIA无线通信模块和定位模块采用内置天线，所述远程通信模块采用外置棒状天线，安置在装置外壳一侧。
[0011]优选的，所述WIA无线通信模块工作频段为2.4GHz，用于与变电站在线监测装置通过WIA协议进行双向通信。
[0012]优选的，所述定位模块采用基于宽带线性调频扩频技术nanoPAN5375定位模块进行定位，实现变电站范围内的精确定位，定位精度达I米。
[0013]优选的，所述远程通信模块为GPRS模块或者WIFI模块，用于实时上传数据信息和定位信息。
[0014]优选的，所述显示模块为TFT触摸显示屏，用于实时显示数据信息和定位信息。
[0015]优选的，所述数据管理模块包括存储模块和数据导出接口，存储模块为SD卡或者TF卡，数据导出接口为USB接口。
[0016]优选的，所述可扩展接口模块支持以UART和I2C总线形式连接RFID识别模块和条形码扫描模块。
[0017]优选的，所述电源模块为聚合物电池。
[0018]优选的，所述中央处理器模块采用ARM Cortex-M3处理器EFM32LG980F256以及外围电路组成。
[0019]与现有技术比，本实用新型的有益效果为:
[0020]1.本实用新型采用WIA无线技术与变电站在线监测装置快速构建信息交互系统，通信稳定可靠、灵活方便，能够适应无线变电站在线监测技术的发展趋势。
[0021]2.本实用新型定位技术摒弃了传统的GPS定位而采用的是基于宽带线性调频扩频(CSS)技术的定位技术，能够实现变电站范围内的精确定位，对于实现变电站现场的人员和物品定位管理提供了新的思路。
[0022]3.本实用新型功能强大，可扩展性强，能够实现维护在线监测系统数据上传通道、读取监测数据和配置参数、人员定位、数据实时上传、资产管理等功能。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型提供的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0025]如图1所示，本实用新型一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，包括中央处理器模块、WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块，中央处理器模块与其余各模块相连接，显示模块、按键输入模块镶嵌在装置外壳上，其余模块均集成在内部主机电路板上，WIA无线通信模块和定位模块采用内置天线，远程通信模块采用外置棒状天线，安置在装置外壳一侧。
[0026]本实用新型通过中央处理器控制各模块协调工作，通过WIA无线通信模块与变电站现场集成有WIA无线模块的在线监测装置进行双向通信，可以实现无线通信网络的管理和配置，维护网络数据通道，通过显示模块实时显示出当前网络的运行状况和节点通信情况；还可以实现在线监测装置的数据读取和参数配置，通过显示模块实时显示数据，并支持数据实时远传给监测主站，同时支持数据本地存储和通过USB接口把数据导出到PC。通过定位模块实现变电站范围内的精确定位，定位模块采用基于 宽带线性调频扩频(CSS)技术的nanoPAN5375定位模块，误差可达到I米，同时记录行进轨迹，定位信息可通过显示模块实时显示，并能够通过远程通信模块把运行轨迹和位置信息实时发送给监测主站，便于对巡检人员进行管理。通过可扩展接口模块可以扩展RFID识别和条形码扫描功能，有利于实现变电站设备资产管理功能。
[0027]其中，WIA无线模块，工作频段为2.4GHz，用于与变电站在线监测装置通过WIA协议进行双向通信；
[0028]其中，定位模块采用基于宽带线性调频扩频(CSS)技术的nanoPAN5375定位模块，可以实现变电站范围内的精确定位，定位精度可达I米；
[0029]其中，远程通信模块为GPRS模块或者WIFI模块，用于实时上传数据信息和定位信息;
[0030]其中，显示模块为TFT触摸显示屏，用于实时显示数据信息和定位信息；
[0031]其中，按键输入模块配合显示模块构成人机交互界面，实现装置的功能操作；
[0032]其中，数据管理模块包括存储模块和数据导出接口，存储模块为SD卡或者TF卡，数据导出接口为USB接口 ；
[0033]其中，可扩展接口模块支持以UART和I2C总线形式连接RFID识别模块和条形码扫描模块；
[0034]其中，电源模块为聚合物电池，聚合物电池具有良好的可充性能，容量大，循环使用寿命长且无需保养；
[0035]其中，中央处理器模块采用ARM Cortex-M3处理器EFM32LG980F256以及外围电路组成，功耗极低，性能强大。
[0036]本实用新型一种基于WIA技术的变电站移动监测装置具体实践方法如下:
[0037]装置上电后，等待用户输入操作指令，当操作指令为无线网络管理指令时，调用网络管理程序，此时装置通过WIA无线通信模块与现场监测装置组网，获取网络当前状态并通过显示模块显示出来，根据获取的结果进行网络配置管理；当操作指令为交互指令时，调用数据读取和参数配置程序，如果是数据读取指令，则装置可以根据在线监测装置的ID读取单一节点的数据，也可以获取所有节点的数据，最后通过显示模块显示出来并可以实时远传给监测主站，如果是参数配置指令，则首先要选择被配置装置ID，然后输入配置密码，才能正常修改配置参数；当操作指令为定位指令时，启用定位程序，通过定位算法计算出位置信息，在显示模块上显示出来并可以实时远传给监测主站。每个指令执行完毕后都需要返回到等待操作指令的进程，如此循环执行。
[0038]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述装置包括中央处理器模块、WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块； 所述中央处理器模块分别与WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块连接； 所述显示模块、按键输入模块镶嵌在装置外壳上，其余模块均集成在内部主机电路板上; 所述WIA无线通信模块和定位模块采用内置天线，所述远程通信模块采用外置棒状天线，安置在装置外壳一侧。2.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述WIA无线通信模块工作频段为2.4GHz，用于与变电站在线监测装置通过WIA协议进行双向通信。3.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述定位模块采用基于宽带线性调频扩频技术nanoPAN5375定位模块进行定位，实现变电站范围内的精确定位，定位精度达I米。4.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述远程通信模块为GPRS模块或者WIFI模块，用于实时上传数据信息和定位信息。5.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述显示模块为TFT触摸显示屏，用于实时显示数据信息和定位信息。6.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述数据管理模块包括存储模块和数据导出接口，存储模块为SD卡或者TF卡，数据导出接口为USB 接 口。7.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述可扩展接口模块支持以UART和I2C总线形式连接RFID识别模块和条形码扫描模块。8.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述电源模块为聚合物电池。9.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述中央处理器模块采用ARM Cortex-M3处理器EFM32LG980F256以及外围电路组成。
【专利摘要】本实用新型提出一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，所述装置包括中央处理器模块、WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块；所述中央处理器模块分别与WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块连接；所述显示模块、按键输入模块镶嵌在装置外壳上，其余模块均集成在内部主机电路板上；所述WIA无线通信模块和定位模块采用内置天线，所述远程通信模块采用外置棒状天线，安置在装置外壳一侧。本实用新型通信稳定可靠、灵活方便，能够适应无线变电站在线监测技术的发展趋势。
【IPC分类】G08C17/02
【公开号】CN204650735
【申请号】CN201520271686
【发明人】仝杰, 苏斓, 崔世界, 李丹, 尚志军, 丁慧霞, 高强
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月29日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种移动终端装置，具体讲涉及一种基于WIA技术的变电站移动监测装置。
【背景技术】
[0002]随着智能电网技术的不断发展，智能变电站的建设也取得了很大的进步，而作为构建智能变电站重要组成部分的在线监测系统的重要性也日趋显现。近年来，无线传感器网络技术的不断发展和成熟，使其已经开始被用于电力系统相关领域。
[0003]随着智能变电站的推广和普及，智能变电站在线监测系统的应用也越来越广泛，变电站的户外设备且易受外界环境影响，因此必须监测户外一次设备的状态，现有变电站对各种智能设备的监测一般采用有线通信方式，施工难度大，维护成本高，系统通信的可扩展性、灵活性受限制。
[0004]在智能电网建设方面，必须实现一次设备的状态可视化。这就要求在智能变电站中安装在线监测系统，通过在线监测系统获取设备的各种状态信息，通过在线监测平台的处理和分析确定设备的当前状态，实现一次设备状态的可视化。目前，智能化变电站中基本没有在线监测系统或者仍然采用传统形式的在线监测系统，无法达到智能变电站的要求。因此，有必要研宄适合于智能变电站要求的在线监测环节。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型提供的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，为一种能够迎合无线变电站在线监测技术的发展趋势的功能强大的新型移动终端装置，可以实现通过无线方式与变电站现场在线监测装置交互，获取数据信息、配置设备参数、维护数据通道等功能，同时具有变电站范围内的精确定位功能，不仅能实现对工作人员的有效监管和事故预警，还可以此来作为考察巡检人员的值守情况，杜绝违规操作等。具有自主知识产权的工业无线网络 WIA(Wireless Networks for Industrial Automat1n)技术是一种更适合于工业环境应用的高可靠、超低功耗的智能多跳无线传感器网络技术，目前，这种技术已经成功应用在变电站在线监测系统中，而且具有很好的应用推广前景。这些新技术的涌现改变了原有变电站巡检的工作模式，同时也对变电站巡检工作提出了新的需求，传统的人工巡检和只具有RFID扫描、红外测温等单一功能的巡检设备已经不能够适应这种新技术的潮流。
[0006]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0007]一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其改进之处在于，所述装置包括中央处理器模块、WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块；
[0008]所述中央处理器模块分别与WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块连接；
[0009]所述显示模块、按键输入模块镶嵌在装置外壳上，其余模块均集成在内部主机电路板上；
[0010]所述WIA无线通信模块和定位模块采用内置天线，所述远程通信模块采用外置棒状天线，安置在装置外壳一侧。
[0011]优选的，所述WIA无线通信模块工作频段为2.4GHz，用于与变电站在线监测装置通过WIA协议进行双向通信。
[0012]优选的，所述定位模块采用基于宽带线性调频扩频技术nanoPAN5375定位模块进行定位，实现变电站范围内的精确定位，定位精度达I米。
[0013]优选的，所述远程通信模块为GPRS模块或者WIFI模块，用于实时上传数据信息和定位信息。
[0014]优选的，所述显示模块为TFT触摸显示屏，用于实时显示数据信息和定位信息。
[0015]优选的，所述数据管理模块包括存储模块和数据导出接口，存储模块为SD卡或者TF卡，数据导出接口为USB接口。
[0016]优选的，所述可扩展接口模块支持以UART和I2C总线形式连接RFID识别模块和条形码扫描模块。
[0017]优选的，所述电源模块为聚合物电池。
[0018]优选的，所述中央处理器模块采用ARM Cortex-M3处理器EFM32LG980F256以及外围电路组成。
[0019]与现有技术比，本实用新型的有益效果为:
[0020]1.本实用新型采用WIA无线技术与变电站在线监测装置快速构建信息交互系统，通信稳定可靠、灵活方便，能够适应无线变电站在线监测技术的发展趋势。
[0021]2.本实用新型定位技术摒弃了传统的GPS定位而采用的是基于宽带线性调频扩频(CSS)技术的定位技术，能够实现变电站范围内的精确定位，对于实现变电站现场的人员和物品定位管理提供了新的思路。
[0022]3.本实用新型功能强大，可扩展性强，能够实现维护在线监测系统数据上传通道、读取监测数据和配置参数、人员定位、数据实时上传、资产管理等功能。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型提供的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0025]如图1所示，本实用新型一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，包括中央处理器模块、WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块，中央处理器模块与其余各模块相连接，显示模块、按键输入模块镶嵌在装置外壳上，其余模块均集成在内部主机电路板上，WIA无线通信模块和定位模块采用内置天线，远程通信模块采用外置棒状天线，安置在装置外壳一侧。
[0026]本实用新型通过中央处理器控制各模块协调工作，通过WIA无线通信模块与变电站现场集成有WIA无线模块的在线监测装置进行双向通信，可以实现无线通信网络的管理和配置，维护网络数据通道，通过显示模块实时显示出当前网络的运行状况和节点通信情况；还可以实现在线监测装置的数据读取和参数配置，通过显示模块实时显示数据，并支持数据实时远传给监测主站，同时支持数据本地存储和通过USB接口把数据导出到PC。通过定位模块实现变电站范围内的精确定位，定位模块采用基于 宽带线性调频扩频(CSS)技术的nanoPAN5375定位模块，误差可达到I米，同时记录行进轨迹，定位信息可通过显示模块实时显示，并能够通过远程通信模块把运行轨迹和位置信息实时发送给监测主站，便于对巡检人员进行管理。通过可扩展接口模块可以扩展RFID识别和条形码扫描功能，有利于实现变电站设备资产管理功能。
[0027]其中，WIA无线模块，工作频段为2.4GHz，用于与变电站在线监测装置通过WIA协议进行双向通信；
[0028]其中，定位模块采用基于宽带线性调频扩频(CSS)技术的nanoPAN5375定位模块，可以实现变电站范围内的精确定位，定位精度可达I米；
[0029]其中，远程通信模块为GPRS模块或者WIFI模块，用于实时上传数据信息和定位信息;
[0030]其中，显示模块为TFT触摸显示屏，用于实时显示数据信息和定位信息；
[0031]其中，按键输入模块配合显示模块构成人机交互界面，实现装置的功能操作；
[0032]其中，数据管理模块包括存储模块和数据导出接口，存储模块为SD卡或者TF卡，数据导出接口为USB接口 ；
[0033]其中，可扩展接口模块支持以UART和I2C总线形式连接RFID识别模块和条形码扫描模块；
[0034]其中，电源模块为聚合物电池，聚合物电池具有良好的可充性能，容量大，循环使用寿命长且无需保养；
[0035]其中，中央处理器模块采用ARM Cortex-M3处理器EFM32LG980F256以及外围电路组成，功耗极低，性能强大。
[0036]本实用新型一种基于WIA技术的变电站移动监测装置具体实践方法如下:
[0037]装置上电后，等待用户输入操作指令，当操作指令为无线网络管理指令时，调用网络管理程序，此时装置通过WIA无线通信模块与现场监测装置组网，获取网络当前状态并通过显示模块显示出来，根据获取的结果进行网络配置管理；当操作指令为交互指令时，调用数据读取和参数配置程序，如果是数据读取指令，则装置可以根据在线监测装置的ID读取单一节点的数据，也可以获取所有节点的数据，最后通过显示模块显示出来并可以实时远传给监测主站，如果是参数配置指令，则首先要选择被配置装置ID，然后输入配置密码，才能正常修改配置参数；当操作指令为定位指令时，启用定位程序，通过定位算法计算出位置信息，在显示模块上显示出来并可以实时远传给监测主站。每个指令执行完毕后都需要返回到等待操作指令的进程，如此循环执行。
[0038]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述装置包括中央处理器模块、WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块； 所述中央处理器模块分别与WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块连接； 所述显示模块、按键输入模块镶嵌在装置外壳上，其余模块均集成在内部主机电路板上; 所述WIA无线通信模块和定位模块采用内置天线，所述远程通信模块采用外置棒状天线，安置在装置外壳一侧。2.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述WIA无线通信模块工作频段为2.4GHz，用于与变电站在线监测装置通过WIA协议进行双向通信。3.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述定位模块采用基于宽带线性调频扩频技术nanoPAN5375定位模块进行定位，实现变电站范围内的精确定位，定位精度达I米。4.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述远程通信模块为GPRS模块或者WIFI模块，用于实时上传数据信息和定位信息。5.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述显示模块为TFT触摸显示屏，用于实时显示数据信息和定位信息。6.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述数据管理模块包括存储模块和数据导出接口，存储模块为SD卡或者TF卡，数据导出接口为USB 接 口。7.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述可扩展接口模块支持以UART和I2C总线形式连接RFID识别模块和条形码扫描模块。8.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述电源模块为聚合物电池。9.如权利要求1所述的一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，其特征在于，所述中央处理器模块采用ARM Cortex-M3处理器EFM32LG980F256以及外围电路组成。
【专利摘要】本实用新型提出一种基于WIA技术的变电站移动监测装置，所述装置包括中央处理器模块、WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块；所述中央处理器模块分别与WIA无线通信模块、远程通信模块、定位模块、显示模块、按键输入模块、数据管理模块、可扩展接口模块、电源模块连接；所述显示模块、按键输入模块镶嵌在装置外壳上，其余模块均集成在内部主机电路板上；所述WIA无线通信模块和定位模块采用内置天线，所述远程通信模块采用外置棒状天线，安置在装置外壳一侧。本实用新型通信稳定可靠、灵活方便，能够适应无线变电站在线监测技术的发展趋势。
【IPC分类】G08C17/02
【公开号】CN204650735
【申请号】CN201520271686
【发明人】仝杰, 苏斓, 崔世界, 李丹, 尚志军, 丁慧霞, 高强
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月29日
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