物联网技术在电力设备管理中的应用与研究

在电力系统中，经常会由于周围环境温度过高或过低引起设备的元器件失效或者是湿度较高引起的漏电事故，都对电力系统的安全运行造成了很大的影响。而目前电力设备环境监测系统大多为有线网络系统，存在着网络布线成本高、网络结构和设备移动灵活性差、节点智能化程度低等问题。随着现代科学技术的快速发展，融合了计算机技术、通信技术、RFID技术及传感与控制技术的物联网技术得到了人们的广泛关注。无线传感器网络作为物联网的支撑技术，采用无线通信方式，是一种新的信息获取和处理技术，在电力设备管理中起着极其重要的作用。 本文以电力设备的温湿度参数为监测对象，采用ZigBee无线传感器网络作为数据传输平台，深入地研究了无线传感器网络技术以及IEEE802.15.4/ZigBee标准（包括网络技术参数、组织结构、协议规范等），重点对ZigBee网络的组网流程进行剖析，并结合TI公司的CC2530无线射频芯片，设计完成了基于ZigBee无线网络环境监测的总体方案。首先，给出了系统的硬件设计过程，主要完成终端节点和汇聚节点的结构设计及外围电路设计，包括射频模块、电源、按键、LCD液晶显示、串口等，重点研究了传感器节点数据采集的原理及设计方法。其次，编程完成了系统的软件程序，主要包括ZigBee监测系统中节点设备的软件设计及上位机管理中心程序设计两大部分。节点软件设计包括系统程序设计、终端节点和协调器的组网流程、数据的采集及通信，各类事件的响应等；在上位机端，编写了串口驱动程序，实现了采集数据到管理中心的传输，设计了数据库，实现了节点的动态拓扑结构和数据的实时查看。最后，对系统进行了综合测试，实验结果表明，系统各模块能正常工作，可以实现组网和数据通信任务，能够及时、准确地获得各个节点的温湿度值，实现了系统预期的功能，为下一步的工作打下了坚实的基础。