电气设备温度监测的无线传感器网络节点设计.pdf

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1、2011年第30卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)97电气设备温度监测的无线传感器网络节点设计王海伦，蔡志宏，范一呜(1．衢州学院电子信息系。浙江衢州324000；2．浙江工程设计有限公司电仪室。浙江杭州310002)摘要：提出了一种可用于对封闭式开关柜内的电气设备进行测温的无线传感器网络(WSNs)节点的设计方案。用可编程片上系统(PSoC)作为处理器模块的处理器，运用于WSNs节点的设计之中，使WSNs节点降低功耗，缩小体积，提高可靠性

2、，降低成本，增加生存周期，缩短开发周期。详细阐述了节点系统的硬件和软件实现，并给出了实验结果，其实测结果表明：设计的传感器系统性能良好。关键词：电气设备；温度传感器；可编程片上系统；节点设计；在线监测中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-0787(2011)07--0097-03Design0ftwirelqesssensornetworksnodeforelectricequi-pment·t-emperaturemont-t‘ort-n~WANGHai—lun，CAIZhi．hon

3、g，FANYi．ming(1．DepartmentofElectronicInformation，QuzhouCollege，Quzhou324000，China；2。ZhejiangEngineeringDesignCo。Ltd，Hangzhou310002，China)Abstract：Anoveldesignschemeofwirelesssensornetworksnodeforelectricequipmenttemperature—measuringingasisolateswitchgea

4、rispresented．Inordertoreducethepowerconsumption，shrinkthesize，lowerthecost，improvethedependabilityandlifespan，andshoflenthecircleofdevelopingofthenode，programmablesystemonchip(PSoC)isusedastheprocessorOftheprocessormoduleinthedesignofwirelesssensornetwor

5、knode．Thehardwareandsoftwareimplementationofnodeisintroducedindetail．Thetestresuhsaregivenwhichshowthatthesensorsystemhasgoodproperty．Keywords：electricalequipment；tempera!uresensor；programmablesystem—on—chip(PSoC)；nodedesign；on—linemonitoring0引言设备对无线信号的衰

6、减作用，其网络的自组织、自适应性可电气设备的可靠性是电网安全运行的保证，因此，及时大大提高在线监测系统的可靠性。本文设计了一种可对封对设备实施状态监测，尤其是对关键的大型电力设备，是非闭环境内的电气设备温度进行实时监测的WSNs节点，并常重要的。电气设备事故的起因，往往是因为其连接部分详细介绍了节点系统的硬件和软件设计方案。如隔离开关、动静触头、电缆头等在电流长时间通：过时，温1WSNs测温节点的体系结构度升高，引起设备老化、磨损、过载、过电压等，造成接触电本文的WSNs测温节点结构框图如图1所示，其中

7、，传阻过大，运行中过热，乃致绝缘逐渐烧损，形成线问或相问感器模块采用了模拟和数字2种温度传感器构成；放大器、短路，瞬间引发火灾J。滤波器和A／D转换器等分立器件全部被可编程片上系统目前，电气设备在线监测以有线通信为主，该方式接线(PSoC)集成的相应器件所代替。PSoC极大地降低了系统多、方式复杂、增加了系统隐患，也给故障的排查与维修带能耗，并且使其结构简单可靠、体积变小，同时成本降低，开来不便。近些年来，随着国外的一些学校的研究及国内发周期缩短。的一些研究单位的开发，无线传感器网络(wirelesss

8、ensor2WSNs测温节点的硬件系统设计networks，WSNs)也逐渐进入了电气设备在线检测的领域。测温节点电路原理图如图2所示。温度采集电路由模WSNs以其多跳功能和拓扑灵活性可有效避免各种建筑和拟式温度传感器Ptl00和数字式温度传感器DS18B20构收稿日期：2011-01-04基金项目：浙江省自然科学基金资助项目(Y1080023)；浙江省教育厅科研计戈0资助项目(Y201016159)传感器与微系统第3O卷行串口通信。2．1