基于无线传输电能质量监测系统

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1、基于无线传输电能质量监测系统　　摘要：针对东莞高科技工业园的实际情况，提出了一种基于无线传感网络的电能质量实时监测系统。系统采用DSP加ARM结构完成对现场电信号的采集、分析和处理，通过高可靠性ZigBeeCC2530模块实现DSP与ARM间的无线通信，完成数据的传输。重点介绍了射频电路及天线的设计，分析了电磁兼容及抗干扰措施，采用SmartRFStudio7验证电路的RF性能，测试结果表明该系统能满足工业园中自动化生产线的精密仪器、设备的电能质量的实时监测的要求。关键词：电能质量监测；无线传感网络；射频电路；天线；RF性能中图分类号：TN911?34文献标识码：A文章编号：1004?3

2、73X（2013）15?0023?04PowerqualitymonitoringsystembasedonwirelesstransmissionTANGZhi?hui，LONGYun?cong，LIHong?chao（DepartmentofComputerandInformationScience，CityCollegeofDongguanUniversityofTechnology，Dongguan523106，China）Abstract：AccordingtotheactualsituationofHi?TechIndustrialParkofDongguan，apowerq

3、uality10real?timemonitoringsystembasedonwirelesssensornetworkisproposed.ThestructureofARMplusDSPisusedinthesystemtosample，analyzeandprocesstheelectricsignalonsite.ThehighreliableZigBeeCC2530moduleisusedtorealizethewirelesscommunicationbetweenDSPandARM，andcompletethedatatransmission.Thedesignofrad

4、iofrequencycircuitandtheantennaisintroducedemphatically.Electromagneticcompatibilityandinterferenceprotectionmeasureareanalyzed.TheRFperformancesofthecircuitweretestedwithSmartRFStudio7.Thetestresultsshowthatthesystemcansatisfytherequirementsofthereal?timepowerqualitymonitoringoftheprecisioninstr

5、umentsandequipmentsinautomationproductionlinesintheindustrialpark.Keywords：powerqualitymonitoring；wirelesssensornetwork；radiofrequencycircuit；antenna；RFperformance0引言10具有“世界工厂”称号的东莞，在新的经济形势下，工业自动化水平不断提高，工业园内对电源敏感的高科技电力设备越来越多，电能质量的实时监测是提高生产效率、节能减排、安全生产的关键，本文针对东莞高科技产业园对电能质量的要求，提出了一种基于ZigBee无线传感网络的电

6、能质量实时监测系统。该系统不仅具有强大的测量和通信功能，而且具有组网方便、动态拓扑、低成本、大容量、高可靠性的特点[1]，能很好地满足高科技工业园电能质量实时监测的实际需要。1系统概述系统结构如图1所示，由数据采集节点，ARM9S3C2440控制模块（汇聚节点）、本地上位机、远程监测管理中心组成，数据采集节点分布在每个需要监测的电源点，比如：每台精密加工设备，每台变频调速驱动器，自动化生产线等；S3C2440模块（汇聚节点）分布在离数据采集节点约40m距离的范围内，本地上位机分布在各厂监控室，远程监测管理中心放置在工业园电力管理中心，各部分的功能如下：（1）数据采集节点：由电压、电流互感

7、器、信号调理电路、频率同步电路、A/D、DSP及ZigBee模块组成，电压、电流互感器将从电网上得到的电压、电流信号转换成适合A/D转换的交流小信号，经滤波后输入到A/D转换器，DSP读取A/D转换结果并进行相关电能质量参数运算和分析，分析结果通过CC2530无线通信模块传送至ARM控制中心，频率同步电路的作用是减小非同步采样造成的FFT算法中的栅栏效应。10（2）S3C2440模块（汇聚节点）：由ARM9S3C2440、SDRAM