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发电厂开关柜触头温度无线式监测系统设计的中期报告

一、项目背景及研究意义

随着电力工业的发展和电力系统的不断完善，发电厂开关柜成为了电力系统的重要设备之一。然而，由于开关柜内部的高压电器设备使用时间长，负载变化大，存在着温度过高、电弧等一系列问题，这些问题如果得不到及时的发现和处理，就会对开关柜设备的正常运行产生影响甚至导致安全事故的发生。

为了解决开关柜设备温度监测不精确和监测不及时的问题，设计了一种基于无线传感器网络的开关柜触头温度监测系统。该系统能够实现对开关柜齿轮触头温度的实时监测、数据传输和存储，并通过数据分析和报警信息提醒，保证开关柜设备的安全运行。

二、研究进展

1.系统架构设计

设计采用无线传感器网络构建系统框架，以CC2530为核心，实现了传感器节点的数据采集和传输。设计首先确定无线传感器网络的拓扑结构，采用星型网络结构，由一个协调器和多个子节点组成。协调器负责和主机进行通信，子节点负责采集数据和向协调器发送数据，通过无线传输将数据传输给上位机。

2.硬件设计

硬件设计主要包括无线传感器节点、无线网关、上位机三个部分。

（1）无线传感器节点设计：节点采用CC2530作为无线传感器的核心，采用数字温度传感器对触头温度进行监测，传感器和单片机之间采用I2C协议进行通信，采集到的温度数据通过CC2530进行处理和发送。

（2）无线网关设计：网关采用CC2530单片机，和协调器通过串口通信连接，接收来自协调器的数据并进行处理，将处理后的数据通过无线传输发送给上位机。

（3）上位机设计：上位机采用C#语言编写，通过串口接收来自网关的数据，进行数据解析和处理，并显示在界面上，同时根据预设的温度阈值发出报警信息。

3.软件设计

软件设计包括无线传感器节点软件、无线网关软件和上位机软件三个部分。

（1）无线传感器节点软件：节点软件采用CC2530的SDK库，通过I2C协议读取温度数据并进行处理，将处理后的数据通过CC2530发送给无线网关。

（2）无线网关软件：网关软件采用CC2530的SDK库，负责从无线传感器节点接收数据并进行处理，将处理后的数据通过无线传输发送给上位机。

（3）上位机软件：上位机软件采用C#语言编写，通过串口接收来自网关的数据，并进行数据解析和处理，将数据显示在界面上，并实现了报警功能。

三、下一步工作计划

由于本项目刚开始进行，还需要完成如下工作：

1.进一步完善系统框架，包括优化系统结构、增加节点数量等。

2.开展节点通讯协议和数据解析的研究，并进行系统测试和性能评估。

3.开展系统的应用研究，探索应用于实际生产环境，并进行优化和改进。

四、参考文献

[1]高梁,秦岭,金亮.基于ZigBee的配电变电所用光电复合运行状态监测系统[J].电力自动化设备,2013,33(9):155-159.

[2]王屏,张弛,陈东汉,等.基于ZigBee的高压开关柜温度监测系统的研究[J].电力自动化设备,2011,31(5):148-152.

[3]韩德灵,范忠旺.开关柜在线监测系统研究[J].电器低压应用,2012,(2):55-57.