应用于电力设备的智能无线温度预警系统,本论文可用于电力设备论文范文参考下载，电力设备相关论文写作参考研究。
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摘 要：电力设备在长期运行中,由于连接部位温度过高等原因造成事故发生,文章完成的智能无限温度预警系统对电力设备温度的预警降低了事故损失,工作包括了节点的软、硬件设计、实现与测试.预警系统将信息采集模块、ZigBee无线通信模块及其电路、上位机监测软件等通过ZigBee技术组网,将终端节点采集到的信息通过ZigBee射频模块进行无线发送,同时,协调器通过USB与监控主机相连,利用蜂鸣器实现报警.
关键词：预警系统；ZigBee技术；信息采集；监测
中图分类号：TP 393.0 文献标识码：A
1 引言（Introduction）
ZigBee是应用于短距离低功耗的无线通信技术,其基础是IEE802.15.4无线标准协议.比之其他近距离通信技术,ZigBee有着其他技术无法相比的优势,它可以方便的嵌入到各种设备中,主要适用于自动控制及远程控制领域[1].
ZigBee技术的主要特点包括以下几个部分[2]：
（1）能耗低：ZigBee网络不传输数据时是处于休眠模式的,只有当工作时才会被唤醒.
（2）成本低：ZigBee通信模块在40RMB左右.
（3）低工作速率：20—250kbps.
（4）距离近：每个节点工作距离大概在10—100m,增加RF发射功率后,能增加到1—3km.
（5）时延短：休眠和工作状态转换只需15ms,入网约30ms.
（6）网络容量大：每个ZigBee网络最多可支持65535个设备,也就是说,每个Zigbee设备可以与另外65535台设备相连接.
（7）高安全性：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,加密算法采用AES-128,同时可以灵活确定其安全属性.
（8）优良的网络拓扑能力：ZigBee具有星型、树型和网格网络的拓扑结构,并且ZigBee无线网路具有自组织和自愈的能力.
2 电力设备智能无线预警系统的硬件系统设计
（Hardware system design of intelligent wireless
warning system for electric power equipment）
2.1 ZigBee无线芯片
CC2530能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点.它结合了RF收发器的优良性能,应用了业界标准的增强型8051MCU,具有开发难度低的SoC特性,CC2530同时适用工作频率2.4GHz的其他设备[3].CC2530有四种不同的闪存版本：CC2530F32/CC2530F64/CC2530F128/CC2530F256,分别具有32/64/128/256KB的闪存.CC2530具有各种不同的运行模式,使得它尤其适应超低功耗要求的系统.CC2530芯片部分的参数如下：（1）可最大化通信范围的101dbm链路预算；（2）可最小化干扰源影响的业界一流的选择性；（3）灵活的低功耗模式；（4）功能强大的五通道DMA引擎；（5）可用于远程控制得IR生成电路；（6）可编程输出功率达+4dbm.CC2530开发板的硬件组成如图1所示.
2.2 ZigBee无线通信模块设计
终端节点、路由节点和协调器节点都是基于ZigBee的无线通信模块.这三类节点硬件结构相似,只有在功能上不同.其中终端节点通过杜邦线连接了温湿度传感器、烟雾传感器,传感器采集到的数据经过信号处理电路后接到CC2530引脚,CC2530通过射频天线发送给路由节点.无线通信模块的硬件结构如图2所示.
图2 无线通信模块的硬件结构框图
Fig.2 Hardware structure of wireless
communication module
2.3 温湿度传感器模块
温湿度传感器节点的作用是自动采集周围环境中的温湿度信息,并将信息传回协调器及上位机.本系统采用的温湿度传感器是一种数字温湿度传感器—DHT11.
DHT11温湿度传感器是一款拥有自己专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术的包含已校准数字信号输出的温湿度传感器,有着高可靠性和稳定性.传感器内部包括电感式感湿元件和NTC测温元件,能够准确的检测到环境中温湿度的数据,内部元件与高性能8位单片机相连,使其具备了响应快、抗干扰强、性价比高等优点.该传感器体积小、功耗低、传输距离远,可应用在多种场所[4].
DHT11数字温湿度传感器连接方法简单,采用4引脚的结构.第一脚连接的是电源正极；第四脚连接的是电源地端；数据端连接在第二脚上,直接与CC2530的I/O口相连,第三脚为空脚.其实物图如图3所示.
2.4 烟雾传感器模块
本系统通过烟雾传感器检测环境中烟雾的浓度,以此判定是否发生火灾.烟雾传感器的主要作用就是检测环境中是否含有有害烟雾,如火灾发生时产生的浓烟.本系统选用的是MQ-2烟雾传感器.MQ-2烟雾传感器使用的是SnO2（二氧化锡）金属氧化物半导体材料,属于N型半导体材料.当周围环境中存在由燃烧物燃烧产生的有害气体时,内部的电导率随着烟雾浓度增加而增大.使用简单的电路即可将电导率的变化转换成相应的输出信号[5].
MQ-2烟雾传感器具有灵敏度高、响应速度快、寿命长、驱动电路简单等优点,可探测液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、CO、氢气、烟雾等有害气体.传感器采用旁热式气敏器件,内部有加热器,为气敏元件提供工作环境.封装好的气敏元件有六只针状管脚,其中两个引脚提供加热电流[6],其余四个用于信号取出.其实物图及电路图如图4和图5所示.
3 系统运行测试与分析（Test and analysis of system
结论：关于电力设备方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关电力设备论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
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