基于WSN與RFID融合技術(shù)的輸變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能電網(wǎng)存在許多共性技術(shù)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)，有助于提高電網(wǎng)的信息化程度、能源利用率以及運行可靠性，面向物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電網(wǎng)是未來發(fā)展的一個重要方向。輸變電設(shè)備作為電網(wǎng)的基本組成部分，其運行狀態(tài)直接影響智能電網(wǎng)的整體運行。因此，對輸變電設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測是保證電網(wǎng)可靠運行的基礎(chǔ)。本文充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢，對基于WSN(Wireless SensorNetworks)與RFID(Radio Frequency Ide

2、ntification)融合技術(shù)的輸變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面。
　　針對傳統(tǒng)輸變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)難以滿足故障定位精確、多參數(shù)集中監(jiān)測的現(xiàn)狀，提出一種新型輸變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)，分為信息感知層、數(shù)據(jù)通信層、信息融合層與綜合應(yīng)用層。對各層的功能進(jìn)行了詳細(xì)介紹，實現(xiàn)了輸變電設(shè)備集中監(jiān)測多種類型參數(shù)以及準(zhǔn)確定位故障設(shè)備。
　　基于對WSN與RFID融合技術(shù)四種常用架構(gòu)方案的討論，本文提

3、出一種新型多傳輸方式監(jiān)測通信網(wǎng)絡(luò)。多傳輸方式監(jiān)測通信網(wǎng)絡(luò)主要由狀態(tài)監(jiān)測智能電子裝置(IED)與主IED構(gòu)成。狀態(tài)監(jiān)測IED是融合RFID標(biāo)簽的WSN節(jié)點，主IED是融合閱讀器的匯聚節(jié)點。在多傳輸方式監(jiān)測通信網(wǎng)絡(luò)中，狀態(tài)監(jiān)測IED與主IED之間可以采用ZigBee技術(shù)與RFID技術(shù)進(jìn)行通訊。基于RFID技術(shù)通信協(xié)議簡單、能耗低的優(yōu)勢，狀態(tài)監(jiān)測IED與主IED優(yōu)先采用RFID技術(shù)通信，從而降低監(jiān)測通信網(wǎng)絡(luò)的整體能耗。當(dāng)RFID通信條件無法滿

4、足時，狀態(tài)監(jiān)測IED與主IED再通過ZigBee技術(shù)通信。另外，為多傳輸方式監(jiān)測通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計了一種RFID優(yōu)先策略以及通信方式切換算法，使得狀態(tài)監(jiān)測IED與主IED能夠智能切換通信方式。
　　重點研究了狀態(tài)監(jiān)測IED的設(shè)計。詳細(xì)闡述了狀態(tài)監(jiān)測IED的硬件選型。狀態(tài)監(jiān)測IED的設(shè)計采用了模塊化的思想，對狀態(tài)監(jiān)測IED的傳感標(biāo)簽進(jìn)行了一系列測試。仿真及測試結(jié)果表明，傳感器標(biāo)簽的天線回波損耗約為-13.1dB，載波頻率為865.8MHz

5、時，傳感標(biāo)簽最大讀寫距離為18m，傳感標(biāo)簽驅(qū)動電流和工作電流分別為520μA和210μA，性能優(yōu)于SL900A。為了降低狀態(tài)監(jiān)測IED的能耗，為狀態(tài)監(jiān)測IED設(shè)計了一種RFID射頻喚醒機制。當(dāng)狀態(tài)監(jiān)測IED無數(shù)據(jù)包需要發(fā)送時，RFID喚醒機制使?fàn)顟B(tài)監(jiān)測IED的微處理器與無線通信模塊始終處于休眠狀態(tài)。當(dāng)狀態(tài)監(jiān)測IED有傳輸任務(wù)時，主IED向狀態(tài)監(jiān)測IED發(fā)送射頻喚醒信號，觸發(fā)狀態(tài)監(jiān)測IED的RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽產(chǎn)生外部中斷激活MCU