大慶變電站防誤系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由大量分布的不同規(guī)格和功能的具有感知、計算和通信能力的微型傳感器節(jié)點通過自組織的方式構(gòu)成的一個小范圍的無線網(wǎng)絡(luò)。大量傳感器節(jié)點通過相互之間的分工協(xié)作，可實時感知、監(jiān)測和采集分布區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測對象或周圍環(huán)境的信息。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)明顯不同的技術(shù)要求，前者以數(shù)據(jù)為中心，后者以傳輸數(shù)據(jù)為目的。傳感器網(wǎng)絡(luò)最初是由于軍事需要而發(fā)展起來的，隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐步發(fā)展，它的應(yīng)用也越來越廣無線泛，現(xiàn)在已從軍事防御普及到

2、社會的各個領(lǐng)域，同時也要求無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有更小功耗，更低成本，以及更方便使用的性能，在這種情況下，ZigBee技術(shù)應(yīng)運而生。 ZigBee技術(shù)是一種短距離無線雙向通信技術(shù)，該技術(shù)擁有協(xié)議簡單、功耗低、組網(wǎng)能力強、網(wǎng)絡(luò)容量大、時延短、安全、可靠及成本低等優(yōu)點，具有路徑選擇、自動連結(jié)網(wǎng)絡(luò)及自我恢復(fù)等功能。ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合在一起，具有信息采集、傳輸和處理的能力。 本文首先介紹了

3、ZigBee技術(shù)的概念、體系結(jié)構(gòu)、特征以及它的應(yīng)用領(lǐng)域，并將ZigBee技術(shù)同與之平行的BlueTeeth、Wi-Fi、Z-Wave等技術(shù)進行比較，討論了ZigBee技術(shù)的優(yōu)勢；然后提出了一種指定簇頭、分級管理的ZigBee組網(wǎng)算法，通過掃描信道、建立PAN網(wǎng)絡(luò)和建立節(jié)點間的關(guān)聯(lián)三個步驟構(gòu)建了一個簡單的網(wǎng)絡(luò)層，實現(xiàn)了無線傳感器組網(wǎng)功能。與傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)算法相比，利用該算法組成的網(wǎng)絡(luò)具有較高的靈活性、擴展性和節(jié)能性；最后，在飛思

4、卡爾的ZigBee開發(fā)平臺MC13192+GT32/60套件上實現(xiàn)了該組網(wǎng)算法，并完成了節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸。 本文還對該ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能進行了仿真，從網(wǎng)絡(luò)的安全性、節(jié)能性以及健壯性等方面進行了分析，著重分析了采用中繼通信方式來擴展網(wǎng)絡(luò)時，對網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能性的影響，并指出了該網(wǎng)絡(luò)主要適用于具有以下特點的應(yīng)用領(lǐng)域：簇內(nèi)成員節(jié)點距離比較近；不經(jīng)常需要重新分簇或可將簇頭設(shè)計成由持久供電系統(tǒng)供電；網(wǎng)絡(luò)內(nèi)簇間成員很少進行通信等等。

5、 本文將此種組網(wǎng)應(yīng)用到了變電站防誤系統(tǒng)中。因為，變電站防誤系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)具有簇內(nèi)成員之間的距離比較近、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)簇間成員很少進行通信和能夠?qū)⒋仡^設(shè)計成由持久供電系統(tǒng)供電等特點。利用ZigBee無線技術(shù)組成的無線控制網(wǎng)絡(luò)代替在線方式變電站防誤系統(tǒng)的有線控制網(wǎng)絡(luò)，既保留了在線方式實時性強的特點，又克服了布線多、施工困難、造價高的缺點，獲得了較高的性能評估。該網(wǎng)絡(luò)具有以下特點： (1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為簇型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； (2)工作模式為