本文關(guān)鍵詞：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

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【摘要】：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 Sensor Networks)與RFID(Radio Frequency Identification)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�；趯SN與RFID融合技術(shù)四種常用架構(gòu)方案的討論,本文提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�；赗FID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(jī)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(jī)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,從而使?fàn)顟B(tài)監(jiān)測IED進(jìn)入正常工作狀態(tài)。通過MATLAB仿真實驗可得,RFID射頻喚醒機(jī)制優(yōu)于IEEE802.15.4 MAC協(xié)議與B-MAC協(xié)議的性能,RFID射頻喚醒機(jī)制的能耗最低。
【關(guān)鍵詞】：智能電網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng) 輸變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng) WSN與RFID融合技術(shù) 智能電子裝置
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM76;TM507
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-10
• ABSTRACT10-17
• 第一章 緒論17-24
• 1.1 課題背景與研究意義17-21
• 1.1.1 選題背景17-19
• 1.1.2 課題研究意義19-21
• 1.2 相關(guān)研究現(xiàn)狀21-22
• 1.2.1 輸變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀21-22
• 1.2.2 WSN與RFID融合技術(shù)的現(xiàn)狀22
• 1.3 本文的主要工作及相關(guān)內(nèi)容安排22-24
• 第二章 WSN與RFID融合技術(shù)研究24-36
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)24-28
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)24
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)24-26
• 2.1.3 ZigBee技術(shù)26-28
• 2.2 射頻識別技術(shù)28-30
• 2.2.1 RFID的系統(tǒng)構(gòu)成28-30
• 2.2.2 RFID系統(tǒng)的分類30
• 2.3 WSN與RFID融合技術(shù)分析30-35
• 2.3.1 集成WSN和RFID的原因31
• 2.3.2 RFID與WSN的一體化架構(gòu)31-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 輸變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計36-45
• 3.1 輸變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)36-39
• 3.1.1 信息感知層37
• 3.1.2 數(shù)據(jù)通信層37-38
• 3.1.3 信息融合層38
• 3.1.4 綜合應(yīng)用層38-39
• 3.2 監(jiān)測通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計39
• 3.3 多傳輸方式監(jiān)測通信網(wǎng)絡(luò)39-44
• 3.3.1 多傳輸方式監(jiān)測通信網(wǎng)絡(luò)與其他融合網(wǎng)絡(luò)的比較40
• 3.3.2 監(jiān)測通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)40-41
• 3.3.3 監(jiān)測通信網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議41-42
• 3.3.4 監(jiān)測通信網(wǎng)絡(luò)傳輸方式的切換策略與算法設(shè)計42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 狀態(tài)監(jiān)測IED的設(shè)計45-65
• 4.1 狀態(tài)監(jiān)測IED的設(shè)計45-54
• 4.1.1 狀態(tài)監(jiān)測IED的結(jié)構(gòu)45
• 4.1.2 狀態(tài)監(jiān)測IED的器件選型45-47
• 4.1.3 無線通信模塊設(shè)計47-48
• 4.1.4 電源電路設(shè)計48
• 4.1.5 狀態(tài)監(jiān)測IED的測試與實驗結(jié)果48-54
• 4.2 狀態(tài)監(jiān)測IED的低能耗策略54-55
• 4.2.1 輪流休眠機(jī)制55
• 4.2.2 射頻喚醒機(jī)制55
• 4.3 狀態(tài)監(jiān)測IED的休眠喚醒機(jī)制設(shè)計55-64
• 4.3.1 RFID喚醒機(jī)制56-58
• 4.3.2 RFID喚醒機(jī)制的主要特點58-59
• 4.3.3 RFID喚醒機(jī)制的退避算法59-61
• 4.3.4 RFID喚醒機(jī)制的能耗分析61-63
• 4.3.5 仿真與實驗結(jié)果63-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 第五章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 總結(jié)65-66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況72

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 余貽鑫;劉艷麗;;智能電網(wǎng)的挑戰(zhàn)性問題[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年02期

2 張東霞;苗新;劉麗平;張焰;劉科研;;智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2015年01期

3 辛耀中;石俊杰;周京陽;高宗和;陶洪鑄;尚學(xué)偉;翟明玉;郭建成;楊勝春;南貴林;劉金波;;智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)現(xiàn)狀與技術(shù)展望[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年01期

4 田世明;王蓓蓓;張晶;;智能電網(wǎng)條件下的需求響應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2014年22期

5 余貽鑫;秦超;;智能電網(wǎng)基本理念闡釋[J];中國科學(xué):信息科學(xué);2014年06期

6 王利霞;;基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的研究和分析[J];電源技術(shù);2014年03期

7 張東霞;姚良忠;馬文媛;;中外智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2013年31期

8 宿志一;;霧霾天氣對輸變電設(shè)備外絕緣的影響[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年08期

9 李鵬;黃新波;趙隆;朱永燦;;智能輸電線路狀態(tài)監(jiān)測代理的研究與設(shè)計[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2013年16期

10 楊博雄;倪玉華;劉琨;彭宇帆;周鵬;;現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及其發(fā)展應(yīng)用研究[J];物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);2013年01期

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