無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò )，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器
通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式通信，因此網(wǎng)絡(luò )設置靈活，設備位置可以隨時(shí)更改，還可以跟互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式的連接。通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式形成的一個(gè)
多跳自組織網(wǎng)絡(luò )。

WSN的發(fā)展得益于微機電系統(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系統(System on Chip, SoC)、無(wú)線(xiàn)通信和低功耗嵌入式技術(shù)
的飛速發(fā)展。
 

中文名	外文名	簡(jiǎn)稱(chēng)	應用領(lǐng)域
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )	Wireless Sensor Network	WSN	軍事、智能交通、環(huán)境監控、醫療衛生等

 
目錄
 
1、基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)關(guān)柜溫度監測系統方案簡(jiǎn)介
2、基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)關(guān)柜溫度監測系統設計目標
3、基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)關(guān)柜溫度監測系統構成
4、基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)關(guān)柜溫度監測系統特點(diǎn)
5、基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)關(guān)柜溫度監測系統功能模塊
6、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵技術(shù)
 
基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)關(guān)柜溫度監測系統方案簡(jiǎn)介：

基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，利用成熟的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，在保持系統可靠性的同時(shí)，保證了系統的先進(jìn)性。無(wú)需長(cháng)距離的復雜布線(xiàn)，每個(gè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)
絡(luò )模塊安裝靈活，改動(dòng)安裝位置無(wú)需重新布線(xiàn)；同時(shí)由于除電力電纜以外，無(wú)需其他線(xiàn)路的布線(xiàn)，所以也就更加安全、可靠。另外，將多個(gè)電
纜接頭連接成網(wǎng)絡(luò )后，便于統一管理，實(shí)現管理的網(wǎng)絡(luò )化、自動(dòng)化。

基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)關(guān)柜溫度監測系統設計目標：

本系統設計目標分三步：

2.1首先設計無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的終端采集設備，包括溫度傳感器選型和采集電路及處理算法實(shí)現；

2.2然后根據變電站特點(diǎn)設計無(wú)線(xiàn)傳感器終端設備的安裝；

2.3最后通過(guò)對無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)化，將其應用到電力電纜接頭故障監測中，使得電纜故障的監測自動(dòng)化、無(wú)線(xiàn)化、網(wǎng)絡(luò )化和安全化。

基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)關(guān)柜溫度監測系統構成：

系統由溫度傳感器、溫度巡檢儀、無(wú)線(xiàn)傳輸設備、無(wú)線(xiàn)監測服務(wù)器（接收設備）及其管理軟件組成。采用新興無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的組網(wǎng)技術(shù)的無(wú)
線(xiàn)測溫系統，實(shí)現了對變電站開(kāi)關(guān)柜的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測，經(jīng)過(guò)與電力自動(dòng)化系統連接，在中心監控室內就可以監視運行狀態(tài)，真正做到
了遠距離遙測，當被測點(diǎn)溫度超過(guò)預先設定的閥值時(shí)，就發(fā)出報警信號及時(shí)提醒有關(guān)人員采取措施。

基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)關(guān)柜溫度監測系統特點(diǎn)：

4.1實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測、測量精度可達±0.5℃的準確性；

4.2用戶(hù)可根據自己的需求設置參數的靈活性；

4.3不論是產(chǎn)品、還是工具及其維護，都具有系統安全性和可靠性；

4.4實(shí)現無(wú)線(xiàn)設備間自動(dòng)組網(wǎng)形成MESH網(wǎng)絡(luò )拓撲；

4.5實(shí)現溫度定時(shí)采集方式。

基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)關(guān)柜溫度監測系統功能模塊：

5.1傳感器部分

溫度探頭：采用外加金屬殼保護套的 Cu50 熱電阻，測量范圍-20℃ － +100℃，精度±0.2℃。由于外加金屬保護套，一方面可以在安裝的時(shí)
候保護溫度探頭；另一方面由于金屬具有較好的導熱特性，所以能夠起到傳導熱量的目的。

5.2無(wú)線(xiàn)網(wǎng)終端設備

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)終端設備是本系統的核心，負責本系統的溫度數據采集及傳輸。本系統配置溫度傳感器接口，實(shí)現超溫報警。當無(wú)線(xiàn)網(wǎng)終端設備去掉溫度檢測功能之后，并配置相應的軟件系統，就可以成為無(wú)線(xiàn)中繼接點(diǎn)和無(wú)線(xiàn)控制終端，所以無(wú)線(xiàn)網(wǎng)終端設備（測溫）、無(wú)線(xiàn)中繼接點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)控
制終端設備硬件上具備通用性。

5.3溫度巡檢儀

溫度巡檢儀負責采集溫度，并通過(guò)RS485傳輸送出溫度值。該巡檢儀接口豐富，可適應多種工業(yè)環(huán)境報警或其它報警要求。面板有四個(gè)LED
顯示?？膳渲脺囟葌鞲衅鲗?shí)現斷電超溫等聲光報警，超溫報警來(lái)電啟動(dòng)空調系統?？刂剖侄呜S富：光電隔離方式2路繼電器輸出ITU（常開(kāi)
型）；設置方式靈活、簡(jiǎn)潔：3個(gè)按鍵，分別是功能鍵、加1及減1鍵，用來(lái)設定溫濕度的上下限。

5.4數據遠傳

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接口數據傳輸：由于采用最新的2.4G無(wú)線(xiàn)通訊方式，通訊距離可達100m，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )路由，可以將傳輸距離增加到幾百米，甚至
更遠；以太網(wǎng)方式數據傳輸。在具有以太網(wǎng)接口的機房，可通過(guò)10M/100M網(wǎng)口把從無(wú)線(xiàn)網(wǎng)采集到的溫度通過(guò)Web方式發(fā)布。

5.5防緊急事件處理

機房?jì)炔靠砂惭b緊急按鈕，如遇緊急事件的發(fā)生，可人工啟動(dòng)報警裝置，通知監控中心。
5.6控制中心的設備

控制中心設備提供兩種方案備選：

5.6.1第一種方案：配置一臺PC機，并開(kāi)發(fā)Windows上的圖形化軟件及Web服務(wù)軟件

此種方案具有多項優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現溫度數據的存儲和管理。能實(shí)現歷史數據查詢(xún)，根據查詢(xún)結果及樣式打印報表；當溫度超過(guò)規定值，發(fā)出報警信

息，提示操作人員檢查變電站是否出現故障；系統的溫度曲線(xiàn)和溫度報表均可以通過(guò)Web發(fā)布，遠端用戶(hù)可以通過(guò)瀏覽器查詢(xún)溫度歷史記錄；系統應用軟件采用外掛式或嵌入式（留有接口）設計，軟件安裝容易，操作簡(jiǎn)單，功能齊全，維護方便。在具有和機房數據通訊的條件下，管
理人員可遠程對每個(gè)環(huán)境傳感器進(jìn)行報警值的設置，定義不同級別的報警方式。如有異?？梢约皶r(shí)通過(guò)聲音等方式通知管理人員。報警時(shí)軟件
中報警項顯示為紅色。

5.6.2第二種方案：使用嵌入式Web服務(wù)器方案

傳統Web服務(wù)器以具有高運算處理能力和海量存儲容量的工作站或PC機為硬件工作平臺，以非實(shí)時(shí)操作系統為軟件工作平臺，其上運行的是
大型復雜的服務(wù)器程序，典型的如基于Windows NT的IIS（Internet Information Server）、基于Unix 的Apache Web Server 等。雖然功能強
大，但同時(shí)由于設備的軟硬件平臺過(guò)龐大而復雜，需專(zhuān)人維護，也限制了其的廣泛使用?；谇度胧郊夹g(shù)的嵌入式Web服務(wù)器的出現為解決以
上問(wèn)題開(kāi)辟了一條嶄新途徑。

 本方案Web服務(wù)器以32位嵌入式處理器為硬件工作平臺，以嵌入式多任務(wù)操作系統（linux）為軟件工作平臺，配以動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)、CGI等技術(shù)，
在嵌入式服務(wù)器上運行小型精簡(jiǎn)的服務(wù)器程序。而對于遠端用戶(hù)來(lái)說(shuō)，訪(fǎng)問(wèn)嵌入式Web服務(wù)器和訪(fǎng)問(wèn)大型的服務(wù)器幾乎沒(méi)有差別。嵌入式服務(wù)
器具備的小型化、設備功能專(zhuān)一而穩定等優(yōu)勢，可以作為Web服務(wù)器端的一個(gè)備選方案。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵技術(shù)：

6.1無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

6.2能量收集技術(shù)

6.3傳感器技術(shù)

6.4嵌入式操作系統技術(shù)

6.5低功耗技術(shù)

6.6多跳自組織網(wǎng)絡(luò )的路由協(xié)議

6.7數據融合和數據管理技術(shù)

6.8信息安全技術(shù)