近年来,国家大力推进坚强的智能电网建设,具有新型智能化设备的变电站是智能电网的重要组成部分,经济、可靠的变电站监测系统对智能变电站的稳定运行至关重要。传统的变电站环境监测系统通常采用有线的数据传输方式,容易出现布线繁杂、灵活性差、易老化等问题,而一些采用蓝牙、Wifi等无线传输方式的变电站环境监测系统存在运行成本高、功耗大等缺点。另外,传统的变电站视频监测系统存在编码效率较低、性价比不高等问题。针对以上问题,本文以新型的Exynos4412 ARM处理器为核心,结合ZigBee无线传感网络技术和视频压缩编码技术,设计并实现了一套变电站监测系统,同时对ZigBee网络的媒体访问控制(MAC)层核心算法载波监听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)进行了改进。主要研究内容如下:首先,介绍了变电站监测系统的发展历程和国内外研究的进展,并且对变电站监测系统涉及到的ZigBee技术、嵌入式网页(Web)服务器技术、H.264视频格式和视频编码技术进行了介绍和分析。然后,基于ARM平台和ZigBee技术,设计并搭建了变电站监测系统。该系统包括环境信息和视频信息的监测两部分。其中,环境监测部分通过ZigBee网络单元,采集和传输变电站的温度、湿度等环境信息数据,并将数据通过串口传输至ARM处理器,ARM处理器将信息通过TCP/IP网络传输到上位机,上位机以网页的形式显示数据;视频监测部分采用USB摄像头和ARM处理器的结构,将视频信息采集后,以H.264标准将视频压缩编码并保存,同时将编码后的文件通过实时传输协议(RTP)传输到上位机,上位机通过VLC播放器来实现视频数据的实时播放。最后对所搭建的系统进行了整体测试,测试结果验证了系统的可行性。此外,针对ZigBee网络中MAC层核心算法CSMA/CA不能区分变电站内不同优先级的监测信息和在高网络负荷中性能较差的问题,本文提出了根据网络负荷设置竞争窗口的方法来确定网络中不同业务的优先级;同时,根据网络负荷来自适应调整算法中的退避指数,进一步优化网络性能。在对网络模型进行了数学建模和分析之后,利用NS2软件建立仿真场景,进行了网络仿真,仿真结果表明改进后的算法以较小的时延代价提高了网络吞吐量,并降低了丢包率,从而使网络整体性能得到优化。