CN104458023A - 基于Zigbee网络的母线智能测温系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于Zigbee网络的母线智能测温系统，包括：安装在母线上的测温模块、通过Zigbee网络与测温模块进行通讯的智能终端，与智能终端进行数据传输的数据处理终端。测温模块内置有温度传感器和测温侧无线数据收发器；智能终端包括处理侧无线数据收发器、微处理器、指令获取装置、指示灯和报警器，微处理器用以依据工作模式指令完成对所述温度数据的校验和越限判断，并依据判断结果控制所述报警器和相应指示灯。实时监测各个母线温度，并通过无线传输方式传递温度数据；实现温度数据的显示、校验和越限判断，提前预警；并实现温度数据的统计、统计图的绘制和温度数据的存储，以便对历史数据进行查询和研究。

Description

基于Zigbee网络的母线智能测温系统

技术领域

本发明属于温度测量技术领域，尤其涉及一种基于Zigbee网络的母线智能测温系统。

背景技术

随着电力系统的发展，超高压、远距离、大容量输电及全国性联网已成为必然，因此，电力系统为实现自身安全、稳定运行的目的对继电保护的要求也必然会再次升级。但是很多传统的继电保护的技术已经不能满足要求日益增加的电力系统，尤其是作为整个电力系统的基础的母线，故对母线的保护显得尤为重要。

高压开关柜是发电厂和变电站的重要设备，但高压开关柜在长期的使用过程中，常常由于其中的母线接点和高压电缆接头等部位的老化和接触电阻过大导致发热，使其绝缘性能大大降低。而每年均有发生因为母线连接处的过热而导致的事故。因此，必须要对其母线的温度进行监测，这样可以避免因为母线过热导致的一些事故。而高压开关柜内部有很高的电压，无法进行人工测温，从而无法及时预警，而且高压开关柜内部的空间狭小，布线困难，故需要一种无线的测温系统。

发明内容

为解决目前由于高压开关柜内部有很高的电压，无法进行人工测温，从而无法及时预警，而且高压开关柜内部的空间狭小，布线困难的技术问题，提供一种基于Zigbee网络的母线智能测温系统。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

技术方案：所述基于Zigbee网络的母线智能测温系统，包括：安装在母线上的测温模块、通过Zigbee网络与所述测温模块进行通讯的智能终端，通过串行总线与所述智能终端进行数据传输的数据处理终端；所述测温模块内置有温度传感器，所述温度传感器与所述母线通过铝盒接触以采集所述母线的温度并传递给测温侧无线数据收发器，所述测温侧无线数据收发器通过Zigbee网络与所述智能终端的处理侧无线数据收发器进行通讯以传输温度数据；所述智能终端还包括微处理器、指令获取装置、指示灯和报警器，所述指令获取装置用以获取工作模式指令并通知所述微处理器，所述微处理器用以依据工作模式指令完成对所述温度数据的校验和越限判断，并依据判断结果控制所述报警器和相应指示灯。

进一步的，所述智能终端还配置有液晶显示器，用以显示所述测温模块采集到的各个母线的温度数据。

进一步的，所述微处理器依据获取的工作模式指令选择工作在轮回显示模式或选择显示模式。

再进一步的，若为轮回显示模式，由所述微处理器确定所述液晶显示器显示的初始地址，并完成所述温度数据的采集、校验和越限判断，以及地址增加和地址是否溢出的判断；若为选择显示模式，由所述指令获取装置获取所述液晶显示器需要显示的地址，所述微处理器完成所述温度数据的采集、校验和越限判断。

其中，所述测温模块还包括为所述温度传感器和测温侧无线数据收发器进行供电的电源模块，采用的是电池。

其中，所述智能终端还包括供电模块，所述供电模块自所述母线取电，为所述微处理器，处理侧无线数据收发器和液晶显示器供电。

优选的，所述基于Zigbee网络的母线智能测温系统还包括：与所述数据处理终端internet网络连接的远程智能终端，所述远程智能终端利用internet网络与上一级的变电站或者供电所进行通讯，用以远程监测实时数据。

本发明所带来的有益效果：不仅避免了人工测温和柜内配线的操作，而且可实时监测各个母线温度，并通过无线传输方式传递温度数据；实现对采集的数据进行处理，如温度数据的显示、校验和越限判断，可按照用户要求实时显示各个母线的温度，并且在超过阈值时可启动报警器并点亮相应的指示灯，起到预警作用；通过数据处理终端实现温度数据的统计、统计图的绘制和温度数据的存储，以便对历史数据进行查询和研究。

附图说明

图1是本发明基于Zigbee网络的母线智能测温系统的结构示意图；

图2是本发明基于Zigbee网络的母线智能测温系统的局域网系统结构图；

图3是本发明测温模块的结构示意图；

图4是本发明智能终端的结构示意图；

图5是本发明测温模块与智能终端交互通讯示意图；

图6是本发明智能终端工作流程示意图；

图7是本发明智能终端数据校验流程图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。

在一些说明性的实施例中，如图1所示，本发明提供一种基于Zigbee网络的母线智能测温系统，包括测温模块1，智能终端2，数据处理终端3和远程智能终端4。

所述智能终端2通过串行总线与数据处理终端3进行数据传输，所述数据处理终端2主要是一台电台，现阶段的主流配置电脑均可满足要求，其作用是将所述测温模块1采集的温度数据进行统计，绘制相应的统计图并且将所述温度数据数据进行存储，以便对历史数据进行查询和研究。

所述远程智能终端4主要是利用internet网络与上一级的变电站或者供电所进行通讯，以便可以远程监测该站点的实时数据。

其中，所述测温模块1安装在母线上，与所述智能终端2之间是利用Zigbee网络进行连接通讯，主要功能是温度的数据采样，如图3所示，包括温度传感器11和测温侧无线数据收发器12。所述温度传感器11与所述母线通过铝盒接触以采集所述母线的温度，并且将采集到的温度数据通过数据线传递给所述测温侧无线数据收发器12。

所述测温侧无线数据收发器12将收集到的温度数据与上一级的所述智能终端2通过Zigbee网络进行通讯，并且将所述温度数据发给所述智能终端2的处理侧无线数据收发器21。所述智能终端2与测温模块1之间的通信方式如图5所示，通信方式是广播模式，即所述智能终端2每次发出指令，具体通信流程包括：

501：所述智能终端2向所有的测温模块1发送指令，所述指令包含需要发送指令的测温模块1的地址；

502：所有的所述测温模块1均收集到所述智能终端2发送的指令，只有符合所述指令中地址的测温模块才会向所述智能终端2回复本端采集到的所述温度数据；

503：所述智能终端2发送所述指令之后，工作模式就改为接收模式，只要有温度数据发送进来即可接收。

其中，所述测温模块1和所述智能终端2之间的通信和数据传输过程，是由配置在所述测温模块1内的测温侧无线数据收发器12，以及配置在所述智能终端2内的处理侧无线数据收发器21之间利用Zigbee网络完成的。

如图4所示，所述智能终端2还包括微处理器22、指令获取装置23、指示灯24和报警器25。所述智能终端2可实现工作模式的选择，温度数据的校验，温度数据越限报警，指示灯显示和数据通信功能。

所述指令获取装置23上设置有独立式按键，所述微处理器22可读取所述独立式按键的信号即工作模式指令，在一些说明性的实施例中，所述微处理器22依据获取的工作模式指令选择工作在轮回显示模式或选择显示模式。

所述微处理器22依据所述工作模式指令完成对所述温度数据的校验和越限判断，并依据判断结果控制所述报警器24和相应指示灯25。

在一些说明性的实施例中，所述智能终端2还配置用以显示所述测温模块1采集到的各个母线的温度数据有液晶显示器26。

所述智能终端2的工作流程如图6所示，包括：

601：所述微处理器22读取独立式按键的信号，根据不同工作模式指令决定处于轮回显示模式还是选择显示模式；

优选的，默认模式是轮回显示模式，若无接收到选择显示的信号则一直是轮回显示模式；

602：若为轮回显示模式，则由所述微处理器22确定初始地址；

603：确定初始位置后，对该地址进行温度数据采集；

604：采集到温度数据之后，为了确保所述温度数据的准确性，进行温度数据的校验；

605：得到校验过的准确温度数据之后，需要将所述温度数据在所述液晶显示器26上进行显示；

606：显示后需要对显示的温度数据进行判断，判所述温度数据断是否达到设定的阈值，判断结果若是超过预定阈值，则执行步骤607，判断结果若是没有超过预定阈值，则执行步骤608；

607：启动报警器并且点亮相应的指示灯，需要等待人工复位；

608：将地址增加；

609：判断是否地址溢出，若不溢出则依次执行步骤603、604、605和606，若是地址溢出，则依次执行步骤602、603、604、605和606；

610：若是所述微处理器22检测为选择显示模式，则需要通过所述独立式键盘出获取所需要显示的地址，微处理器根据输入的地址确定需要显示的地址；

611：确定需要显示的地址后，对该地址进行温度数据采集，之后依次执行步骤604、605和606，当执行到步骤606时，若所述温度数据没有超过预定的阈值，则等待复位信号，若超过预定的阈值，则执行步骤607。

所述智能终端2通过所述处理侧无线数据收发器21去接收指定地址的温度数据，但因在数据传输过程中电磁干扰等诸多因素会影响数据传输的准确性，需要对接收到的所述温度数据进行数据校验，校验的方法流程如图7所示，包括：

701：所述母线智能测温系统系统首先给定一个温度的初值c；

702：由所述处理侧无线数据收发器21接收到所述测温模块1的温度数据ɑ；

703：所述微处理器22根据所述测温模块1的前K-1个时刻的数据，再利用卡尔曼滤波来计算得到一个预估计值β；

704：计算温度绝对误差γ＝|ɑ-β|；

可预先设定绝对误差最大值为1℃，即0≤γ≤1，此时可以视为温度数据正确；

705：判断计算出的所述温度绝对误差γ是否在误差范围内，即满足0≤γ≤1，若判断结果为γ在误差范围内，则执行步骤707；

706：若判断结果为γ不在误差范围内，所述温度绝对误差γ超过1℃，即γ>1，则可判定温度数据存在误差，将该温度数据ɑ进行存储，再重复步骤702、703、704和705，直至γ符合条件0≤γ≤1；

707：当温度数据校验完成后，就执行温度数据显示，利用所述微处理器22的软件将校验完成后的所述温度数据显示在配置的所述液晶显示器26上。

在一些说明性的实施例中，所述基于Zigbee网络的母线智能测温系统还可以工作在局域网模式下，如图2所示，虽然缺少了所述远程智能终端4，但仍然是一个完整的测温系统，依然能够实现温度的实时测量和显示。

在一些说明性的实施例中，如图3所示，所述测温模块1还包括为所述温度传感器11和测温侧无线数据收发器12进行供电的电源模块13，采用的是电池。

在一些说明性的实施例中，如图4所示，所述智能终端2还包括供电模块27，所述供电模块27自所述母线取电，为所述微处理器22，处理侧无线数据收发器21和液晶显示器26供电。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (7)

1.基于Zigbee网络的母线智能测温系统，其特征在于，包括：安装在母线上的测温模块、通过Zigbee网络与所述测温模块进行通讯的智能终端，通过串行总线与所述智能终端进行数据传输的数据处理终端；

所述测温模块内置有温度传感器，所述温度传感器与所述母线通过铝盒接触以采集所述母线的温度并传递给测温侧无线数据收发器，所述测温侧无线数据收发器通过Zigbee网络与所述智能终端的处理侧无线数据收发器进行通讯以传输温度数据；

所述智能终端还包括微处理器、指令获取装置、指示灯和报警器，所述指令获取装置用以获取工作模式指令并通知所述微处理器，所述微处理器用以依据工作模式指令完成对所述温度数据的校验和越限判断，并依据判断结果控制所述报警器和相应指示灯。

2.根据权利要求1所述的基于Zigbee网络的母线智能测温系统，其特征在于，所述智能终端还配置有液晶显示器，用以显示所述测温模块采集到的各个母线的温度数据。

3.根据权利要求2所述的基于Zigbee网络的母线智能测温系统，其特征在于，所述微处理器依据获取的工作模式指令选择工作在轮回显示模式或选择显示模式。

4.根据权利要求3所述的基于Zigbee网络的母线智能测温系统，其特征在于，若为轮回显示模式，由所述微处理器确定所述液晶显示器显示的初始地址，并完成所述温度数据的采集、校验和越限判断，以及地址增加和地址是否溢出的判断；

若为选择显示模式，由所述指令获取装置获取所述液晶显示器需要显示的地址，所述微处理器完成所述温度数据的采集、校验和越限判断。

5.根据权利要求1所述的基于Zigbee网络的母线智能测温系统，其特征在于，所述测温模块还包括为所述温度传感器和测温侧无线数据收发器进行供电的电源模块，采用的是电池。

6.根据权利要求2所述的基于Zigbee网络的母线智能测温系统，其特征在于，所述智能终端还包括供电模块，所述供电模块自所述母线取电，为所述微处理器，处理侧无线数据收发器和液晶显示器供电。

7.根据权利要求1所述的基于Zigbee网络的母线智能测温系统，其特征在于，还包括与所述数据处理终端internet网络连接的远程智能终端，所述远程智能终端利用internet网络与上一级的变电站或者供电所进行通讯，用以远程监测实时数据。