CN110174172A - 刀闸压力温度监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种刀闸压力温度监测系统，包括：检测模块，用于获取刀闸的温度值、压力值和扭矩值，发送给转发模块；转发模块，用于接收并存储所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值，转发给终端模块；终端模块，用于将所述转发模块发送的所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值与系统设定值进行比对；软件模块，用于编辑所述系统设定值发送给所述终端模块；所述终端模块与所述软件模块通过USB接口进行通信。本发明能实时在线监测温度、压力，实时反映温度、压力信息，应满足与环境相适应的机械性能、电气性能、电磁兼容等要求，考虑运行可靠性、可维护性和可扩展性，兼顾经济合理性。
Description
技术领域
本发明涉及监测系统技术领域，特别涉及一种刀闸压力温度监测系统。
背景技术
电动刀闸性能的可靠性与其机械传动系统的可靠性密切相关。目前，针对电动刀闸的监测手段主要还是以周期性的预防性试验为主，然而由于刀闸中不同电动开关的传动机构损耗进程不同，传统模式的周期性检修、维护除增加维护成本外，难以有效监测刀闸的实时状态数据。
发明内容
本发明提供了一种刀闸压力温度监测系统，其目的是为了解决难以有效监测刀闸的实时状态数据的问题。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种刀闸压力温度监测系统，包括：
检测模块，用于获取刀闸的温度值、压力值和扭矩值，发送给转发模块；
转发模块，用于接收并存储所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值，转发给终端模块；
终端模块，用于将所述转发模块发送的所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值与系统设定值进行比对；
软件模块，用于编辑所述系统设定值发送给所述终端模块；
其中，所述检测模块与所述转发模块通过无线连接通信，所述转发模块与所述终端模块通过无线连接通信，所述终端模块与所述软件模块通过USB接口进行通信。
其中，所述检测模块包括：
温度传感器，用于获取刀闸的温度值；
压力传感器，用于获取刀闸的压力值和扭矩值；
信号转换电路，所述信号转换电路的接收端分别与所述温度传感器和所述压力传感器电连接，用于将所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值的数据信号转换成电信号；
信号调理电路，所述信号调理电路的接收端与所述信号转换电路输出端电连接，用于调理所述信号转换电路发送的电信号；
第一处理单元，所述第一处理单元的第一端与所述信号调理电路输出端电连接，用于接收所述信号调理电路发送的电信号；
第一电源单元，所述第一电源单元与所述第一处理单元的第二端电连接，用于给所述检测模块供电；
第一存储单元，所述第一存储单元与所述第一处理单元的第三端电连接，用于存储所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值；
无线单元，所述无线单元与所述第一处理单元的第四端电连接，用于给所述检测模块和所述转发模块之间提供无线连接通信。
其中，所述转发模块包括：
第二处理单元，所述第二处理单元用于处理所述检测模块发送的所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值；
第二电源单元，所述第二电源单元与所述第二处理单元的第一端电连接，用于给所述转发模块供电；
第二存储单元，所述第二存储单元与所述第二处理单元的第二端电连接，用于存储所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值；
有线传输接口，所述有线传输接口与所述第二处理单元的第三端电连接，用于将所述第二存储单元内的数据导出至终端模块；
无线传输单元，所述无线传输单元的第一端与所述第二处理单元的第四端电连接；
信号放大单元，所述信号放大单元与所述无线传输单元的第二端电连接，用于放大所述无线传输单元传输的信号强度，并给所述转发模块和终端模块提供无线连接通信。
其中，所述温度传感器为数字非接触红外测温传感器。
其中，所述第一电源单元和第二电源单元均采用3V纽扣电池。
其中，所述终端模块包括一终端模块，用于显示所述检测模块最后一次采集的压力值、温度值以及采集时间。
其中，所述检测模块设置有多个，每个所述检测模块均与所述转发模块电连接。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
本发明的上述实施例所述的刀闸压力温度监测系统能实时在线监测温度、压力，实时反映温度、压力信息，应满足与环境相适应的机械性能、电气性能、电磁兼容等要求，考虑运行可靠性、可维护性和可扩展性，兼顾经济合理性。
附图说明
图1为本发明的刀闸压力温度监测系统的结构示意图；
图2为本发明的检测模块的结构示意图；
图3为本发明的转发模块的结构示意图。
【附图标记说明】
1-检测模块；2-转发模块；3-终端模块；4-软件模块；101-温度传感器；102-压力传感器；103-信号转换电路；104-信号调理电路；105-第一处理单元；106-第一电源单元；107-第一存储单元；108-无线单元；201-第二处理单元；202-第二电源单元；203-第二存储单元；204-有线传输接口；205-无线传输单元；206-信号放大单元。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的难以有效监测刀闸的实时状态数据的问题，提供了一种刀闸压力温度监测系统。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种刀闸压力温度监测系统，包括：检测模块1，用于获取刀闸的温度值、压力值和扭矩值，发送给转发模块2；转发模块2，用于接收并存储所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值，转发给终端模块3；终端模块3，用于将所述转发模块2发送的所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值与系统设定值进行比对；软件模块4，用于编辑所述系统设定值发送给所述终端模块3；其中，所述检测模块1与所述转发模块2通过无线连接通信，所述转发模块2与所述终端模块3通过无线连接通信，所述终端模块3与所述软件模块4通过USB接口进行通信。
本发明的上述实施例所述的刀闸压力温度监测系统由检测模块1、转发模块2、终端模块3、软件模块4构成。其中，终端模块3与电脑在一起，由电脑提供提供电源。终端模块3不是必须的，数据可以直接从转发模块2获取。转发模块2同时提供RS485等其他接口，可以直接通过有线或无线模式提供数据。
本发明的上述实施例采用应变式压力和扭矩传感器，采用红外非接触温度检测；采用SX1212微功率433MHz进行无线通信，超低接收电流小于3mA，在休眠状态下，能耗低于1uA。13dB发射状态小于35mA；采用STM8低功耗单片机作为控制单元。型号STM8 L 105 K 4T 3 C TR:工作温度-40℃～125℃.此款CPU可以运行在5.4μA低功耗运行模式、3.3μA低功耗待机模式、1μA主动停止模式(实时时钟运行)和350nA停止模式。可以在4μs内从停止模式唤醒，支持频繁使用最低功耗模式。低功耗外设，包括小于1μA的实时时钟和自动唤醒(AWU)模块，有助于进一步节省电能；采用瑞士RENATA CR2450HT 125℃高温纽扣电池，490mah。在取电线包无法取到电时，由电池供电；检测装置的全部芯片、电阻电容等元器件，选取工作温度标称125度，以适用刀闸的特性工作环境，所以元器件工作在由电路印制板覆铜面构成的屏蔽空间，以提高装置的抗干扰性能，只有天线和取电线包两个部分在屏蔽空间之外；地面装置对高温和电能无特殊要求，因此，采用LoRa扩频通信技术，提高抗干扰能力，在同样功耗的情况下，提高通信距离。
如图2所示，所述检测模块1包括：温度传感器101，用于获取刀闸的温度值；压力传感器102，用于获取刀闸的压力值和扭矩值；信号转换电路103，所述信号转换电路103的接收端分别与所述温度传感器101和所述压力传感器102电连接，用于将所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值的数据信号转换成电信号；信号调理电路104，所述信号调理电路104的接收端与所述信号转换电路103输出端电连接，用于调理所述信号转换电路103发送的电信号；第一处理单元105，所述第一处理单元105的第一端与所述信号调理电路104输出端电连接，用于接收所述信号调理电路104发送的电信号；第一电源单元106，所述第一电源单元106与所述第一处理单元105的第二端电连接，用于给所述检测模块1供电；第一存储单元107，所述第一存储单元107与所述第一处理单元105的第三端电连接，用于存储所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值；无线单元108，所述无线单元108与所述第一处理单元105的第四端电连接，用于给所述检测模块1和所述转发模块2之间提供无线连接通信。
本发明的上述实施例所述的检测模块1由STM8L105进行控制，由传感器采集的温度压力数据，通过转换和调理电路，送到单片机，同时，单片机也管理这传感器的工作电源，在不需要采集数据时，关闭传感器电源；单片机获得的数据，通过微功耗模块SX1212与地面装置进行通信。同时，对SX1212模块电源进行管理，使SX1212无线单元108，绝大多数时间处于休眠状态，SX1212同时具有无线唤醒功能，被无线唤醒后，反过来唤醒STM8单片机系统。从而达到降低能耗的目的。这也为单片机的休眠间隔提供设定依据，在储存状态或人为设定休眠状态，系统可以一直休眠，自身不用进行任何检测，进一步降低能耗，检测单元只设计很小的存储功能，主要存储功能由转发单元完成。所有数据都能通过终端模块3和计算机进行存储和分析。
如图3所示，所述转发模块2包括：第二处理单元201，所述第二处理单元201用于处理所述检测模块1发送的所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值；第二电源单元202，所述第二电源单元202与所述第二处理单元201的第一端电连接，用于给所述转发模块2供电；第二存储单元203，所述第二存储单元203与所述第二处理单元201的第二端电连接，用于存储所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值；有线传输接口204，所述有线传输接口204与所述第二处理单元201的第三端电连接，用于将所述第二存储单元203内的数据导出至终端模块3；无线传输单元205，所述无线传输单元205的第一端与所述第二处理单元201的第四端电连接；信号放大单元206，所述信号放大单元206与所述无线传输单元205的第二端电连接，用于放大所述无线传输单元205传输的信号强度，并给所述转发模块2和终端模块3提供无线连接通信。
本发明的上述实施例所述的转发模块2为采集器，由外部电压AC220V电源供电，转发模块2提供第二存储单元203，存储容量较大，将检测模块1的被测点的温度、压力值，并按时间、日期、被测点位置保存数据，同时能够根据设定值进行报警；采用小显示屏显示测试报警数据，以及系统工作状况，所有的数据设置、报警解除、数据转存等都通过终端以及计算机操作，升级设备可以考虑配置手持终端。
其中，所述温度传感器101为数字非接触红外测温传感器。
其中，所述第一电源单元106和第二电源单元202均采用3V纽扣电池。
其中，所述终端模块3包括一终端模块3，用于显示所述检测模块1最后一次采集的压力值、温度值以及采集时间。
本发明的上述实施例所述的刀闸压力温度监测系统适用于GW16-252、GW4-126、GW7-252型隔离开关安装测试，具有实时测温、测压力功能，无线传输可采用433MHz无线链路传至接收装置，无线传输距离50米，能在线实时监测被测点的温度、压力值，并按时间、日期、被测点位置保存数据；具有报警输出功能，用户可以根据需要自行设定预警、报警温度阈值，温度传感器101采集周期20s，发射周期5分钟，压力传感器102在受到的压力值达到稳定值后发送一次信号，以后每隔1个小时传输一次信号。若压力变化在40N以上，会在20s内采集和发射6次数据；所述传感器采用低功耗设计，待机功耗、数据传输功耗应尽量小。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种刀闸压力温度监测系统，其特征在于，包括：
检测模块，用于获取刀闸的温度值、压力值和扭矩值，发送给转发模块；
转发模块，用于接收并存储所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值，转发给终端模块；
终端模块，用于将所述转发模块发送的所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值与系统设定值进行比对；
软件模块，用于编辑所述系统设定值发送给所述终端模块；
其中，所述检测模块与所述转发模块通过无线连接通信，所述转发模块与所述终端模块通过无线连接通信，所述终端模块与所述软件模块通过USB接口进行通信。
2.根据权利要求1所述的刀闸压力温度监测系统，其特征在于，所述检测模块包括：
温度传感器，用于获取刀闸的温度值；
压力传感器，用于获取刀闸的压力值和扭矩值；
信号转换电路，所述信号转换电路的接收端分别与所述温度传感器和所述压力传感器电连接，用于将所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值的数据信号转换成电信号；
信号调理电路，所述信号调理电路的接收端与所述信号转换电路输出端电连接，用于调理所述信号转换电路发送的电信号；
第一处理单元，所述第一处理单元的第一端与所述信号调理电路输出端电连接，用于接收所述信号调理电路发送的电信号；
第一电源单元，所述第一电源单元与所述第一处理单元的第二端电连接，用于给所述检测模块供电；
第一存储单元，所述第一存储单元与所述第一处理单元的第三端电连接，用于存储所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值；
无线单元，所述无线单元与所述第一处理单元的第四端电连接，用于给所述检测模块和所述转发模块之间提供无线连接通信。
3.根据权利要求2所述的刀闸压力温度监测系统，其特征在于，所述转发模块包括：
第二处理单元，所述第二处理单元用于处理所述检测模块发送的所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值；
第二电源单元，所述第二电源单元与所述第二处理单元的第一端电连接，用于给所述转发模块供电；
第二存储单元，所述第二存储单元与所述第二处理单元的第二端电连接，用于存储所述刀闸的温度值、压力值和扭矩值；
有线传输接口，所述有线传输接口与所述第二处理单元的第三端电连接，用于将所述第二存储单元内的数据导出至终端模块；
无线传输单元，所述无线传输单元的第一端与所述第二处理单元的第四端电连接；
信号放大单元，所述信号放大单元与所述无线传输单元的第二端电连接，用于放大所述无线传输单元传输的信号强度，并给所述转发模块和终端模块提供无线连接通信。
4.根据权利要求2所述的刀闸压力温度监测系统，其特征在于，所述温度传感器为数字非接触红外测温传感器。
5.根据权利要求3所述的刀闸压力温度监测系统，其特征在于，所述第一电源单元和第二电源单元均采用3V纽扣电池。
6.根据权利要求1所述的刀闸压力温度监测系统，其特征在于，所述终端模块包括一终端模块，用于显示所述检测模块最后一次采集的压力值、温度值以及采集时间。
7.根据权利要求1所述的刀闸压力温度监测系统，其特征在于，所述检测模块设置有多个，每个所述检测模块均与所述转发模块电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190827 |