CN112197888A - 无源超高频rfid标签、配网设备非可视部位的温度监测系统和方法 - Google Patents

无源超高频rfid标签、配网设备非可视部位的温度监测系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种无源超高频RFID标签、配网设备非可视部位的温度监测系统和方法，属于超高频射频技术领域。所述无源超高频RFID标签用于对配网设备非可视部位监测，且该无源超高频RFID标签包括温度检测模块、基带信号处理模块、调频模块和通信模块，其中，所述温度检测模块用于实时检测所述非可视部位的温度值，所述基带信号处理模块用于将所述温度值合成为对应的基带信号，所述调频模块用于将所合成的基带信号调制成超高频信号，所述通信模块用于发射所述超高频信号。该无源超高频RFID标签可以无线、实时地对配网设备非可视部位温度检测和分析，节省了人力和物力，且提高了配电网的可靠性与安全性。

Description

无源超高频RFID标签、配网设备非可视部位的温度监测系统 和方法
技术领域
本发明涉及超高频射频技术领域，具体地涉及一种无源超高频RFID标签、配网设备非可视部位的温度监测系统和方法。
背景技术
由于历史上电力工业发展的各种原因，我国配电网的发展明显滞后于发电、输电技术的发展。我国配电网的自动化、智能化程度以及自愈和优化运行能力远低于输电网，目前用户停电95％以上是由配电系统原因引起，且电网有约一半的损耗发生在配电网，主要表现为过热、放电类等故障，且对配电网安全性和可靠性要求高，所以建设高可靠性配电网是目前新一代电力系统建设的当务之急。
目前配电网的设备非可视部位并没有任何监测措施，如果该部位过热会导致配电网的配电设备发生故障，极大的影响了配电网的可靠性与安全性。再有，对于设备非可视部位状态的检测采用传统带电检测工作模式，需要耗费大量的人力及物力，当前运检人员配置现状难以满足配电网大范围、高频度带电检测需要，且配电设备安装复杂，大量为杆上设备或埋地设备，传统带电检测多数需要将传感器布置于设备本体或附近，不适用于杆上设备和地埋设备，管理粒度无法持续细化。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种无源超高频RFID标签，该无源超高频RFID标签用于解决当前配电网的设备没有任何监测措施造成的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种所述无源超高频RFID标签用于对配网设备非可视部位监测，且该无源超高频RFID标签包括温度检测模块、基带信号处理模块、调频模块和通信模块，其中，所述温度检测模块用于实时检测所述配网设备非可视部位的温度值，所述基带信号处理模块用于将所述温度值合成为对应的基带信号，所述调频模块用于将所合成的基带信号调制成超高频信号，所述通信模块用于发射所述超高频信号。
优选的，所述调频模块还用于将所述通信模块接收的所述超高频信号解调成所述基带信号；所述基带信号处理模块还用于对所述调频模块所解调的基带信号进行解码。
本发明实施例还提供一种配网设备非可视部位的温度监测系统，所述温度监测系统包括：至少一个上述的无源超高频RFID标签，设置在所述配网设备非可视部位上，用于实时获取该配网设备非可视部位的温度数据；以及监控模块，电性连接所述无源超高频RFID标签，用于根据获取的所述温度数据进行实时数据分析，得到分析结果。
优选的，所述温度监测系统还包括：标签采集器，电性连接所述无源超高频RFID标签和所述监控模块，用于采集所述无源超高频RFID标签获取的所述温度数据，并发送给所述监控模块。
优选的，所述标签采集器包括：无线接收装置，用于与所述监控模块进行无线通信；以及无线接收装置天线，与所述无线接收装置通过馈线连接，且所述无线接收装置通过所述无线接收装置天线与各个所述无源超高频RFID标签进行无线通信。
优选的，所述温度监测系统还包括：显示模块，优选为移动终端，电性连接所述监控模块，其中，所述监控模块发送所述分析结果，所述显示模块用于显示所述分析结果。
优选的，当所述分析结果示出所述配网设备非可视部位的温度超过预设的阈值时，所述监控模块发送过热警告；以及所述显示模块接收所述过热警告，并根据所述无源超高频RFID标签的唯一身份标识得到对应的所述配网设备非可视部位。
本发明实施例还提供一种配网设备非可视部位的温度监测方法，所述温度监测方法包括：根据至少上述的无源超高频RFID标签实时获取配网设备非可视部位的温度数据；以及根据所获取的温度数据进行实时数据分析，并得到分析结果。
优选的，在所述得到分析结果之后，所述温度监测方法还包括：发送所述分析结果给所述显示模块。
优选的，所述发送所述分析结果给所述显示模块包括：当所述分析结果示出所述配网设备非可视部位的温度超过预设的阈值时，发送过热警告；以及控制显示模块接收所述过热警告，并根据所述无源超高频RFID标签的唯一身份标识得到对应的所述配网设备非可视部位。
通过上述技术方案，该无源超高频RFID标签可以无线、实时地对配网设备非可视部位进行温度检测和分析，节省了人力和物力，且提高了配电网的可靠性与安全性。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明第一实施例提供的无源超高频RFID标签的结构示意图；
图2是本发明第一实施例的一个示例的结构示意图；
图3是本发明第二实施例提供的温度监测系统的结构示意图；以及
图4是本发明第三实施例提供的温度监测方法的流程示意图。
附图标记说明
11温度检测模块 12基带信号处理模块
13调频模块 14通信模块
10无源超高频RFID标签 20监控模块
30标签采集模块 40显示模块
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
图1是本发明第一实施例提供无源超高频RFID标签的结构示意图，请参考图1，该无源超高频RFID标签用于对配网设备非可视部位监测，且该无源超高频RFID标签可以包括温度检测模块11、基带信号处理模块12、调频模块13和通信模块14，其中，所述温度检测模块11用于实时检测所述配网设备非可视部位的温度值，所述基带信号处理模块12用于将所述温度值合成为对应的基带信号，所述调频模块13用于将所合成的基带信号调制成超高频信号，所述通信模块14用于发射所述超高频信号。
其中，温度检测模块11优选为温度传感器，通信模块14优选为天线，调频模块13可以为射频电路。
优选的，所述调频模块13还用于将所述通信模块14接收的所述超高频信号解调成所述基带信号；所述基带信号处理模块12还用于对所述调频模块13所解调的基带信号进行解码。即该无源超高频RFID标签为可以双工通信的温度监测装置。
进一步地，该无源超高频RFID标签还可以包括电源管理模块，该电源管理模块用于整流输入的射频信号，例如产生多个直流电源电压供给其它模块；电源管理模块还为模拟基带模块提供基准电流，并为数字基带模块提供上电复位信号。
举例说明，图2为本发明第一实施例的一个示例的结构示意图，请参考图2，温度传感器实时检测配网设备非可视部位的温度值，基带信号处理模块12会将该温度值合成为基带信号，例如依次经过物理层、协议层，再经过加密层进行加密后得到该温度值对应的基带信号，并放置在存储器中，射频电路获取存储器中的基带信号，并对其进行调频，调制成超高频信号，并通过天线发送该超高频信号。该无源超高频RFID标签的射频电路还能将通过天线接收的超高频信号解调成基带信号并存储在基带信号处理模块12的存储器中，基带信号处理模块12还可以对该基带信号进行解码以实现对该无源超高频RFID标签的控制。
图3是本发明第二实施例提供的温度监测系统的结构示意图，请参考图3，该温度监测系统用于监测配网设备非可视部位的温度，且该温度监测系统可以包括：至少一个本发明第一实施例提供的无源超高频RFID标签10，设置在所述配网设备非可视部位上，用于实时获取该配网设备非可视部位的温度数据；以及监控模块20，电性连接所述无源超高频RFID标签10，用于根据所获取的所述温度数据进行实时数据分析，得到分析结果。
该无源超高频RFID标签10优选的尺寸为35mm*35mm*4mm、优选的温度测量精度为±1℃，且每个无源超高频RFID标签10配置有唯一的身份标识(ID)。
该无源超高频RFID标签10设置在配网设备非可视部位，例如设置在开关柜母排连接处以获取最准确的温度值。
优选的，所述温度监测系统还可以包括：标签采集器30，电性连接所述无源超高频RFID标签10和所述监控模块20，用于采集所述无源超高频RFID标签10获取的所述温度数据，并发送给所述监控模块20。
该标签采集器30优选为与无源超高频RFID标签10配套的设备，即该标签采集器30可以准确的采集到无源超高频RFID标签的获取的温度数据对应的超高频信号，并发送给监控模块20，以实现无源超高频RFID标签10与监控模块20之间的数据传输。
该标签采集器30优选设置在无源超高频RFID标签10附近，例如设置在开关柜母排连接处附近。
更优选的，所述标签采集器可以包括：无线接收装置，用于与所述监控模块20进行无线通信；以及无线接收装置天线，与所述无线接收装置通过馈线连接，且所述无线接收装置通过所述无线接收装置天线与各个所述无源超高频RFID标签10进行无线通信。以实现无源超高频RFID标签10与监控模块20之间的无线通信。
该温度监测系统优选还可以包括：显示模块40，优选为移动终端，电性连接所述监控模块20，其中，所述监控模块20发送所述分析结果，所述显示模块40用于显示所述分析结果。
该显示模块40可以为移动手持设备，以方便巡检人员可以实时查看分析结果。
优选的，当所述分析结果示出所述配网设备非可视部位的温度超过预设的阈值时，所述监控模块发送过热警告；以及所述显示模块接收所述过热警告，并根据所述无源超高频RFID标签的唯一身份标识得到对应的配网设备非可视部位。
举例说明，监控模块20配置的数据分析模块对获取的温度数据进行分析处理，并输出相应的处理结果，其中，若配网设备非可视部位，例如是开关柜母排连接处出现过热情况，移动终端40接收到该过热警告，且移动终端40能够依据监测过热的无源超高频RFID标签10的ID找到过热的设备。
本发明第一、第二实施还提供了优选的通信协议涉及方案，基于无源的温度检测模块11，例如温度传感器，温度传感器与无线接收装置之间、无线接收装置与监控模块20之间的通讯可以遵循相应的规则，才能保证系统的安全、可靠、高效运行。其中，无源的温度传感器与无线接收装置间通讯协议可以依据ISO18000-6C协议，无线接收装置与监控模块20之间可以拟采用485/以太网连接，还可以相应拟采用ModBus、TCP/IP、HSE、PROFInet、Modbus/TCP、EtherNet/IP、Powerlink、EPA等通讯协议。
综上所述，本发明第一、第二实施例通过无源超高频RFID标签10无线、实时的对配网设备非可视部位进行温度监测和分析，同时还可以通过移动终端快速地找到故障点，极大的节省了人力和物力，且提高了配电网的可靠性与安全性。
图4是本发明第三实施例提供的温度监测方法的流程示意图，请参考图4，该温度监测方法可以包括以下步骤：
步骤S110：根据至少一个本发明第一实施例提供的无源超高频RFID标签实时获取所述配网设备非可视部位的温度数据。
其中，无源超高频RFID标签实时检测配网设备非可视部位的温度值，并转化为对应的超高频信号，与无源超高频RFID标签配套的标签采集器会采集该超高频信号，即通过标签采集器实时获取所述部位的温度数据。
步骤S120：根据所获取的温度数据进行实时数据分析，并得到分析结果。
优选的，在所述得到分析结果之后，所述配网设备非可视部位温度的监测方法还包括：发送所述分析结果给所述显示模块。
该显示模块，例如巡检员通过手持移动终端会实时接收该分析结果。
更优选，所述发送所述分析结果给所述显示模块还可以包括：当所述分析结果示出所述配网设备非可视部位的温度超过预设的阈值时，发送过热警告；以及控制显示模块接收所述过热警告，并根据所述无源超高频RFID标签的唯一身份标识得到对应的所述配网设备非可视部位。
举例说明，当所述分析结果示出所述配网设备非可视部位的温度过高时，巡检员通过手持移动终端会接收到过热警告，并通过该移动终端查找温度过高的设备，巡检员可以找到该设备的发热部位并进项相应的处理。
需要说明，本发明第三实施例的方法实施例的技术特征和有益效果与本发明第二实施例提供的系统实施例相同，具体请查看系统实施例，此处不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种无源超高频RFID标签，其特征在于，所述无源超高频RFID标签用于对配网设备非可视部位监测，且该无源超高频RFID标签包括温度检测模块、基带信号处理模块、调频模块和通信模块，
其中，所述温度检测模块用于实时检测所述配网设备非可视部位的温度值，所述基带信号处理模块用于将所述温度值合成为对应的基带信号，所述调频模块用于将所合成的基带信号调制成超高频信号，所述通信模块用于发射所述超高频信号。
2.根据权利要求1所述的无源超高频RFID标签，其特征在于，所述调频模块还用于将所述通信模块接收的所述超高频信号解调成所述基带信号；所述基带信号处理模块还用于对所述调频模块所解调的基带信号进行解码。
3.一种配网设备非可视部位的温度监测系统，其特征在于，所述温度监测系统包括：
至少一个权利要求1或2所述的无源超高频RFID标签，设置在所述配网设备非可视部位上，用于实时获取该配网设备非可视部位的温度数据；以及
监控模块，电性连接所述无源超高频RFID标签，用于根据获取的所述温度数据进行实时数据分析，得到分析结果。
4.根据权利要求3所述的温度监测系统，其特征在于，所述温度监测系统还包括：
标签采集器，电性连接所述无源超高频RFID标签和所述监控模块，用于采集所述无源超高频RFID标签获取的所述温度数据，并发送给所述监控模块。
5.根据权利要求4所述的温度监测系统，其特征在于，所述标签采集器包括：
无线接收装置，用于与所述监控模块进行无线通信；以及
无线接收装置天线，与所述无线接收装置通过馈线连接，且所述无线接收装置通过所述无线接收装置天线与各个所述无源超高频RFID标签进行无线通信。
6.根据权利要求3所述的温度监测系统，其特征在于，所述温度监测系统还包括：
显示模块，优选为移动终端，电性连接所述监控模块，
其中，所述监控模块发送所述分析结果，所述显示模块用于显示所述分析结果。
7.根据权利要求6所述温度监测系统，其特征在于，当所述分析结果示出所述配网设备非可视部位的温度超过预设的阈值时，所述监控模块发送过热警告；以及
所述显示模块接收所述过热警告，并根据所述无源超高频RFID标签的唯一身份标识得到对应的所述配网设备非可视部位。
8.一种配网设备非可视部位的温度监测方法，其特征在于，所述温度监测方法包括：
根据至少一个权利要求1或2所述的无源超高频RFID标签实时获取配网设备非可视部位的温度数据；以及
根据所获取的温度数据进行实时数据分析，并得到分析结果。
9.根据权利要求8所述的温度监测方法，其特征在于，在所述得到分析结果之后，所述温度监测方法还包括：
发送所述分析结果给所述显示模块。
10.根据权利要求9所述的温度监测方法，其特征在于，所述发送所述分析结果给所述显示模块包括：
当所述分析结果示出所述配网设备非可视部位的温度超过预设的阈值时，发送过热警告；以及
控制显示模块接收所述过热警告，并根据所述无源超高频RFID标签的唯一身份标识得到对应的所述配网设备非可视部位。
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