CN201142130Y

CN201142130Y - 一种高压开关柜的温度无线监测系统的嵌入式装置

Info

Publication number: CN201142130Y
Application number: CNU2008201010212U
Authority: CN
Inventors: 陆生贵; 蔡声镇; 吴允平; 苏伟达; 李汪彪; 吴进营; 卢宇; 陈聪慧
Original assignee: Fujian Normal University
Current assignee: Fujian Normal University
Priority date: 2008-01-04
Filing date: 2008-01-04
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2018-01-04

Abstract

本实用新型涉及了一种高压开关柜的温度无线监测系统的嵌入式装置。装置由多个相同的子系统和一个主系统两部分组成，各子系统和主系统之间通过各自的无线通信模块以无线通信的方式进行连接，实现在线监测的目的。子系统由微控制器A，温度传感器，电源模块A，电源管理模块和无线通信模块A组成。主系统由微控制器B、无线通信模块B、LCD用户交互模块、报警输出控制电路模块、上位机通信模块、数据存储模块和电源模块B组成。本实用新型的有益效果是：采用了嵌入式和无线通信技术，具有安装方便、LCD用户交互、数据存储功能。克服了有线连接的不足，提高了安全性能和智能性能。

Description

一种高压开关柜的温度无线监测系统的嵌入式装置

技术领域

本实用新型涉及温度在线监测装置，尤其涉及一种高压开关柜的温度无线监测系统的嵌入式装置。

背景技术

高压开关柜是发电厂、变电站的重要电器设备。在潮湿的工作环境以及空气氧化作用下，高压开关柜内部的电气设备的电接头接触电阻会逐渐增加，接触头表面随之发热，从而会造成接触头温度升高的恶性循环，最终导致运行设备发生火灾事故。高压开关柜长期处于高压、大电流、高温等状态，温度可以作为其工作是否正常的判断依据。因此，对高压开关柜开展以温度为监测对象的实时监测，对于保障高压开关柜内部的电气设备的安全运行，乃至电网的正常运转具有十分重要意义。

现有高压开关柜的温度在线监测技术主要两种：一是采用光纤光栅温度传感器，主要利用光纤在不同温度下引起光的特性改变，如强度、相位、频谱的改变，通过检测特性的变化达到在线测温的目的，主要缺点是成本高，特别是监测对象达到二三十个的时候，价格成本更高。同时每个光纤光栅温度传感器需要与一根光纤相连接，会使高压开关柜中出现布线乱的问题，导致安全性能降低。二是采用接触式光纤测温，如专利200420150813.0发明了一种高压开关柜测温仪，包括多个高压触点感温探测器、主机和与主机连接的显示器、报警器。其采用光纤传输温度信号，由于采用有线连接，由于长时间积累的灰尘等易导致高压绝缘性能下降。

因此，现有的高压开关柜温度在线监测装置存在以下不足：成本高，光纤布线乱，安装不方便，存在高压绝缘隐患，无数据存储功能。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有装置的不足，提供的一种高压开关柜的温度无线监测系统的嵌入式装置，该装置利用无线通信技术，具有安装方便、LCD用户交互及数据存储的功能，克服了有线在线监测的不足，提高了安全性能和智能性能。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：装置由多个相同的子系统和一个主系统两部分组成，各子系统和主系统之间通过各自的无线通信模块以无线通信的方式进行连接，实现在线监测的目的。子系统由微控制器A，温度传感器，电源模块A，电源管理模块和无线通信模块A组成。其中，微控制器A与温度传感器相连，进行温度数据的采集；电源模块A与微控制器A、温度传感器和电源管理模块相连接，为模块工作提供电源；电源管理模块与微控制器A和无线通信模块A相连接，微控制器A对无线通信模块A的电源进行管理，最大限度降低子系统的功耗；无线通信模块A连接微控制器A，进行数据的传输，子系统采集到的温度有变化或超过报警门限，立即将数据传送给主系统。

主系统由微控制器B、无线通信模块B、LCD用户交互模块、报警输出控制电路模块、上位机通信模块、数据存储模块和电源模块B组成。其中，微控制器B与无线通信模块B连接，无线通信模块B以无线通信的方式与子系统进行数据交互，一个主系统可以管理上百个相同的子系统，达到了实际应用的要求；LCD用户交互模块与微控制器B连接，主界面实时显示当前温度数据，操作人员通过LCD交互可以查看历史数据记录和报警数据记录，进行相关设置；报警输出控制电路模块一端与微控制器B连接，另一端与报警设备连接；上位机通信模块一端与微控制器B连接，另一端与上位机连接，提供远程监控和在线升级功能；数据存储模块和微控制器B相连，存储系统配置信息，报警数据，历史数据以及日志信息；电源模块B与微控制器B、无线通信模块B、LCD用户交互模块、报警输出控制电路模块、上位机通信模块、数据存储模块相连接，提供各模块的工作电源。

本实用新型的有益效果是：采用了嵌入式和无线通信技术，具有安装方便、LCD用户交互、数据存储功能。克服了有线连接的不足，提高了安全性能和智能性能。

附图说明

图1是本实用新型所述的嵌入式装置的框图。

图1中，(101)是子系统电源模块A、(102)是电源管理模块、(103)是子系统微控制器A、(104)是子系统无线通信模块A、(105)是温度传感器、(106)是主系统电源模块B、(107)是数据存储模块、(108)是主系统微控制器B、(109)是报警输出控制电路模块、(110)是上位机通信模块、(111)是LCD用户交互模块、(112)是主系统无线通信模块B。

图2是本实用新型所述装置的子系统电路原理图。

图3是本实用新型所述装置的主系统电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1中，子系统由子系统微控制器A 103，温度传感器105，子系统电源模块A 101，电源管理模块102和子系统无线通信模块104组成。其中，子系统微控制器A 103与温度传感器105相连，进行温度的采集；子系统电源模块A 101连接子系统微控制器A 103，温度传感器105和电源管理模块102；电源管理模块102连接子系统微控制器A 103和子系统无线通信模块A 104，子系统微控制器A 103对子系统无线通信模块A 104的电源进行管理；子系统无线通信模块A104连接子系统微控制器A 103，进行数据的传输，子系统采集到的温度有变化或超过报警门限，立即将数据传送给主系统。主系统由主系统微控制器B 108、主系统无线通信模块B 112、LCD用户交互模块111、报警输出控制电路模块109、上位机通信模块110、数据存储模块107和主系统电源模块B 106组成。其中，主系统微控制器B 108与主系统无线通信模块B 112连接，与子系统进行数据交互；LCD用户交互模块111与主系统微控制器B 108连接，主界面实时显示当前温度数据，操作人员通过LCD交互可以查看历史数据记录和报警数据记录，进行相关设置；报警输出控制电路模块109一端与主系统微控制器B 108连接，另一端与报警设备连接；上位机通信模块一端与主系统微控制器B 108连接，另一端与上位机连接，提供远程监控和在线升级功能；数据存储模块107和主系统微控制器B 108相连，存储系统配置信息，报警数据，历史数据以及日志信息；主系统电源模块B 106与主系统无线通信模块B 112、数据存储模块107相连接，提供各模块的工作电源。

子系统安装于高压开关柜内部电气设备的电接头表面，并且子系统无线通信模块104要朝向主系统；主系统安装于高压开关柜的面板上。

图2为子系统的电路原理图，如图所示：U1为PIC16LF877控制器，U2为无线通信模块，U3为电源稳压芯片，U4为DS18B20温度传感器。电源BT1采用耐高压长寿命3.6V的电池，其一端连接电容C1，电源VDD，电容C2正极和电源稳压芯片U3的2脚，其另一端接地；电容C1另一端，电容C2的负极和电源稳压芯片U3的3脚分别接地；电源稳压芯片U3的1脚接控制器U1的10脚，其5脚接电容C3的一端，其4脚接电容C4的正极和电源+VDD_RF；电容C3和电容C4的另一端接地；温度传感器U4的3脚接到电源VDD，其1，2脚分别接到控制器U1的8，9脚；电阻R1一端接电源VDD，另一端接温度传感器U4的2脚；控制器U1的5、15脚分别接到地和电源VDD；控制器U1的3、2、1、20、19、11、12、13、14脚分别接到无线通信模块U2的11、14、13、16、3、6、4、10、12脚；无线通信模块U2的2脚接电源+VDD_RF，其1、7、8、15脚接地。

图3为主系统的电路原理图，如图所示：U1为LPC2114ARM控制器，U2为EEROM，U3为RS485驱动器，U4为无线通信模块。控制器U1的33、34、35、37、38、39、47、53、54脚分别连接无线通信模块U4的11、14、13、16、3、6、4、10、12脚；无线通信模块U4的2脚接电源VCC，其1、7、8、15脚接地；控制器U1的26、22脚分别连接EEROM U2的5、6脚；EEROM U2的8脚接电源VCC，其1、2、3、4脚接地；电阻R20一端接电源VCC，另一端接到EEROM U2的5脚；电阻R21一端接电源VCC，另一端接EEROM U2的6脚；电阻R40一端接控制器U1的2脚，另一端接三极管Q40的1脚；三极管Q40的3脚连接继电器K40的4脚，三极管Q40的2脚接地；二极管D40正极连接继电器K40的4脚，负极连接继电器K40的5脚；继电器K40的1、2、3脚分别连接报警设备接口J4的2、3、1脚；控制器U1的21、27、19脚分别连接RS485驱动器U3的1、3、4脚；RS485驱动器U3的2脚连接到3脚，8脚接电源VCC，5脚接地；RS485驱动器U3的6、7脚分别连接到电阻R31、R30的一端，电阻R31、电阻R30的另一端分别连接到RS485总线接口J3的1、2脚；按键S1、S2、S3、S4的1脚分别接到控制器U1的31、32、45、46脚，其2脚分别接到地；控制器U1的5、9、11、16、12、8、4、48、44、40、36、13、14、3脚分别连接LCD模块接口J1的4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17脚；LCD模块接口J1的1、2、3脚分别连接到电位器的1、2、3脚；LCD模块接口J1的18、19脚接地，20脚接电源VCC；电源VCC由外部直流电源提供。

Claims

1、一种高压开关柜的温度无线监测系统的嵌入式装置，其特征是该装置由多个相同的子系统和一个主系统两部分组成，各子系统和主系统之间通过各自的无线通信模块以无线通信的方式进行无线连接，其中：

1.1子系统由微控制器A，温度传感器，电源模块A，电源管理模块和无线通信模块A组成；

1.2主系统由微控制器B、无线通信模块B、LCD用户交互模块、报警输出控制电路模块、上位机通信模块、数据存储模块和电源模块B组成。

2、根据权利要求1所述的高压开关柜的温度无线监测系统的嵌入式装置，其特征是该装置中的子系统中微控制器A与温度传感器相连；电源模块A与微控制器A、温度传感器和电源管理模块相连接；电源管理模块与微控制器A和无线通信模块A相连接；无线通信模块A连接微控制器A，进行数据的传输。

3、根据权利要求1所述的高压开关柜的温度无线监测系统的嵌入式装置，其特征是该装置中的主系统中微控制器B与无线通信模块B连接，无线通信模块B以无线通信的方式与子系统连接；LCD用户交互模块与微控制器B连接；报警输出控制电路模块一端与微控制器B连接，另一端与报警设备连接；上位机通信模块一端与微控制器B连接，另一端与上位机连接；数据存储模块和微控制器B相连；电源模块B与微控制器B、无线通信模块B、LCD用户交互模块、报警输出控制电路模块、上位机通信模块、数据存储模块相连接。