CN203893964U - 一种基于无源声表面波的手持式温度接收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于无源声表面波的手持式温度接收装置，该装置包括主控制器、MicroSD存储卡、USB2.0接口、电源模块、传感器阅读模块、短距离无线模块、LCD显示屏和按键；所述主控制器分别与所述MicroSD存储卡、所述USB2.0接口、所述电源模块、所述传感器阅读模块、所述短距离无线模块、所述LCD显示屏和所述按键连接。该装置可通过无线方式接收安装于架空线路杆上的无源声表面波传感器监测的实时数据和历史数据，避免了用户登杆读取被测点的温度数据。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种信号接收装置，具体讲涉及一种基于无源声表面波的手持式温度接收装置。
背景技术：
电力系统的安全和运营效率关系到整个国民经济的发展和人民生活的稳定。对电力设备进行状态监测是保证电网安全运营和电力系统资源优化利用的最有效方法，其中温度是电力设备状态监测的最重要数据之一。
电力设备的节点发生短路或者绝缘老化时，即会出现局部发热，温度异常升高，继而触电膨胀氧化节点电阻增大，发热量进一步上升，温度继续升高，形成一个恶性循环。所以对电力设备温度的检测，可在第一时间发现并消除可能发生的隐患，保证电力系统的安全运营。
用于电力设备的测温包括红外测温、光纤测温、有源无线测温等，但均具有一定的局限性，具体表现为：红外测温仪体积较大，成本高，且无法绕射透过遮挡物、准确测量关键接点处温度；光纤具有易折、易断、不耐高温的特性，成本较高，安装难度较大，且积累粉尘后绝缘性能降低的缺陷；有源无线测温传感头需要电池供电或者小CT取能，安全性和可靠性较差，并且维护工作量大。
实用新型内容：
为了克服现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供一种基于无源声表面波的手持式温度接收装置；用安装在电力设备易发热节点的多个无线无源声表面波传感器来测量温度。
本实用新型提供的技术方案是：一种基于无源声表面波的手持式温度接收装置，其改进之处在于：
所述装置包括主控制器、MicroSD存储卡、USB2.0接口、电源模块、传感器阅读模块、短距离无线模块、LCD显示屏和按键；
所述主控制器分别与所述MicroSD存储卡、所述USB2.0接口、所述电源模块、所述传感器阅读模块、所述短距离无线模块、所述LCD显示屏和所述按键连接。
优选的，所述传感器阅读模块包括微处理器、无线收发器XE1203F、天线、单刀双掷射频开关和CAN收发器；
所述天线、所述单刀双掷射频开关、所述无线收发器XE1203F、所述微处理器和所述CAN收发器依次连接；所述CAN收发器与所述主控制器连接。
优选的，所述短距离无线模块包括2.4G无线收发器芯片nRF24L01和PCB天线、所述PCB天线与所述无线收发器芯片nRF24L01连接；
所述主控制器分别通过SPI接口和通用I/O接口与所述无线收发器芯片nRF24L01连接。
优选的，所述电源模块包括充电芯片BQ24072、锂电池、低压差线性稳压芯片MIC5219-3.3、TPS73033、电压基准源LM4040A30；
所述充电芯片BQ24072分别与所述锂电池、所述低压差线性稳压芯片MIC5219-3.3、所述TPS73033、所述电压基准源LM4040A30、所述USB2.0接口连接；
所述主控制器通过通用I/O分别与所述充电芯片BQ24072的电压状态管脚、所述充电芯片BQ24072的充电状态管脚和所述充电芯片BQ24072的使能管脚连接。
本实用新型具有如下有益效果：
(1)本实用新型所述的手持式温度接收装置可直接采集无源声表面波温度传感器的回波信号，可配合无源声表面波传感器巡检无法为在线接收装置提供电源或有异物遮挡发热点的电气设备；同时可通过无线方式接收安装于架空线路杆上的温度在线接收装置的数据，可避免用户登杆读取被测点的温度数据。
(2)传感器阅读模块与主控制器电路分离，可避免射频信号与主控电路之间的相互电磁干扰。
(3)传感器阅读模块中采用了具有频率综合、滤波、零中频解调、功率放大、时钟管理、信号强度指示等功能的集成型射频收发芯片XE1203F，在简化电路设计的同时提高了系统可靠性。
附图说明：
图1为手持式温度接收装置硬件结构图；
图2为传感器阅读模块硬件结构图；
图3为电源模块硬件结构图。
具体实施方式：
为了更好地理解本实用新型，下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型的内容做进一步地说明。
如图1所示：基于无源声表面波的手持式温度接收装置由主控制器、传感器阅读模块、短距离无线模块、LCD显示屏、按键、MicroSD存储卡、USB2.0接口以及电源模块组成。
基于无源声表面波的手持式温度接收装置可采用32位高性能、超低功耗的ARM Cortex-M3芯片STM32L151RCT6(功耗仅为190μA/MHz)作为主控制器，主控制器能实现如下功能：
(1)可同时采集多达6个无源声表面波温度传感器的回波信号；
(2)可通过无线方式接收安装于架空线路杆上的无源声表面波阅读器监测的实时数据及历史数据；
(3)可将采集到实时温度数据和历史数据存储到MicroSD存储卡中；
(4)可通过USB2.0接口与计算机连接进行数据传输；
(5)可通过外接电源适配器或内置锂电池供电，具备锂电池充电、电量指示功能。
如图2所示：传感器阅读模块由微处理器、无线收发器(XE1203F)、单刀双掷射频开关(AS177)、天线接口、CAN总线收发器及射频收发电路组成。
微处理器可采用高性能的ARM Cortex-M4芯片STM32F405(主频168MHz，含浮点运算单元)；
传感器阅读模块可实现如下功能:
①微处理器STM32F405通过SPI接口与无线收发器连接，同时通过通用I/O控制射频开关和无线收发器来切换发射/接收状态；
②无线收发器将接收到的无源声表面波温度传感器回波信号经过现有的零中频解调技术解调为基带信号(I，Q)，输出给微处理器STM32F405的ADC接口，微处理器STM32F405进行模拟信号采集、并通过A/D转换(采用3片ADC交叉工作模式，采样率为7.2MSPS)，将提取的模拟回波信号转换为数字温度值；
③微处理器STM32F405利用CAN模块连接CAN收发器SN65HVD231构成CAN总线接口，并通过该接口将温度数据传输给主控制器。。
短距离无线模块由2.4G无线收发器芯片nRF24L01、PCB天线及射频收发电路构成。
主控制器采用SPI接口和I/O接口与短距离无线模块相连，并通过该模块接收安装于架空线路杆上的无源声表面波阅读器监测的实时数据及历史数据。
LCD显示屏和按键与主控制器的通用I/O相连。LCD屏采用分辨率为240×160、具有32级灰度的COG模块HTG240160C，用于显示温度实时数据、历史数据(曲线形式)、信号强度、电池电量以及时间和日期；按键切换显示内容、设置温度标定参数。
MicroSD存储卡连接到主控制器的SDIO接口，用于存储实时监测的温度数据以及历史数据。
如图3所示：电源模块由锂电池、充电芯片BQ24072、低压差线性稳压芯片MIC5219-3.3、TPS73033、电压基准源LM4040A30及其外围元器件构成。
充电芯片与锂电池、USB2.0接口及其他线性稳压芯片相连，通过USB2.0接口获取电源并为锂电池充电，同时具备电源路径管理功能。当装置连接到USB电源适配器时，内部电路通过充电芯片从USB2.0接口获取电源；当USB电缆拔出后，内部电路通过充电芯片从锂电池获取电源。充电芯片的电压状态管脚、充电状态管脚连接到主控制器的通用I/O，分别用于指示USB2.0接口电压是否正常，以及电池是否处于充电状态。
以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均在申请待批的本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (4)
1.一种基于无源声表面波的手持式温度接收装置，其特征在于：
所述装置包括主控制器、MicroSD存储卡、USB2.0接口、电源模块、传感器阅读模块、短距离无线模块、LCD显示屏和按键；
所述主控制器分别与所述MicroSD存储卡、所述USB2.0接口、所述电源模块、所述传感器阅读模块、所述短距离无线模块、所述LCD显示屏和所述按键连接。
2.如权利要求1所述的一种基于无源声表面波的手持式温度接收装置，其特征在于：
所述传感器阅读模块包括微处理器、无线收发器XE1203F、天线、单刀双掷射频开关和CAN收发器；
所述天线、所述单刀双掷射频开关、所述无线收发器XE1203F、所述微处理器和所述CAN收发器依次连接；所述CAN收发器与所述主控制器连接。
3.如权利要求1所述的一种基于无源声表面波的手持式温度接收装置，其特征在于：
所述短距离无线模块包括2.4G无线收发器芯片nRF24L01和PCB天线、所述PCB天线与所述无线收发器芯片nRF24L01连接；
所述主控制器分别通过SPI接口和通用I/O接口与所述无线收发器芯片nRF24L01连接。
4.如权利要求1所述的一种基于无源声表面波的手持式温度接收装置，其特征在于：
所述电源模块包括充电芯片BQ24072、锂电池、低压差线性稳压芯片MIC5219-3.3、TPS73033和电压基准源LM4040A30；
所述充电芯片BQ24072分别与所述锂电池、所述低压差线性稳压芯片MIC5219-3.3、所述TPS73033、所述电压基准源LM4040A30、所述USB2.0接口连接；
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| CN105157870A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-12-16 | 南京理工大学 | 一种基于无源无线声表面波传感器的在线测温系统 |
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