CN203982127U - 基于gprs的智能变电站在线温湿度监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于GPRS的智能变电站在线温湿度监测装置。包括控制模块、多路模拟开关模块、温湿度传感器模块、电平转换模块、GPRS通讯模块和一用于为整个系统供电的电源模块；所述控制模块包括一单片机，所述单片机的IIC接口的时钟线与所述温湿度传感器模块的时钟线连接，所述单片机的IIC接口的数据线与所述多路模拟开关模块的输出端连接、所述单片机的I/O口与所述多路模拟开关模块的控制端连接，所述单片机的异步串行通信接口与所述电平转换模块连接，所述多路模拟开关模块的输入端与所述温湿度传感器模块的数据线连接，所述电平转换模块还与所述GPRS通讯模块连接。本实用新型电路结构简单，易于实现，便于实际生产推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于GPRS的智能变电站在线温湿度监测装置。
背景技术
现在的电网物理结构复杂，运行方式多变，这使得对电网监测和监护的难度增大。在发电、输电、变电、配电、用电和调度的六个环节中，变电站环节的地位相当重要，因此要建设坚强智能电网，就要从建设好智能变电站开始。随着网络技术、传感器技术、信息技术的发展，使传统的变电站向智能变电站的转变逐渐变成现实。在变电站环境中，高压开关设备是众多高压电气设备连接点中最薄弱的环节，如果在薄弱环节长时间运行，其实质问题就是联接点发热。随着负荷增大，热量会使这个连接点形成恶性循环：温升、膨胀、氧化、收缩、电阻增大、再度升温。这些发热设备很难做到实时监控，由此会造成火灾事故的可能。变电站电缆进线绝缘会受到湿度的影响，高湿度会使其表面产生凝露，严重会生成一层水膜，其结构就是绝缘电阻降低，泄漏电流增加。这就严重影响变电站电缆进线的工作可靠性。目前，国内变电站的监测系统不管是在设备上、技术水平上都还是比较落后的，这就使得工作负责人员要身临现场勘查，增加了工作量。变电站与监控中心之间的地理位置往往是分开的，如果通过架设有线监测线路的方式进行对变电站环境监测，其架设路线成本较大，且容易受到自然环境的影响，一旦检测线路通道受阻或是出现中断，就会造成监测失去实时作用。而且其移动性、扩展性较差，设备的维护也极为不方便等。如果依靠工作人员定期赶往现场对变电站环境温湿度进行测量，这样工作量大，效率也不高。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种低功耗、低成本且电路结构简单的基于GPRS的智能变电站在线温湿度监测装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于GPRS的智能变电站在线温湿度监测装置，包括控制模块、多路模拟开关模块、温湿度传感器模块、电平转换模块、GPRS通讯模块和一用于为整个系统供电的电源模块；所述控制模块包括一单片机，所述单片机的IIC接口的时钟线与所述温湿度传感器模块的时钟线连接，所述单片机的IIC接口的数据线与所述多路模拟开关模块的输出端连接、所述单片机的I/O口与所述多路模拟开关模块的控制端连接，所述单片机的异步串行通信接口与所述电平转换模块连接，所述多路模拟开关模块的输入端与所述温湿度传感器模块的数据线连接，所述电平转换模块还与所述GPRS通讯模块连接。
在本实用新型实施例中，所述单片机为PIC16F系列单片机。
在本实用新型实施例中，所述多路模拟开关模块采用模拟电子开关CD4051，该模拟电子开关CD4051为单8通道数字控制模拟电子开关。
在本实用新型实施例中，所述温湿度传感器模块包括若干设置于变电站内的温湿度传感器，该些温湿度传感器均采用数字温湿度传感器SHT11。
在本实用新型实施例中，所述电平转换模块采用MAX487芯片。
在本实用新型实施例中，所述GPRS通讯模块采用LQ1000 GPRS DTU。
在本实用新型实施例中，所述电源模块包括用于为单片机、电平转换模块机多路模拟开关模块供电的第一电源转换模块和用于为温湿度传感器模块供电的第二电源转换模块；所述第一电源转换模块包括一三端稳压芯片7805，所述第二电源转换模块包括一AMS1117-3.3.v 芯片。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型较传统模式实时性强，只需将温湿度传感器置于变电站各个监测点即可监测温湿度值，监测数据经GPRS无线网络定上时标并传输至监控中心的上位机以达到监测目的，不需人员赶赴现在勘察，降低工作量，提高工作效率，本实用新型低耗能，低成本，可靠性高，其移动性、扩展性较好，设备的维护也较为方便。
附图说明
图1是本实用新型的原理图。
图2是本实用新型一较佳实施例的结构示意图。
图3是本实用新型电源模块电路图。
图4是本实用新型温湿度传感器连接电路示意图。
图5是本实用新型GPRS通讯模块连接电路示意图。
图中：1为温湿度监测装置，2为放置于各处的温湿度传感器，3为变电站温湿度监测。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
本实用新型的一种基于GPRS的智能变电站在线温湿度监测装置，包括控制模块、多路模拟开关模块、温湿度传感器模块、电平转换模块、GPRS通讯模块和一用于为整个系统供电的电源模块；所述控制模块包括一单片机，所述单片机的IIC接口的时钟线与所述温湿度传感器模块的时钟线连接，所述单片机的IIC接口的数据线与所述多路模拟开关模块的输出端连接、所述单片机的I/O口与所述多路模拟开关模块的控制端连接，所述单片机的异步串行通信接口与所述电平转换模块连接，所述多路模拟开关模块的输入端与所述温湿度传感器模块的数据线连接，所述电平转换模块还与所述GPRS通讯模块连接。
所述单片机为PIC16F系列单片机；所述多路模拟开关模块采用模拟电子开关CD4051，该模拟电子开关CD4051为单8通道数字控制模拟电子开关；所述温湿度传感器模块包括若干设置于变电站内的温湿度传感器，该些温湿度传感器均采用数字温湿度传感器SHT11；所述电平转换模块采用MAX487芯片；所述GPRS通讯模块采用LQ1000 GPRS DTU。
所述电源模块包括用于为单片机、电平转换模块机多路模拟开关模块供电的第一电源转换模块和用于为温湿度传感器模块供电的第二电源转换模块；所述第一电源转换模块包括一三端稳压芯片7805，所述第二电源转换模块包括一AMS1117-3.3.v 芯片。
以下为本实用新型的具体实施例。
如图1所示，本实用新型包括以PIC16F系列单片机为核心的控制模块（即图中所示的单片机模块）、电源模块、温湿度传感器模块、多路模拟开关模块、GPRS通讯模块和电平转换模块，其中温湿度传感器模块的时钟线、多路模拟开关模块的控制端和电平转换模块分别与控制模块连接，温湿度传感器模块的数据线与多路模拟开关模块的输入端连接，GPRS通讯模块与电平转换模块连接。
如图2所示，本实用新型在使用时将各个温湿度感器放置于变电站需监测位置，各个传感器将采集到温湿度数据通过多路模拟开关模块发送至单片机模块处理，处理完成的数值经过电平转化模块送至GPRS通讯模块，数据被定上时标经由GPRS无线网络传输到监控中心的上位机。
如图3所示，本实用新型的温湿度监测装置的电源采用LQ1000 GPRS DTU的电源适配器输出的12V电压，经电解电容C1和独石电容C2滤波稳压，通过三端稳压芯片7805降为5V电压(D1端)稳定输出，给PIC16F系列主控芯片、MAX487芯片、CD4051芯片供电，再通过AMS1117-3.3v芯片将5V降压到3.3V电压(D2端)稳定输出给SHT11温湿度传感器供电。
本实施例中，单片机模块采用的单片机为PIC16F887。Microchip公司推出的PIC16F88X系列单片机有14路10位A/D转换器，有40引脚PDIP、44引脚QFN和44引脚TQFP三种类型。在I/O引脚方面与877A比较，多了能用于输入的RE3/MCLR，如果外部不使用晶振，则OSCI、OSC2也能分别作为普通的I/O引脚RA7与RA6。887还在参数上做了细化(如异步通信的波特率为双字节)，价格比较低，其使用也较为灵活。
如图4所示，数字温湿度传感器SHT11的1引脚为数据线，各温湿度传感器的数据线与多路模拟开关CD4051的输入端X0-X7连接，为了避免信号的冲突，在数据线加一个上拉电阻，2引脚为时钟线，与单片机PIC16F887的时钟线连接，3、4引脚为电源引脚，引脚3、4之间加一个100nF的电容，起到去耦滤波的作用；单片机的I/O与多路模拟开关CD4051的控制线A、B、C、INH连接。
如图5所示，单片机的使能控制端口为RC5，数据通过GPRS DTU进行无线透明传输。在GPRS DTU中装入入SIM卡，将测量的温湿度通过短信的方式发送出去。串口之间的通信使用串行通信。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于GPRS的智能变电站在线温湿度监测装置，其特征在于：包括控制模块、多路模拟开关模块、温湿度传感器模块、电平转换模块、GPRS通讯模块和一用于为整个系统供电的电源模块；所述控制模块包括一单片机，所述单片机的IIC接口的时钟线与所述温湿度传感器模块的时钟线连接，所述单片机的IIC接口的数据线与所述多路模拟开关模块的输出端连接、所述单片机的I/O口与所述多路模拟开关模块的控制端连接，所述单片机的异步串行通信接口与所述电平转换模块连接，所述多路模拟开关模块的输入端与所述温湿度传感器模块的数据线连接，所述电平转换模块还与所述GPRS通讯模块连接。
2.根据权利要求1所述的基于GPRS的智能变电站在线温湿度监测装置，其特征在于：所述单片机为PIC16F系列单片机。
3.根据权利要求1所述的基于GPRS的智能变电站在线温湿度监测装置，其特征在于：所述多路模拟开关模块采用模拟电子开关CD4051，该模拟电子开关CD4051为单8通道数字控制模拟电子开关。
4.根据权利要求1所述的基于GPRS的智能变电站在线温湿度监测装置，其特征在于：所述温湿度传感器模块包括若干设置于变电站内的温湿度传感器，该些温湿度传感器均采用数字温湿度传感器SHT11。
5.根据权利要求1所述的基于GPRS的智能变电站在线温湿度监测装置，其特征在于：所述电平转换模块采用MAX487芯片。
6.根据权利要求1所述的基于GPRS的智能变电站在线温湿度监测装置，其特征在于：所述GPRS通讯模块采用LQ1000 GPRS DTU。
7.根据权利要求1所述的基于GPRS的智能变电站在线温湿度监测装置，其特征在于：所述电源模块包括用于为单片机、电平转换模块机多路模拟开关模块供电的第一电源转换模块和用于为温湿度传感器模块供电的第二电源转换模块；所述第一电源转换模块包括一三端稳压芯片7805，所述第二电源转换模块包括一AMS1117-3.3.v 芯片。
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| CN105758458A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-07-13 | 国网江西省电力科学研究院 | 基于树莓派和Java语言的变电站二次屏柜温湿度监测系统 |
| CN105910651A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-08-31 | 陕西天汇电力建设工程有限公司 | 一种智能数据采集无线转换器 |
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| CN110736492A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-01-31 | 佛山市川东磁电股份有限公司 | 一种基于温湿度传感器的批量检测电路 |
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