CN210322051U - 一种智能母线温度监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能母线温度监控系统，包括若干个无线测温装置、一个云端服务器、一个远程监控平台，所有无线测温装置按一定间隔距离固定绑定在母线外周，所有无线测温装置均无线通信连接云端服务器，云端服务器连接远程监控平台；无线测温装置包括陶瓷壳体、套设于陶瓷壳体两端的可伸缩塑料绑带以及设置于壳体内部的PCB线路板，PCB线路板上设有供电电池、温度传感器、微控制器、LORA无线通信模块、告警指示灯，云端服务器包括电源适配器、LORA网关、微处理器、存储服务器、以太网模块、4G/5G模块，远程监控平台通过以太网络连接以太网模块，或通过无线网络连接4G/5G模块。本系统可对母线实现在线实时精确监测，具有高温告警功能。

Description

一种智能母线温度监控系统

技术领域

本实用新型涉及智能母线温度检测技术领域，尤其涉及一种智能母线温度监控系统。

背景技术

母线是指多个设备以并列分支的形式接在其上的一条共用的通路，随着各行各业的用电量迅增，尤其是越来越多的高层建筑和大型厂房车间的出现，作为输电导线的传统电缆在大电流输送系统中已不能满足要求，多路电缆的并联使用给现场安装施工连接带来了诸多不便。智能母线作为一种新型配电导线应运而生，与传统的电缆相比，在大电流输送时充分体现出它的优越性。

然而智能母线作为供电系统中总制开关与各分路电路之间的连接导体（铜排或铝排），其在工作过程中会因各种原因而出现温度升高的现象，较高温度会使相邻的绝缘部件性能劣化，因此，母线的温度需要控制在一定范围内以保证母线的工作性能和可靠性，所以需要随时对母线进行温度监测。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、体积紧凑、测温精度高且实时性强的智能母线温度监控系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种智能母线温度监控系统，包括若干个无线测温装置、一个云端服务器、一个远程监控平台，所有无线测温装置按一定间隔距离固定绑定在母线外周，所有无线测温装置均无线通信连接云端服务器，云端服务器通过有线网络或无线网络连接远程监控平台；无线测温装置包括陶瓷壳体、套设于陶瓷壳体两端的可伸缩塑料绑带以及设置于壳体内部的PCB线路板，PCB线路板上设有供电电池、温度传感器、微控制器、LORA无线通信模块、告警指示灯，供电电池连接微控制器的供电端口，为PCB线路板提供电源，温度传感器连接微控制器的输入端，LORA无线通信模块通过SPI总线连接微控制器的SPI端口，告警指示灯连接微控制器的I/O口，云端服务器包括电源适配器、LORA网关、微处理器、存储服务器、以太网模块、4G/5G模块，电源适配器连接微处理器的供电端口，为云端服务器提供电源，LORA网关和存储服务器分别连接微处理器的信号输入端和输出端，存储服务器连接以太网模块、4G/5G模块，远程监控平台通过以太网络连接以太网模块，或通过无线网络连接4G/5G模块。

作为本实用新型的一种改进， 所述LORA无线通信模块和LORA网关均包括LORA无线收发模块和LORA天线，LORA无线通信模块上的LORA无线收发模块的输入端连接微控制器的SPI端口，LORA无线通信模块上的LORA无线收发模块的输出端连接LORA天线，LORA网关上的LORA无线收发模块的输入端连接LORA天线，LORA网关上的LORA无线收发模块的输出端连接微处理器的信号输入端。

作为本实用新型的一种改进，所述LORA无线收发模块采用SX1278芯片进行设计，该芯片采用LORA TM扩频调制技术，通信距离可达空旷环境下5km。

作为本实用新型的一种改进， 所述LORA天线采用工作频率为433MHz的射频天线。

作为本实用新型的一种改进， 所述温度传感器采用DS18B20高精度温度传感器，温度传感器的感温端面与母排的外表面相贴合接触，温度传感器的测温范围为-20℃~+150℃。

作为本实用新型的一种改进，所述微控制器采用超低功耗的单片机STM8L151C8T6芯片进行设计。

作为本实用新型的一种改进，所述供电电池采用5000mAh的高能锂电池，供电电池的使用寿命可达8-10年。

作为本实用新型的一种改进， 所述远程监控平台采用PC机、PDA手持终端、智能手机中的任一种或几种组合。

作为本实用新型的一种改进，所述微处理器采用STM32F103C8T6最小系统板进行设计。

作为本实用新型的一种改进，所述陶瓷壳体的一对侧壁上开设套接孔，可伸缩塑料绑带的一端部固定套接在套接孔中，另一端部上设有固定卡扣，陶瓷壳体的背面上开设感温槽，温度传感器的感温端面凸出于感温槽外部与母排的外表面相贴合接触，陶瓷壳体的正面上开设指示灯孔和天线孔，告警指示灯和LORA天线分别套设于指示灯孔和天线孔中。

相对于现有技术，本实用新型的温度监控系统整体结构设计巧妙，结构简单合理，易于安装使用，通过将若干个无线测温装置按一定间隔距离固定绑定在母线外周，可对供电系统中的母线实现在线实时周密地温度数据及温升速度监测，所有无线测温装置均无线通信连接一个云端服务器集中采集所有无线测温装置的测温数据，无线测温装置将所监测到的母线温度数据实时发送至云端服务器进行预处理和存储，云端服务器通过有线网络或无线网络连接一个远程监控平台，使得系统的可扩展性大大提升，远程监控平台可随时调取云端服务器中的温度数据，并通过显示屏对所有温度检测点的温度数据进行温度曲线显示，同时可在远程监控平台中对于温度过高或温升过快的温度检测点进行预警提示，同时反馈告警指令至无线测温装置，以触发告警。另外，所采用的无线测温装置采用绝缘性能好、耐高温且散热性能佳的陶瓷壳体，对其内部的器件具有良好的隔热散热保护作用，并利用可伸缩塑料绑带可比较方便快捷地将无线测温装置固定安装于母线及母线接头的外周，并且可确保无线测温装置与母线的表面贴合接触，确保测温数据的精准性。

附图说明

图1为本实用新型的智能母线温度监控系统结构示意图。

图2为本实用新型的智能母线温度监控系统中无线测温装置的外形结构示意图。

图中：1-陶瓷壳体，2-可伸缩塑料绑带，3-告警指示灯，4-LORA天线，5-固定卡扣，6-温度传感器的感温端面。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图对本实用新型作进一步描述和介绍。

如图1所示，一种智能母线温度监控系统，包括若干个无线测温装置、一个云端服务器、一个远程监控平台，所有无线测温装置按一定间隔距离固定绑定在母线外周，相邻两个无线测温装置之间的间距可设置在1.0-2.0m，并在母线的接头上设置一个无线测温装置，从而可对供电系统中的母线实现在线实时周密地温升监测，无线测温装置的数量根据供电系统中母线的长度及母线接头的数目进行设定。所有无线测温装置均无线通信连接云端服务器，无线测温装置将所监测到的母线温度数据实时发送至云端服务器进行预处理和存储，云端服务器通过有线网络或无线网络连接远程监控平台，远程监控平台可随时调取云端服务器中的温度数据，并通过显示屏对所有温度检测点的温度数据进行温度曲线显示，同时可在远程监控平台中对于温度过高或温升过快的温度检测点进行预警提示，同时反馈告警指令至无线测温装置，以触发告警。

所述无线测温装置包括矩形陶瓷壳体1、套设于陶瓷壳体1两端的可伸缩塑料绑带2以及设置于壳体内部的PCB线路板，陶瓷壳体1的绝缘性能好，对母线的性能基本无干扰影响，其耐高温且散热性能佳，对于内部设置的PCB线路板器件具有良好的隔热散热保护作用。利用可伸缩塑料绑带2可比较方便快捷地将无线测温装置固定安装于母线及母线接头的外周，并且可确保无线测温装置与母线的表面贴合接触，确保测温数据的精准性。

所述PCB线路板上设有供电电池、温度传感器、微控制器、LORA无线通信模块、告警指示灯3，供电电池连接微控制器的供电端口，为PCB线路板提供电源，温度传感器连接微控制器的输入端，LORA无线通信模块通过SPI总线连接微控制器的SPI端口，告警指示灯3连接微控制器的I/O口，在当微控制器接收到远程监控平台发送来的反馈告警指令时，微控制器启动告警指示灯3以触发高温告警，以方便工作人员查找具体的温度检测点来排查故障原因。另外，在微控制器中设有唯一的温度检测点编号，在微控制器向云端服务器传送测温数据时，将该唯一的温度检测点编号一同传送给云端服务器。另外，为了便于工作人员快速排查出发生故障的温度检测点，在无线测温装置的陶瓷壳体1上设有RFID标签，并在RFID标签中存储有与微控制器中相同的温度检测点编号，工作人员可利用手持射频扫描器来快速识别出发生故障的温度检测点。

所述云端服务器包括电源适配器、LORA网关、微处理器、存储服务器、以太网模块、4G/5G模块，电源适配器连接微处理器的供电端口，为云端服务器提供电源，LORA网关和存储服务器分别连接微处理器的信号输入端和输出端，存储服务器连接以太网模块、4G/5G模块，远程监控平台通过以太网络连接以太网模块，或通过无线网络连接4G/5G模块。所述微处理器采用STM32F103C8T6最小系统板进行设计。所述远程监控平台采用PC机、PDA手持终端、智能手机中的任一种或几种组合，其中，PC机通过以太网模块与存储服务器进行数据交互，PDA手持终端、智能手机均通过4G/5G模块与存储服务器进行数据交互。

另外，所述LORA无线通信模块和LORA网关均包括LORA无线收发模块和LORA天线4，LORA无线通信模块上的LORA无线收发模块的输入端连接微控制器的SPI端口，LORA无线通信模块上的LORA无线收发模块的输出端连接LORA天线4，LORA网关上的LORA无线收发模块的输入端连接LORA天线4，LORA网关上的LORA无线收发模块的输出端连接微处理器的信号输入端。

进一步地，所述LORA无线收发模块采用SX1278芯片进行设计，该芯片采用LORA TM扩频调制技术，通信距离可达空旷环境下5km，并且该芯片的功耗低，其休眠时电流消耗低于0.2uA，接收状态时电流消耗为12mA，而在发射状态时最大的电流消耗为120mA。

更进一步地，所述微控制器采用超低功耗的单片机STM8L151C8T6芯片进行设计，该单片机在RTC唤醒功能下休眠的功耗为1.4uA，并自带4KB的RAM和2KB的EEPROM，无需外设存储器，可有效降低功耗和成本。微控制器采用“中断+定时器超时”方式控制SX1278，一旦射频完成发送或接收，立即进入休眠模式。所述LORA天线4采用工作频率为433MHz的射频天线。

所述供电电池采用5000mAh的高能锂电池，结合微控制器及LORA无线收发模块的低功耗设计，该供电电池的使用寿命可达8-10年。

更进一步地，如图2所示，所述陶瓷壳体1的一对侧壁上开设套接孔，可伸缩塑料绑带2的一端部固定套接在套接孔中，另一端部上设有固定卡扣5，陶瓷壳体1的背面上开设感温槽，温度传感器的感温端面6凸出于感温槽外部与母排的外表面相贴合接触，陶瓷壳体1的正面上开设指示灯孔和天线孔，告警指示灯3和LORA天线4分别套设于指示灯孔和天线孔中。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能母线温度监控系统，其特征在于：包括若干个无线测温装置、一个云端服务器、一个远程监控平台，所有无线测温装置按一定间隔距离固定绑定在母线外周，所有无线测温装置均无线通信连接云端服务器，云端服务器通过有线网络或无线网络连接远程监控平台；无线测温装置包括陶瓷壳体、套设于陶瓷壳体两端的可伸缩塑料绑带以及设置于壳体内部的PCB线路板，PCB线路板上设有供电电池、温度传感器、微控制器、LORA无线通信模块、告警指示灯，供电电池连接微控制器的供电端口，为PCB线路板提供电源，温度传感器连接微控制器的输入端，LORA无线通信模块通过SPI总线连接微控制器的SPI端口，告警指示灯连接微控制器的I/O口，云端服务器包括电源适配器、LORA网关、微处理器、存储服务器、以太网模块、4G/5G模块，电源适配器连接微处理器的供电端口，为云端服务器提供电源，LORA网关和存储服务器分别连接微处理器的信号输入端和输出端，存储服务器连接以太网模块、4G/5G模块，远程监控平台通过以太网络连接以太网模块，或通过无线网络连接4G/5G模块。

2.如权利要求1所述的一种智能母线温度监控系统，其特征在于，所述LORA无线通信模块和LORA网关均包括LORA无线收发模块和LORA天线，LORA无线通信模块上的LORA无线收发模块的输入端连接微控制器的SPI端口，LORA无线通信模块上的LORA无线收发模块的输出端连接LORA天线，LORA网关上的LORA无线收发模块的输入端连接LORA天线，LORA网关上的LORA无线收发模块的输出端连接微处理器的信号输入端。

3.如权利要求2所述的一种智能母线温度监控系统，其特征在于，所述LORA无线收发模块采用SX1278芯片进行设计。

4.如权利要求3所述的一种智能母线温度监控系统，其特征在于，所述LORA天线采用工作频率为433MHz的射频天线。

5.如权利要求4所述的一种智能母线温度监控系统，其特征在于，所述温度传感器采用DS18B20高精度温度传感器，温度传感器的感温端面与母排的外表面相贴合接触，温度传感器的测温范围为-20℃~+150℃。

6.如权利要求5所述的一种智能母线温度监控系统，其特征在于，所述微控制器采用超低功耗的单片机STM8L151C8T6芯片进行设计。

7.如权利要求6所述的一种智能母线温度监控系统，其特征在于，所述微处理器采用STM32F103C8T6最小系统板进行设计。

8.如权利要求7所述的一种智能母线温度监控系统，其特征在于，所述供电电池采用5000mAh的高能锂电池。

9.如权利要求8所述的一种智能母线温度监控系统，其特征在于，所述远程监控平台采用PC机、PDA手持终端、智能手机中的任一种或几种组合。

10.如权利要求2-9任一项所述的一种智能母线温度监控系统，其特征在于，所述陶瓷壳体的一对侧壁上开设套接孔，可伸缩塑料绑带的一端部固定套接在套接孔中，另一端部上设有固定卡扣，陶瓷壳体的背面上开设感温槽，温度传感器的感温端面凸出于感温槽外部与母排的外表面相贴合接触，陶瓷壳体的正面上开设指示灯孔和天线孔，告警指示灯和LORA天线分别套设于指示灯孔和天线孔中。

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