CN210983730U - 一种基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统 - Google Patents

Abstract

一种基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，包括：多个无线温度采集单元，每个无线温度采集单元皆设置在高压带电物体表面或接点上，每个无线温度采集单元皆设置有不同的编码地址；多个无线测温终端，用于同时接收多个无线温度采集单元传输的温度信号；测温工作站，与多个无线测温终端通过总线方式连接，用于接收无线测温终端传输的温度信号并进行显示、保存，还通过物联网无线通讯方式与远端的数据中心连接，用于远程实时监控和遥控。通过无线温度采集单元可以检测狭小空间中温度测点、可以让采集的温度信号更为的可靠；通过无线测温终端和测温工作站可以使每个无线测温终端具备检测所有无线测温终端数据的能力并实现远程检测和遥控。

Description

一种基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统

技术领域

本实用新型属于风力发电领域，具体涉及一种基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统。

背景技术

风能发电是21世纪高速发展的可利用资源之一，近年来，随着风电装机容量迅速增长，如何对风能发电的电力系统进行运维愈发引起重视，对供电的可靠性也有了更高的要求。

在风电系统中，温度监测是风电场安全保障的重要环节之一。通常情况下，电力设备的温度变化缓慢，但故障发生情况下，温度变化迅速。据统计，电力系统发生事故原因中有相当部分与过热问题有关，由于高压电器和电力设备中负载电流与温度呈正相关规律变化，负载电流增大时，其温度升高；负载电流减小时温度降低。而电气设备的温度变化，可能导致相关部件的松动及绝缘性能劣化、损毁；同时，在设备长期运行过程中，其连线触点和母线排连接处等部位因老化或接触电阻过大而发热而这些发热部位的温度又无法监测，由此最终可能会导致运行事故，容易造成大量的人力、物力损失，给人们的生产生活带来了极大的不方便，故而如何快速监测配电网络并感应到故障处温度异常，快速找到故障所在位置极其重要。

而在温度实时监测中，以往人工巡查方式，缺乏实时性，而且部分处在隐蔽部位或空间狭小空间中的温度测点，难以采集温度，进而导致故障点排查监测难度大，安全隐患大。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，所述基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统结构简单，能够无需人工巡检并能实时监测温度、检测狭小空间中的测点温度快速进行定位故障。

根据本实用新型实施例的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，包括：多个无线温度采集单元，每个所述无线温度采集单元皆设置在风力配电系统或配电装置中的高压带电物体表面或接点上，用于采集温度信号并无线传输出去，每个所述无线温度采集单元皆设置有不同的编码地址；多个无线测温终端，每个所述无线测温终端皆与多个所述无线温度采集单元无线通信，用于同时接收多个所述无线温度采集单元传输的温度信号，并进行分析、报警、显示和传输；测温工作站，与多个所述无线测温终端通过总线方式连接，用于接收所述无线测温终端传输的温度信号并进行显示、保存，还通过物联网无线通讯方式与远端的数据中心连接，用于远程实时监控和遥控。

根据本实用新型实施例的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，至少具有如下技术效果：通过将无线温度采集单元直接设置在高压带电物体表面或接点上这一特殊的安装方式，可以检测到狭小空间中的温度测点，也可以让采集的温度信号更为的可靠，并且通过采用不同的编码地址的方式提高每个无线温度采集单元辨识度，保证数据传输的准确性，进一步保证故障定位的准确性；同时，通过每个无线测温终端实现对一片区域内的多个无线温度采集单元综合监控，并且通过测温工作站可以使每个无线测温终端具备检测所有无线测温终端数据的能力，且通过总线方式连接无线测温终端与测温工作可以有效的提高数据传输的效率；此外，通过测温工作站可以实现远程检测和遥控。

根据本实用新型的一些实施例，所述无线温度采集单元包括：电源模块，用于提供工作电源；温度传感器，用于采集高压带电物体表面或接点处的温度信号；处理器单元，与所述温度传感器输出端连接，用于将所述温度信号从模拟信号转换为数字信号；无线发射单元，其输入端与所述处理器单元输出端连接，用于接收所述处理器单元输出的温度信号并无线发送至所述无线测温终端。

根据本实用新型的一些实施例，所述温度传感器采用微芯公司的MCP9700T传感器。

根据本实用新型的一些实施例，所述无线温度采集单元还包括：调理放大电路，连接在所述温度传感器和所述处理器单元之间，用于调理和放大温度信号。

根据本实用新型的一些实施例，所述无线温度采集单元采用模块化结构并直接安装在高压带电物体表面或接点上。

根据本实用新型的一些实施例，所述无线测温终端包括：无线接收单元，用于无线接收多个所述无线温度采集单元传输的温度信号；单片机，与所述无线接收单元连接；显示单元，与所述单片机连接，用于实时显示温度信号、发出报警；网络接口单元，其一端与所述单片机连接，另一端与所述测温工作站连接，用于将所述单片机处理后的数据传输至所述测温工作站。

根据本实用新型的一些实施例，所述显示单元采用触控屏，还用于现场修改所述无线温度采集单元的编码地址。

根据本实用新型的一些实施例，所述无线测温终端还包括：按键单元，与所述单片机连接，用于辅助显示单元查看历史数据，还用于现场修改所述无线温度采集单元的编码地址。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述无线测温终端还用于通过所述网络接口单元和所述测温工作站查看其它所述无线测温终端的数据。

根据本实用新型的一些实施例，所述测温工作站有多个；所述多个测温工作站通过物联网无线通讯方式相互连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例的系统框图；

图2是本实用新型实施例的无线温度采集单元的结构框图；

图3是本实用新型实施例的调理放大电路的原理图；

图4是本实用新型实施例的无线测温终端的结构框图；

图5是本实用新型实施例的显示单元原理图；

图6是本实用新型实施例的按键单元原理图。

附图标记：

电源模块110、温度传感器120、处理器单元130、无线发射单元140、调理放大电路150、

无线接收单元210、单片机220、显示单元230、网络接口单元240、按键单元250。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二、第三、第四等等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1至图6描述根据本实用新型实施例的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统。

根据本实用新型实施例的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，包括：多个无线温度采集单元、多个无线测温终端、测温工作站。

多个无线温度采集单元，每个无线温度采集单元皆设置在风力配电系统或配电装置中的高压带电物体表面或接点上，用于采集温度信号并无线传输出去；多个无线测温终端，每个无线测温终端皆与多个无线温度采集单元无线通信，用于同时接收多个无线温度采集单元传输的温度信号，并进行分析、报警、显示和传输；测温工作站，与多个无线测温终端通过总线方式连接，用于接收无线测温终端传输的温度信号并进行显示、保存，还通过物联网无线通讯方式与远端的数据中心连接，用于远程实时监控和遥控。

参考图1，每个无线测温终端都连接了多个无线温度采集单元，每个无线温度采集单元在使用之处就设计好安装位置，每个无线温度采集单元都安装在配电系统或配电装置的关键部位，例如：高压开关柜内的裸露触点、母线连接处、户外刀闸、变压器电缆接头等。每个无线温度采集单元和无线测温终端都会在使用之前设置好唯一的编码地址。无线温度采集单元对这些重要位置进行温度采集之后，会以无线通信的方式将温度信号传输到无线测温终端，无线测温终端会将接收到的温度信号进行分析并进行显示，并将温度信号传输到测温工作站进行统一存储和显示。同时，测温工作站会通过物联网的无线通信方式与远程数据中心进行数据交互。此外，多个无线测温终端也可以通过测温工作站实现数据交互，达到资源共享的目的。如果有温度信号在接受到时，发现异常则会发出报警，并将报警传输出去。在本实用新型的一些实施例中，主要设定了高温报警、低温报警；发生报警后，无线测温终端和测温工作站会立即发出报警声。此外，如果有某一个无线温度采集单元或无线测温终端出现长时间没有数据接收或发送的情况，则发出离线报警。在本实用新型的一些实施例中，应用GPRS无线通讯技术实现物联网无线通讯。

根据本实用新型实施例的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，通过将无线温度采集单元直接设置在高压带电物体表面或接点上这一特殊的安装方式，且安装在配电系统或配电装置的关键部位，可以检测到狭小空间中或封闭空间中的温度测点，也可以让采集的温度信号更为的可靠，故障排查更为简单，并且通过采用不同的编码地址的方式提高每个无线温度采集单元辨识度，保证数据传输的准确性，进一步保证故障定位的准确性；同时，通过每个无线测温终端实现对一片区域内的多个无线温度采集单元综合监控，并且通过测温工作站可以使每个无线测温终端具备检测所有无线测温终端数据的能力；此外，通过测温工作站可以实现远程检测和遥控。

在本实用新型的一些实施例中，参考图2，无线温度采集单元包括：电源模块110、温度传感器120、处理器单元130、无线发射单元140。电源模块110，用于提供工作电源；温度传感器120，用于采集高压带电物体表面或接点处的温度信号；处理器单元130，与温度传感器120输出端连接，用于将温度信号从模拟信号转换为数字信号；无线发射单元140，其输入端与处理器单元130输出端连接，用于接收处理器单元130输出的温度信号并无线发送至无线测温终端。通过增加电源模块110可以无线温度采集单元脱离电源线的舒服，最大程度上的实现安装的任意性。通过处理器单元130接收温度传感器120采集的温度信号，并将温度信号转换为数字信号，并通过无线发射单元140传输到无线测温终端。在本实用新型的一些实施例中，处理器单元130采用stm32。无线发射单元140采用Silas公司的Si4455无线模块。

在本实用新型的一些实施例中，参考图，温度传感器120采用微芯公司的MCP9700T传感器。MCP9700T传感器具有功耗较低，精确度高等特点，配合同等容量的电源模块110可以实现最大程度的续航。

在本实用新型的一些实施例中，参考图2，无线温度采集单元还包括：调理放大电路150，连接在温度传感器120和处理器单元130之间，用于调理和放大温度信号。温度传感器120采集到温度信号后，经过调理放大电路150处理后，可以使数据的平整度达到更高，让处理器单元130处理数据时误差更小。调理放大电路150原理图可参考图3。

在本实用新型的一些实施例中，无线温度采集单元采用模块化结构并直接安装在高压带电物体表面或接点上。因为无线测温单元的结构较为简单，且主要采用集成模块，所以可以较为方便的实现模块化设计，模块化处理后的无线温度采集单元具备更高的安装灵活性，且安装难度也会降低。

在本实用新型的一些实施例中，参考图4，无线测温终端包括：无线接收单元210、单片机220、显示单元230、网络接口单元240。无线接收单元210，用于无线接收多个无线温度采集单元传输的温度信号；单片机220，与无线接收单元210连接；显示单元230，与单片机220连接，用于实时显示温度信号、发出报警；网络接口单元240，其一端与单片机220连接，另一端与测温工作站连接，用于将单片机220处理后的数据传输至测温工作站。无线接收单元210在接收到温度信号后，将温度信号传输给单片机220，单片机220通过显示单元230显示接收到的温度信号，并通过网络接口将温度信号传输到测温工作站。无线接收单元210采用Silas公司的Si4455无线模块。单片机220采用stm32单片机220。显示单元230采用液晶显示器。网络接口单元240可采用有线网络接口或无线网络接口。

在本实用新型的一些实施例中，显示单元230采用触控屏，还用于现场修改无线温度采集单元的编码地址。通过采用触控屏的方式，可以有效的节约安装的体积，同时也增加了操作的多样性。并且通过触控屏可以现实对无线温度采集单元编码地址的修改，方便后期的检修、维护、替换。

在本实用新型的一些实施例中，参考图4，无线测温终端还包括：按键单元250，与单片机220连接，用于辅助显示单元230查看历史数据，还用于现场修改无线温度采集单元的编码地址。采用按键单元250，相比于触控屏，可以节约一定成本开支，同时按键的维修更换相较于触控屏而言也更为简单，对于现场更换的环境要求也比较低。通过按键单元250可以实现对无线温度采集单元的编码地址的修改，也可以配合显示单元230查看的接收的数据。显示单元230和按键单元250原理图参考图5、图6。

在本实用新型的一些实施例中，参考图1每个无线测温终端还用于通过网络接口单元240和测温工作站查看其它无线测温终端的数据。通过网络接口可以实现与测温工作站的数据交互，进而实现对其他无线测温终端数据的查看。在实际使用中，只需要设计好使用权限，便可以很好使用这一功能帮助现场维护人员进行检修，而无需从测温工作站统一进行查看。

在本实用新型的一些实施例中，测温工作站有多个；多个测温工作站通过物联网无线通讯方式相互连接。在实际使用时，为了方便对多个配电网络进行信息共享，采用了了多个测温工作站的模式进行系统配置。通过多个测温工作站一方面可以增加系统测量故障点的容量，一方面也可以提高系统的稳定性。多个测温工作站通过远端数据中心实现数据交互和共享，也可以通过在个测温工作站之间增加通信线的方式进行数据共享，也可以通过现有的物联网无线通信网络实现数据共享。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上述结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，其特征在于，包括：

多个无线温度采集单元，每个所述无线温度采集单元皆设置在风力配电系统或配电装置中的高压带电物体表面或接点上，用于采集温度信号并无线传输出去，每个所述无线温度采集单元皆设置有不同的编码地址；

多个无线测温终端，每个所述无线测温终端皆与多个所述无线温度采集单元无线通信，用于同时接收多个所述无线温度采集单元传输的温度信号，并进行分析、报警、显示和传输；

测温工作站，与多个所述无线测温终端通过总线方式连接，用于接收所述无线测温终端传输的温度信号并进行显示、保存，还通过物联网无线通讯方式与远端的数据中心连接，用于远程实时监控和遥控。

2.根据权利要求1所述的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，其特征在于，所述无线温度采集单元包括：

电源模块(110)，用于提供工作电源；

温度传感器(120)，用于采集高压带电物体表面或接点处的温度信号；

处理器单元(130)，与所述温度传感器(120)输出端连接，用于将所述温度信号从模拟信号转换为数字信号；

无线发射单元(140)，其输入端与所述处理器单元(130)输出端连接，用于接收所述处理器单元(130)输出的温度信号并无线发送至所述无线测温终端。

3.根据权利要求2所述的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，其特征在于，所述温度传感器(120)采用微芯公司的MCP9700T传感器。

4.根据权利要求2所述的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，其特征在于，所述无线温度采集单元还包括：调理放大电路(150)，连接在所述温度传感器(120)和所述处理器单元(130)之间，用于调理和放大温度信号。

5.根据权利要求1至4任一所述的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，其特征在于，所述无线温度采集单元采用模块化结构并直接安装在高压带电物体表面或接点上。

6.根据权利要求1所述的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，其特征在于，所述无线测温终端包括：

无线接收单元(210)，用于无线接收多个所述无线温度采集单元传输的温度信号；

单片机(220)，与所述无线接收单元(210)连接；

显示单元(230)，与所述单片机(220)连接，用于实时显示温度信号、发出报警；

网络接口单元(240)，其一端与所述单片机(220)连接，另一端与所述测温工作站连接，用于将所述单片机(220)处理后的数据传输至所述测温工作站。

7.根据权利要求6所述的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，其特征在于，所述显示单元(230)采用触控屏，还用于现场修改所述无线温度采集单元的编码地址。

8.根据权利要求6所述的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，其特征在于，所述无线测温终端还包括：按键单元(250)，与所述单片机(220)连接，用于辅助显示单元(230)查看历史数据，还用于现场修改所述无线温度采集单元的编码地址。

9.根据权利要求6所述的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，其特征在于，每个所述无线测温终端还用于通过所述网络接口单元(240)和所述测温工作站查看其它所述无线测温终端的数据。

10.根据权利要求1所述的基于物联网通讯的风力配电网络无线测温系统，其特征在于，所述测温工作站有多个；所述多个测温工作站通过物联网无线通讯方式相互连接。

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