CN212256056U - 一种基于单片机的半导体吸收式温控设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于单片机的半导体吸收式温控设备，解决现有测温方式无法实现远距离测温以及成本较高的问题。该基于单片机的半导体吸收式温控设备中，CMOS驱动电路与半导体吸收测温光纤传感器、单片机连接，将半导体吸收测温光纤传感器采集的数据传输给单片机；显示模块与单片机连接，用于显示实时测温数据；RS485驱动电路、以太网电路与单片机连接，用于实现计算机远程读取操作；4‑20mA模拟量电流输出电路与单片机连接，用于输出每通道测温数据对应的4‑20mA模拟量电流值；继电器驱动电路与单片机连接，用于对外围设备实现继电保护；EEPROM存储模块与单片机连接，用于设备配置信息存储及缓存寄存器数据；SD存储模块与单片机连接，用于存储历史测温数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及温控设备，具体涉及一种基于单片机的半导体吸收式温控设备，应用于电力系统中变压器自动温度检测控制。
背景技术
变压器、开关柜等高压电气设备，是发电和输变电系统的关键设备，产品的安全可靠性和使用寿命，对整个输变电系统的安全可靠运行和寿命是至关重要的，而设备运行温度是影响其可靠性和使用寿命的最大因素。所以实时监控设备运行温度，对于提高设备的安全运行，延长设备寿命，提高设备的经济效益具有非常重要的意义。
目前，电力系统中变压器、开关柜等设备测温，多采用的是基于荧光技术的温控设备。但是，基于荧光技术的测温，在实际应用中随着光纤距离的增加，激发光的信号变弱，使得对电路的要求极高，无法实现远距离测温，同时目前市场上多使用ARM芯片，采用复杂的系统进行开发，成本相对较高。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决现有测温方式无法实现远距离测温以及成本较高的问题，提供一种基于单片机的半导体吸收式温控设备。
为实现以上实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：
一种基于单片机的半导体吸收式温控设备，包括单片机、CMOS驱动电路、显示模块、RS485驱动电路、4-20mA模拟量电流输出电路、继电器驱动电路、EEPROM存储模块、SD存储模块和以太网电路；所述CMOS驱动电路分别与半导体吸收测温光纤传感器、单片机连接，将半导体吸收测温光纤传感器采集的数据传输给单片机；所述显示模块与单片机连接，用于显示实时测温数据；所述RS485驱动电路与单片机连接，用于实现计算机远程读取操作；所述4-20mA模拟量电流输出电路与单片机连接，用于输出每通道测温数据对应的4-20mA模拟量电流值；所述继电器驱动电路与单片机连接，用于对外围设备实现继电保护；所述EEPROM存储模块与单片机连接，用于设备配置信息存储及缓存寄存器数据；所述SD存储模块与单片机连接，用于存储历史测温数据；所述以太网电路与单片机连接，用于实现计算机远程读取操作。
进一步地，所述继电器驱动电路采用光耦隔离驱动电路。
进一步地，所述单片机为32位单片机PIC32MX795。
进一步地，所述RS485驱动电路为双路且具有4级EMC防护的RS485驱动电路。
进一步地，所述SD存储模块采用大容量的工业TF卡。
进一步地，所述EEPROM存储模块采用IIC接口芯片。
进一步地，所述显示模块为8x32位的八段数码显示管。
进一步地，所述以太网电路的PHY芯片采用DP83848芯片，接口为RJ45-100。
与现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下优势：
1.本实用新型基于单片机的半导体吸收式温控设备使用常用低廉单片机实现自动控制功能，使得设备成本较低。
2.本实用新型基于单片机的半导体吸收式温控设备设置有RS485驱动电路和以太网电路，可实现计算机远程读取等操作，进而可实现远距离测温。
3.本实用新型基于单片机的半导体吸收式温控设备设置有SD存储模块，可实现测温过程历史数据的长期保存。
4.本实用新型基于单片机的半导体吸收式温控设备使用光耦隔离驱动继电器代替机械式继电器，用于实现隔离保护。
5.本实用新型基于单片机的半导体吸收式温控设备实现测量通道对应的4-20mA模拟量电流输出，可适用于不同的现场接口。
附图说明
图1为本实用新型基于单片机的半导体吸收式温控设备的组成示意图；
图2为本实用新型基于单片机的半导体吸收式温控设备的运行流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步详细描述。
本实用新型提供一种半导体吸收式光纤温控设备，该设备是基于单片机应用的温控设备，将单片机控制、继电器控制、4-20mA模拟输出控制集于一体，进而实现低成本的、可远距离测量的光纤温控。
如图1所示，本实用新型基于单片机的半导体吸收式温控设备，包括单片机、CMOS驱动电路、显示模块、RS485驱动电路、4-20mA模拟量电流输出电路、继电器驱动电路、EEPROM存储模块、SD存储模块和以太网电路，以上各模块和各电路均为现有。该半导体吸收式温控设备采用低成本的单片机为控制单元，单片机连接所集成的所有驱动电路，用于整体设备的运行及驱动逻辑控制。CMOS驱动电路分别与半导体吸收测温光纤传感器和单片机连接，将半导体吸收测温光纤传感器采集的数据传输给单片机；显示模块(包括按键)与单片机相连，用于显示实时测温数据，按键操作用于显示设备运行状态信息，修改设备参数如地址等信息。
RS485驱动电路与单片机连接，用于设备通讯，实现计算机远程读取操作。4-20mA模拟量电流输出电路与单片机连接，用于输出每通道测温数据对应的4-20mA模拟量电流值。继电器驱动电路与单片机连接，根据通道温度的测量情况对外围设备实现继电保护的自动控制；EEPROM存储模块与单片机连接，用于设备配置信息存储及缓存寄存器数据；SD存储模块与单片机连接，用于存储历史测温数据；以太网电路与单片机连接，用于设备通讯，实现计算机远程读取操作。RS485驱动电路和以太网电路可实现不同接口的远程通讯。
在本实用新型实施例中，单片机具体可为32位单片机PIC32MX795，单片机PIC32MX795程序编写采用MPLAB X IDE软件工具进行。继电器驱动电路为光耦隔离驱动电路，采用光耦隔离由单片机直接驱动继电器，共有9路继电器电路。单片机通过SPI接口控制4-20mA模拟量电流输出电路输出对应测量温度的模拟电流值。RS485驱动电路为双路且具有4级EMC防护的RS485驱动电路，此种设置可增强485接口的抗干扰能力，两路设计的目的是丰富接口量。SD存储模块采用1GB大容量的工业TF卡。EEPROM存储模块采用1Mb的IIC接口芯片，易驱动操作。显示模块为8x32位的八段数码管，每四位为一组信息显示框，按键采用四个按键实现相关设置操作。以太网电路的PHY芯片采用DP83848芯片，接口为RJ45-100。CMOS驱动电路选用独立的MCU进行控制驱动，实现对通道驱动光源的控制，及经半导体吸收后的光谱采集，将采集数据通过通用UART接口传输给单片机。
本实用新型基于单片机的半导体吸收式温控设备使用常用低廉单片机实现自动控制功能，使得设备成本较低。同时，该温控设备设置有RS485驱动电路和以太网电路，可实现计算机远程读取等操作。
本实用新型基于单片机的半导体吸收式温控设备设置有SD存储模块，可实现过程历史数据的长期保存。同时，该基于单片机的半导体吸收式温控设备使用光耦隔离驱动继电器代替机械式继电器，用于实现隔离保护作用。
本实用新型基于单片机的半导体吸收式温控设备实现测量通道对应的4-20mA模拟量电流输出，可适用于不同的现场接口。
如图2所示，本实用新型基于单片机的半导体吸收式温控设备的工作过程如下：
步骤一、光纤温控设备接入半导体吸收测温光纤传感器；
步骤二、继电器驱动电路连接外围所需控制装置；
步骤三、4-20mA模拟量电流输出电路连接外围所需读取装置电路；
步骤四、RS485驱动电路或以太网电路的接口连接计算机；
步骤五、设备供电，接入市电AC220V，检查各系统接入无误后供电；
步骤六、待设备启动完成后，根据需求通过按键设置设备相关信息及参数，半导体吸收式温控设备正常运行；
步骤七、半导体吸收式温控设备运行后，由单片机控制CMOS驱动电路依次点亮各测温通道光源并采集半导体吸收测温光纤传感器吸收后的光谱，后将采集信息回传给单片机；
步骤八、单片机对光谱采集信息进行算法处理后得出各通道测温数据；
步骤九、单片机进一步将处理后的测温数据，分别传输给显示模块进行显示，传输给SD存储模块进行数据存储，传输给继电器驱动电路进行相关的继电器驱动；
步骤十、单片机根据计算机的远程数据读取及控制命令，进行指令响应。
Claims (8)
1.一种基于单片机的半导体吸收式温控设备，其特征在于：包括单片机、CMOS驱动电路、显示模块、RS485驱动电路、4-20mA模拟量电流输出电路、继电器驱动电路、EEPROM存储模块、SD存储模块和以太网电路；
所述CMOS驱动电路分别与半导体吸收测温光纤传感器、单片机连接，将半导体吸收测温光纤传感器采集的数据传输给单片机；
所述显示模块与单片机连接，用于显示实时测温数据；
所述RS485驱动电路与单片机连接，用于实现计算机远程读取操作；
所述4-20mA模拟量电流输出电路与单片机连接，用于输出每通道测温数据对应的4-20mA模拟量电流值；
所述继电器驱动电路与单片机连接，用于对外围设备实现继电保护；
所述EEPROM存储模块与单片机连接，用于设备配置信息存储及缓存寄存器数据；
所述SD存储模块与单片机连接，用于存储历史测温数据；
所述以太网电路与单片机连接，用于实现计算机远程读取操作。
2.根据权利要求1所述基于单片机的半导体吸收式温控设备，其特征在于：所述继电器驱动电路采用光耦隔离驱动电路。
3.根据权利要求2所述基于单片机的半导体吸收式温控设备，其特征在于：所述单片机为32位单片机PIC32MX795。
4.根据权利要求1或2或3所述基于单片机的半导体吸收式温控设备，其特征在于：所述RS485驱动电路为双路且具有4级EMC防护的RS485驱动电路。
5.根据权利要求4所述基于单片机的半导体吸收式温控设备，其特征在于：所述SD存储模块采用大容量的工业TF卡。
6.根据权利要求5所述基于单片机的半导体吸收式温控设备，其特征在于：所述EEPROM存储模块采用IIC接口芯片。
7.根据权利要求6所述基于单片机的半导体吸收式温控设备，其特征在于：所述显示模块为8x32位的八段数码显示管。
8.根据权利要求7所述基于单片机的半导体吸收式温控设备，其特征在于：所述以太网电路的PHY芯片采用DP83848芯片，接口为RJ45-100。
Priority Applications (1)
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| CN202020662886.7U CN212256056U (zh) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | 一种基于单片机的半导体吸收式温控设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family
ID=73997117
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2020
- 2020-04-27 CN CN202020662886.7U patent/CN212256056U/zh active Active
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