本發(fā)明屬于電力設(shè)備在線實時檢修與維護領(lǐng)域，特別是涉及一種基于msp430單片機的高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電廠和變電站的設(shè)備在長期運行過程中，某些部位因老化或接觸電阻過大而發(fā)熱，而這些發(fā)熱部位的溫度無法實時監(jiān)測，因此極易導致設(shè)備燒毀或突然停電等事故。解決電力設(shè)備過熱問題是杜絕此類事故發(fā)生的關(guān)鍵。高壓電力設(shè)備內(nèi)由于有裸露高壓，空間狹小，常用的溫度測量方法不能使用。本發(fā)明將介紹一種基于msp430的高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，采用pt1000溫度探頭采集環(huán)境溫度或電力設(shè)備表面溫度，再由msp430單片機控制紅外發(fā)射頭向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送溫度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù)通過串口傳輸?shù)缴衔粰C上，實現(xiàn)了對高壓電力設(shè)備溫度的在線監(jiān)測和預(yù)警。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種采用紅外通訊的方式將高壓電力設(shè)備的溫度傳送給上位機進行在線監(jiān)測和預(yù)警的溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于msp430單片機的高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的測溫模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，

測溫模塊包括：包含有溫度探頭的溫度測量電路、msp430f123單片機、a/d轉(zhuǎn)換器及紅外發(fā)射頭；

數(shù)據(jù)處理模塊包括：紅外接收頭、存儲模塊、msp430f413單片機及液晶顯示模塊；

兩模塊之間通過紅外通訊來交換數(shù)據(jù)；測溫模塊通過pt1000溫度探頭采集環(huán)境溫度或電力設(shè)備表面溫度，多通道模擬量通過a/d轉(zhuǎn)換后，再由msp430單片機控制紅外發(fā)射頭向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送溫度數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊接收到溫度數(shù)據(jù)后，判斷溫度是否超過正常范圍，及時給出報警信號，同時將各通道的溫度數(shù)據(jù)在液晶上顯示出來，還可將數(shù)據(jù)通過串口傳輸?shù)缴衔粰C上，實現(xiàn)對高壓電力設(shè)備溫度的在線監(jiān)測和預(yù)警。

在上述的一種基于msp430單片機的高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，所述測溫模塊的溫度探頭采用pt1000鉑熱電阻，溫度測量電路采用低電壓供電的并聯(lián)穩(wěn)壓電壓基準源tlv431，以及千分之一精度的標準電阻r1和標準電阻r2來測量實時溫度。

在上述的一種基于msp430單片機的高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，所述測溫模塊采用ti公司的高性能超低功耗16位msp430f123單片機，所述數(shù)據(jù)處理模塊采用ti公司的高性能超低功耗16位msp430f413單片機。

在上述的一種基于msp430單片機的高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，所述測溫模塊的a/d轉(zhuǎn)換模塊需要通過模擬開關(guān)芯片cd4051將兩通道ad量ad0和ad1依次傳送到a/d轉(zhuǎn)換輸入端分別進行a/d轉(zhuǎn)換。

在上述的一種基于msp430單片機的高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，所述紅外通訊電路是將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)制到msp430單片機的aclk端口產(chǎn)生的高頻載波上進行發(fā)送的。

在上述的一種基于msp430單片機的高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，所述存儲模塊是把溫度數(shù)據(jù)存儲到flash芯片中供數(shù)據(jù)統(tǒng)計使用。

在上述的一種基于msp430單片機的高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，所述液晶顯示模塊是通過單片機內(nèi)置的液晶驅(qū)動模塊直接驅(qū)動液晶工作，實時顯示各測量點溫度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點：測溫模塊可以直接固定在測量點，將其屏蔽外殼與測量點有效接觸，這樣就可以有效地屏蔽高壓環(huán)境產(chǎn)生的電磁場干擾，同時也方便了現(xiàn)場安裝調(diào)試；數(shù)據(jù)處理模塊的紅外頭可以通過較長的屏蔽線連接到模塊的信號接收端，這樣數(shù)據(jù)處理模塊就能遠離測溫現(xiàn)場，防止高壓環(huán)境對于數(shù)據(jù)處理模塊穩(wěn)定性的影響；測溫模塊功耗極低且抗干擾能力強。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明的溫度測量電路圖。

圖3為本發(fā)明的紅外通訊電路圖。

具體實施方法

本高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)由安裝在溫度測量點的測溫模塊和數(shù)據(jù)處理模塊組成，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

其中，圖1部件包括：溫度探頭、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、msp430f123單片機及msp430f413單片機、紅外發(fā)射頭、紅外接收頭、存儲模塊、按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊、上位機。圖2部件包括：pt1000鉑熱電阻、并聯(lián)穩(wěn)壓電壓基準源tlv431、千分之一精度的高精度電阻r1和r2、雙極性晶體管。圖3部件包括：msp430單片機、電阻、雙極性晶體管、紅外發(fā)射頭及紅外接收頭。

如圖1，系統(tǒng)的具體功能實現(xiàn)是通過測溫模塊和數(shù)據(jù)處理模塊這兩大模塊來實現(xiàn)的，其中測溫模塊負責溫度數(shù)據(jù)采集的功能：通過pt1000溫度探頭將溫度模擬量轉(zhuǎn)成電壓模擬量，再經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換將溫度數(shù)據(jù)傳送到單片機內(nèi)進行處理，溫度采集時間間隔可通過數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的指令來進行設(shè)置。測溫模塊通過紅外通訊向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送采集到的溫度數(shù)據(jù)，也可以接收數(shù)據(jù)處理模塊的控制命令。數(shù)據(jù)處理模塊可以實現(xiàn)四大功能：通過紅外通訊向測溫模塊發(fā)送控制命令，也可以接收測溫模塊發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)；通過單片機內(nèi)置的液晶驅(qū)動模塊可以直接驅(qū)動液晶工作，實時顯示各測量點溫度；把溫度數(shù)據(jù)存儲到flash芯片中，供數(shù)據(jù)統(tǒng)計使用；通過串口將數(shù)據(jù)傳送到上位機，上位機可以構(gòu)建各點溫度數(shù)據(jù)庫。

如圖2，溫度測量開始后，p1.0置低，p1.1置高，這時q1導通，q2截止。此時相當于r1和r2并聯(lián)于tlv431兩端，可得到輸出電壓vad0＝vref*(1+r1/r2)，由于vad0、r1和r2都已知，所以可以求出vref。獲得ref電壓值后，將p1.0置高，p1.1置低，這時q1截止，q2導通。此時相當于pt1000和r2并聯(lián)于tlv431兩端，可得到輸出電壓vad1，由于vad1、vref和r2都已知，因此可精確地求出pt1000的電阻值，再根據(jù)pt1000分度表獲得實時的環(huán)境溫度。

如圖3，將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)制到32768hz的載波上再進行發(fā)送，msp430單片機具有aclk端口，可以獨立產(chǎn)生32768hz的脈沖波，因此可以利用它很方便地生成高頻載波。msp430f123的aclk端口是p2.0引腳，而msp430f413是p1.5引腳，采用硬件方式實現(xiàn)邏輯取反。

本發(fā)明需要保護的上述描述的硬件及其連接結(jié)構(gòu)，對于涉及到信號的處理方法和過程，是為了解釋本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)的工作原理，不屬于本發(fā)明的保護范圍，采用本發(fā)明的硬件連接結(jié)構(gòu)后，信號處理的過程均能夠通過現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于MSP430單片機的高壓電力設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括測溫模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，測溫模塊通過溫度探頭采集環(huán)境溫度或電力設(shè)備表面溫度，多通道模擬量通過A/D轉(zhuǎn)換后，再由MSP430單片機控制紅外發(fā)射頭向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送溫度數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊接收到溫度數(shù)據(jù)后，判斷溫度是否超過正常范圍，及時給出報警信號，同時將各通道的溫度數(shù)據(jù)在液晶上顯示出來。本發(fā)明采用PT1000溫度探頭采集環(huán)境溫度或電力設(shè)備表面溫度，再由MSP430單片機控制紅外發(fā)射頭向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送溫度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù)通過串口傳輸?shù)缴衔粰C上，實現(xiàn)了對高壓電力設(shè)備溫度的在線監(jiān)測和預(yù)警。

技術(shù)研發(fā)人員：劉君;趙立進;黃良;曾華榮;張迅;彭輝;周甜;徐曉彤;鄭繪繪
受保護的技術(shù)使用者：貴州電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.23
技術(shù)公布日：2017.09.19