專利名稱：無線測溫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線通信技術(shù)，尤其涉及基于Zigbee無線技術(shù)的無線測溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)電廠和變電站的高壓開關(guān)柜、母線接頭、室外刀閘開關(guān)等重要的設(shè)備，在長期運(yùn)行過程中，開關(guān)的觸點(diǎn)和母線連接等部位會(huì)因老化或接觸電阻過大而發(fā)熱，使相鄰的絕緣部件性能劣化，甚至擊穿而造成事故。因此，電氣設(shè)備的溫度在線監(jiān)測問題已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中為保證電氣設(shè)備安全運(yùn)行所急需解決的實(shí)際問題，這是提高電氣設(shè)備可靠性的迫切需要，對保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。長期以來，高壓設(shè)備接頭的運(yùn)行溫度很難監(jiān)測，這是因?yàn)檫@些部位都具有裸露高壓，通常的溫度測量方法因無法解決高壓絕緣問題而不能使用?，F(xiàn)有的測溫系統(tǒng)根據(jù)傳感器原理和傳輸方式的不同主要有三類光纖、紅外和無線傳輸，分別如下(1)光纖溫度傳感器采用光導(dǎo)纖維傳輸溫度信號，具有優(yōu)異的絕緣性能，精度較高的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是易折、易斷、不耐高溫，用于隔離高壓的光纖表面容易受到污染，可能會(huì)導(dǎo)致光纖沿面放電，同時(shí)在設(shè)備上的纏繞式安裝對高壓設(shè)備的維護(hù)產(chǎn)生不便，價(jià)格昂貴。(2)紅外測溫為非接觸式測溫，易受環(huán)境及周圍的電磁場干擾，精度較低，另外對于開關(guān)柜來說由于空間非常狹小，無法有效的安裝紅外測溫探頭，因?yàn)樘筋^必須與被測物體保持一定的安全距離，并需要正對被測物體的表面。這使得紅外技術(shù)用于傳感器裝置上的缺陷是顯而易見的它必須在可視的范圍內(nèi)定向傳輸，中間不能有任何阻擋，同時(shí)要求設(shè)備位置相對固定。(3)無線測溫傳感器不受開關(guān)柜體結(jié)構(gòu)的限制，采用電磁波傳輸信號，傳感器直接安裝在高壓設(shè)備上，溫度測量準(zhǔn)確，并可以解決電氣絕緣問題和信號傳輸?shù)膯栴}，同時(shí)它不受氣候環(huán)境的影響，從根本上解決了高壓設(shè)備接點(diǎn)運(yùn)行溫度不易有效監(jiān)測的難題。對采用無線測溫技術(shù)而言，針對測溫傳感器使用的場合特點(diǎn)，高電壓、很強(qiáng)的電磁場對無線電波干擾很大這一特點(diǎn)，除了一些基本的要求，如系統(tǒng)容量、精度、監(jiān)測功能要求等外，還面臨著一些難題(1)需要選擇適當(dāng)頻率的無線網(wǎng)絡(luò)；(2)測溫設(shè)備采用電池供電，意味著設(shè)備本身必須滿足超低功耗，長時(shí)間運(yùn)行的要求，如HomeRF802. lib等因?yàn)槌杀具^高不適用于小型、便攜式傳感器裝置；而藍(lán)牙和 WiFi (Wireless Fidelity，簡稱WiFi)則因?yàn)楣倪^大而不能適用于需要長期工作的電力測溫場合；(3)需體積小，易安裝。因此，需要一種無線測溫系統(tǒng)，其應(yīng)具有低成本、短時(shí)延、免執(zhí)照頻段、高安全、近距離、低復(fù)雜度，低功耗等優(yōu)點(diǎn)，來解決高壓設(shè)備測溫的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種術(shù)的無線測溫系統(tǒng)，能夠克服有線傳感器在抗干擾、絕緣和安裝尺寸等方面以及其他無線傳感器在功耗、體積等方面的缺陷和不足，并且自組網(wǎng)能力強(qiáng)。本實(shí)用新型提供了一種基于Zigbee無線技術(shù)的無線測溫系統(tǒng)，包括無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)，連接至Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元，能夠采集監(jiān)測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，并將溫度數(shù)據(jù)通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元；Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元，連接至數(shù)據(jù)檢測管理中心，能夠接收溫度數(shù)據(jù)，并將溫度數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)檢測管理中心；數(shù)據(jù)檢測管理中心，用來對接收的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，數(shù)據(jù)檢測管理中心對存儲(chǔ)的溫度數(shù)據(jù)分析以實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，相關(guān)功能包括顯示溫度數(shù)據(jù)、發(fā)出警報(bào)、提供溫度查詢等等。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還可以包括通訊管理終端，連接至Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元、數(shù)據(jù)檢測管理中心，多個(gè)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元接收的溫度數(shù)據(jù)通過該通訊管理終端，一起發(fā)送至數(shù)據(jù)檢測管理中心。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)連接至同一個(gè)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元時(shí)，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型可以包括星型、片狀型、樹型和網(wǎng)狀型等。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型時(shí)，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)可以包括無線溫度傳感器主節(jié)點(diǎn)，直接連接至同一個(gè)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元；多個(gè)無線溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)，直接連接至無線溫度傳感器主節(jié)點(diǎn)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹型時(shí)，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)可以包括無線溫度傳感器主節(jié)點(diǎn)，直接連接至同一個(gè)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元；多個(gè)無線溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)，每個(gè)無線溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)直接或通過其他無線溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)間接地連接至同一個(gè)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，無線溫度傳感器可以包括測溫芯片，通過單線與單片機(jī)的I/O接口連接，將采集的檢測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機(jī)；單片機(jī)，連接至射頻收發(fā)器，將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給射頻收發(fā)器；射頻收發(fā)器，連接至內(nèi)置天線，單片機(jī)控制射頻收發(fā)器， 以通過內(nèi)置天線將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元；以及內(nèi)置天線。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元可以包括定時(shí)觸發(fā)單元， 以預(yù)定的時(shí)間間隔命令無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)采集溫度數(shù)據(jù)；讀取單元，連接至無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)，可以讀取無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的工作參數(shù)，并保存工作參數(shù)。通過上述技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)基于Zigbee無線技術(shù)的無線測溫系統(tǒng)，其功耗小， 自組網(wǎng)能力強(qiáng)，能夠高效快捷地測量所需的溫度。

圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的無線測溫系統(tǒng)的框圖；圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的無線測溫系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0025]為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是，本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本實(shí)用新型并不限于下面公開的具體實(shí)施例的限制。圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的無線測溫系統(tǒng)的框圖。如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的基于Zigbee無線技術(shù)的無線測溫系統(tǒng) 100包括無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)102，連接至Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元104，采集監(jiān)測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，并將溫度數(shù)據(jù)通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元104 ； Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元104，連接至數(shù)據(jù)檢測管理中心106，接收溫度數(shù)據(jù)，并將溫度數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)檢測管理中心106 ；數(shù)據(jù)檢測管理中心106，對接收的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，數(shù)據(jù)檢測管理中心106對存儲(chǔ)的溫度數(shù)據(jù)分析以實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，相關(guān)功能包括顯示溫度數(shù)據(jù)、發(fā)出警報(bào)、提供溫度查詢等等。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還可以包括通訊管理終端108，連接至Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元104、數(shù)據(jù)檢測管理中心106，多個(gè)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元104接收的溫度數(shù)據(jù)通過該通訊管理終端108，一起發(fā)送至數(shù)據(jù)檢測管理中心106。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)102連接至同一個(gè)Zigbee 無線網(wǎng)絡(luò)管理單元104時(shí)，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)102的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型可以包括星型、 片狀型、樹型和網(wǎng)狀型等。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)102的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型時(shí)，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)102可以包括無線溫度傳感器主節(jié)點(diǎn)，直接連接至同一個(gè) Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元104 ；多個(gè)無線溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)，直接連接至無線溫度傳感器主節(jié)點(diǎn)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹型時(shí)，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)102包括無線溫度傳感器主節(jié)點(diǎn)，直接連接至同一個(gè)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元104 ；多個(gè)無線溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)，每個(gè)無線溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)直接或通過其他無線溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)間接地連接至同一個(gè)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元104。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，無線溫度傳感器可以包括測溫芯片，通過單線與單片機(jī)的I/O接口連接，將采集的檢測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機(jī)；單片機(jī)，連接至射頻收發(fā)器，將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給射頻收發(fā)器；射頻收發(fā)器，連接至內(nèi)置天線，單片機(jī)控制射頻收發(fā)器， 以通過內(nèi)置天線將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元；以及內(nèi)置天線。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元104可以包括定時(shí)觸發(fā)單元，以預(yù)定的時(shí)間間隔命令無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)采集溫度數(shù)據(jù)；讀取單元，連接至無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)102，讀取無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的工作參數(shù)，并保存工作參數(shù)。通過上述技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)基于Zigbee無線技術(shù)的無線測溫系統(tǒng)，其功耗小， 自組網(wǎng)能力強(qiáng)，能夠高效快捷地測量所需的溫度。圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的無線測溫系統(tǒng)的示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例的無線溫度測量系統(tǒng)由四部分組成(1)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202 負(fù)責(zé)采集監(jiān)測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202是該系統(tǒng)的基本單元，它負(fù)責(zé)獲取溫度數(shù)據(jù)和對溫度數(shù)據(jù)的預(yù)處理，并將溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)絑igBee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204。無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202內(nèi)部集成符合IEEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的2. 4GHz射頻收發(fā)器和單片機(jī)以及高性能的測溫芯片DS18B20，該測溫芯片直接通過單線與單片機(jī)I/O 口連接， 不必另外增加專門的總線控制器，減少硬件成本的同時(shí)也減小了無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的體積。無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202安裝在設(shè)備帶電體的表面，應(yīng)具有耐高溫和絕緣的性能，本實(shí)施例的測溫系統(tǒng)所用無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202采用高溫改性ABS塑料封裝，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，可完全滿足在保證測量精度的基礎(chǔ)上滿足電力系統(tǒng)對絕緣和高溫的要求。(2)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204(又稱為集中器)負(fù)責(zé)收集無線傳感器節(jié)點(diǎn) 202發(fā)出的溫度數(shù)據(jù)，并把所收集的溫度數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)檢測管理中心208。在該系統(tǒng)中的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204集成了 ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)和協(xié)調(diào)器的功能，具備至關(guān)重要的作用，一方面采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)方式與無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202連接，并且以固定的時(shí)間間隔命令無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202進(jìn)行測溫以及讀取它的工作參數(shù)，同時(shí)存入內(nèi)存，這就需要通過每個(gè)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204為所管理的無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202設(shè)置編號表，以免發(fā)生錯(cuò)亂；另一方面每個(gè)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204采用以太網(wǎng)或RS-485總線與數(shù)據(jù)將監(jiān)測管理中心208的主機(jī)連接，受控于主機(jī)的命令而做出一系列的反映。ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204還具有的功能有接收并存儲(chǔ)傳感器數(shù)據(jù)、管理所管轄的ZigBee子網(wǎng)、報(bào)警功能、傳輸數(shù)據(jù)給主機(jī)、設(shè)定和修改通訊管理終端 206的工作參數(shù)與工作狀態(tài)指示、時(shí)鐘和看門狗等功能。每個(gè)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204 可接入16個(gè)或者32個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，通道數(shù)目根據(jù)實(shí)際的變電站規(guī)模進(jìn)行配置。(3)通訊管理終端206 每個(gè)變電站配置一臺通訊管理終端206設(shè)備，用于將全站溫度信號進(jìn)行集中，并按照一定的規(guī)則，利用站內(nèi)已有的通訊手段將信號上送至遠(yuǎn)方的數(shù)據(jù)檢測管理中心208的服務(wù)器上。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，沒有通訊管理終端 206也同樣可以實(shí)現(xiàn)采集溫度的技術(shù)效果。(4)數(shù)據(jù)監(jiān)測管理中心208 負(fù)責(zé)對通訊管理終端206進(jìn)行工作參數(shù)設(shè)定，接收從系統(tǒng)中各個(gè)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204上傳的測溫?cái)?shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、分析和管理等，測溫?cái)?shù)據(jù)可在系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中作長期存儲(chǔ)記錄，供隨時(shí)查詢顯示。無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202直接安裝在被測設(shè)備表面，一個(gè)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204能管理多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)202，網(wǎng)絡(luò)管理單元204通過高速骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)監(jiān)測管理中心208的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，由數(shù)據(jù)監(jiān)測管理中心208的監(jiān)控終端實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)及溫度變化曲線圖，能打印相關(guān)報(bào)表，當(dāng)溫度異常時(shí)，數(shù)據(jù)監(jiān)測管理中心208通過多種報(bào)警方式提醒相關(guān)人員采取措施。數(shù)據(jù)監(jiān)測管理中心208由一臺高性能工控機(jī)組成，它將安裝溫度監(jiān)測分析軟件用以完成對整個(gè)溫度監(jiān)測系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和部署，可實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)顯示、歷史數(shù)據(jù)記錄和分析、報(bào)警狀態(tài)記錄等功能。軟件可建立開關(guān)柜設(shè)備數(shù)據(jù)庫，顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)及型號等參數(shù)，幫助運(yùn)行人員監(jiān)測和分析開關(guān)柜觸點(diǎn)的過熱情況，預(yù)測出故障發(fā)生的部位，保證開關(guān)柜設(shè)備的安全運(yùn)行。[0050]本實(shí)施例中的無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)有星型、片狀、樹型和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理邪4個(gè)子節(jié)點(diǎn)；同時(shí)主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，最多可組成65535個(gè)節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)。星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較簡單，對無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202不是很多的系統(tǒng)如對于一個(gè)單獨(dú)的變電站來說，星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)可以簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、降低功耗，且通過對ZigBee網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧進(jìn)行優(yōu)化和裁剪，去除網(wǎng)絡(luò)層中對簇樹形和網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的支持，可以有效地減少處理器資源的消耗，提高無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202對采集信號的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。此外，星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中的Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204的協(xié)調(diào)器采用信標(biāo)使能模式通過改變信標(biāo)級數(shù)和超幀級數(shù)，使得協(xié)調(diào)器可以處于發(fā)送、接收、偵聽和睡眠四種狀態(tài)， 從而達(dá)到更好的節(jié)能目的，因此，本實(shí)施例中的無線測溫系統(tǒng)采用星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。在該無線測溫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸方面，該系統(tǒng)中的無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202與 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204之間的數(shù)據(jù)通信是基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的。在無線傳輸過程中，由于受傳輸距離、現(xiàn)場狀況等許多可能出現(xiàn)的因素的影響，無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202 與ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204之間通信常會(huì)發(fā)生無法預(yù)測的錯(cuò)誤。為了使系統(tǒng)能夠可靠地通信，在設(shè)計(jì)ZigBee通信協(xié)議棧時(shí)需考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，各層均?shí)現(xiàn)節(jié)能機(jī)制， 降低節(jié)點(diǎn)的能耗和發(fā)射功率。并且該ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)工作在符合IEEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的 2. 4GHZ頻段，運(yùn)用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，抗干擾能力更強(qiáng)，另外，采用CSMA-CA技術(shù)來避免數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的競爭和沖突，MAC層數(shù)據(jù)通信采用GTS模式，保證ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信的可靠性。在無線測溫系統(tǒng)中，無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202安裝后，需要持續(xù)工作很長時(shí)間，高能量電池的選擇是必要的，但無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202的節(jié)能是一個(gè)更加重要的問題，為此采取了以下措施降低溫度采集器的能耗，主要通過選擇低功耗芯片，減少芯片工作時(shí)間；CPU以最快的速度執(zhí)行任務(wù)，然后進(jìn)入休眠模式，通過中斷喚醒單片機(jī)和射頻收發(fā)器。 經(jīng)過保守測算，選用高能量的電池，無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202可以工作至少2年以上。[0055]下面再舉例說明本實(shí)施例的無線測溫系統(tǒng)，假如選取一個(gè)35kV變電站來作為試點(diǎn)，計(jì)劃配置無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202為100個(gè)(項(xiàng)目實(shí)施時(shí)可酌情調(diào)整)，ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204有4個(gè)，通訊管理終端206有1臺，數(shù)據(jù)檢測管理中心208有1臺，采用星形結(jié)構(gòu)構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)檢測管理中心208負(fù)責(zé)對不同站上傳來的溫度監(jiān)測信號進(jìn)行匯總并實(shí)現(xiàn)集中管理，將配置專用的數(shù)據(jù)庫軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。該無線測溫系統(tǒng)的具體安裝方式可以為1、無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)202可以安裝在高壓開關(guān)柜內(nèi)接頭或者戶外設(shè)備表面，以綁扎的方式固定；2、Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元204可以安裝在開關(guān)柜二次設(shè)備安裝面板上或者固定在開關(guān)柜室內(nèi)的墻上，戶外設(shè)備則固定在距離測點(diǎn)50m范圍內(nèi)最近的墻上；3、通訊管理終端206可以安裝在變電站的通訊屏或者用戶指定位置；4、數(shù)據(jù)檢測管理中心208設(shè)置在遠(yuǎn)方集中中心的監(jiān)控室內(nèi)。綜合以上參考圖1和圖2詳細(xì)說明了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的技術(shù)方案考慮了 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)測溫技術(shù)應(yīng)用于高壓開關(guān)觸頭的原理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、軟硬件實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)抗干擾和低功耗的設(shè)計(jì)等方面，能夠?qū)崿F(xiàn)一種基于Zigbee無線技術(shù)的無線測溫系統(tǒng)，相比同類監(jiān)測系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用了最新的ZigBee技術(shù)構(gòu)建，具有以下一些優(yōu)點(diǎn)克服了有線傳感器包含紅外熱電偶、光纖測溫等在抗干擾、絕緣和安裝尺寸等方面以及其他無線傳感器在功耗、體積等方面的缺陷和不足，為變電站高壓開關(guān)柜測溫提供一種新型、高效、可靠、實(shí)用的解決方案；基于先進(jìn)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建電力系統(tǒng)溫度監(jiān)測系統(tǒng)，自組網(wǎng)能力強(qiáng)；無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的芯片采用了 CSMA-CA技術(shù)來避免數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的競爭和沖突，MAC層數(shù)據(jù)通信采用GTS模式，保證ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信的可靠性；無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的CPU和各網(wǎng)絡(luò)管理單元均采用多模式工作，有效降低了系統(tǒng)功耗，再通過配置高性能的電池，使得系統(tǒng)的免維護(hù)時(shí)間達(dá)2年以上；通過基于ZigBee技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，通過對高壓開關(guān)柜的溫度進(jìn)行全天候的監(jiān)測，對可能發(fā)生的熱故障提前進(jìn)行預(yù)警，可以有效防止過熱引起的各種惡性事故的發(fā)生，防范于未然；通過對開關(guān)柜溫度的長期監(jiān)測，總結(jié)出開關(guān)柜溫度變化的特征，為開關(guān)柜的提前維護(hù)提供了依據(jù)，同時(shí)為相關(guān)部門進(jìn)行設(shè)備健康狀況和使用壽命評估有一定的參考價(jià)值；該測溫系統(tǒng)不但解決了網(wǎng)絡(luò)布線困難、成本高和實(shí)時(shí)性差等問題，而且在投資、建設(shè)和維護(hù)等方面也具有一定優(yōu)勢，系統(tǒng)整體投資不大，卻對設(shè)備的安全運(yùn)行有著重要的意義。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，包括無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)，連接至Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元，采集監(jiān)測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，并將所述溫度數(shù)據(jù)通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至所述Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元；所述Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元，連接至數(shù)據(jù)檢測管理中心，接收所述溫度數(shù)據(jù)，并將所述溫度數(shù)據(jù)上傳至所述數(shù)據(jù)檢測管理中心；所述數(shù)據(jù)檢測管理中心，對接收的所述溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，還包括通訊管理終端，連接至所述Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元、所述數(shù)據(jù)檢測管理中心，多個(gè) Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元接收的所述溫度數(shù)據(jù)通過所述通訊管理終端，一起發(fā)送至數(shù)據(jù)檢測管理中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)連接至同一個(gè)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元時(shí)，所述多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型包括星型、片狀型、樹型和網(wǎng)狀型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型時(shí)，所述多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)包括無線溫度傳感器主節(jié)點(diǎn)，直接連接至所述同一個(gè)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元； 多個(gè)無線溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)，直接連接至所述無線溫度傳感器主節(jié)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹型時(shí)，所述多個(gè)無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)包括無線溫度傳感器主節(jié)點(diǎn)，直接連接至所述同一個(gè)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元； 多個(gè)無線溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)，每個(gè)無線溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)直接或通過其他無線溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)間接地連接至所述同一個(gè)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述無線溫度傳感器包括 測溫芯片，通過單線與單片機(jī)的I/O接口連接，將采集的所述檢測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至所述單片機(jī)；所述單片機(jī)，連接至射頻收發(fā)器，將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給所述射頻收發(fā)器； 所述射頻收發(fā)器，連接至內(nèi)置天線，所述單片機(jī)控制所述射頻收發(fā)器，以通過所述內(nèi)置天線將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至所述Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元； 所述內(nèi)置天線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的無線測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元包括定時(shí)觸發(fā)單元，以預(yù)定的時(shí)間間隔命令所述無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)采集所述溫度數(shù)據(jù)； 讀取單元，連接至所述無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)，讀取所述無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的工作參數(shù)，并保存所述工作參數(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種無線測溫系統(tǒng)，包括無線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)，連接至Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元，采集監(jiān)測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，并將所述溫度數(shù)據(jù)通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至所述Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元；所述Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)管理單元，連接至數(shù)據(jù)檢測管理中心，接收所述溫度數(shù)據(jù)，并將所述溫度數(shù)據(jù)上傳至所述數(shù)據(jù)檢測管理中心；所述數(shù)據(jù)檢測管理中心，對接收的所述溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，克服了有線傳感器在抗干擾、絕緣和安裝尺寸等方面以及其他無線傳感器在功耗、體積等方面的缺陷和不足，自組網(wǎng)能力強(qiáng)，為變電站高壓開關(guān)柜測溫提供一種新型、高效、可靠、實(shí)用的解決方案。
文檔編號G08C23/06GK202119545SQ201120056219
公開日2012年1月18日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者善學(xué)雷, 普宏林, 白文亮 申請人:易門供電有限公司