專利名稱:微型低能耗短信報(bào)警無(wú)線溫度采集裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及微型低能耗短信報(bào)警無(wú)線溫度采集裝置，包括帶MCU的NRF24LE1射頻模塊、高溫鋰氬電池、實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理模塊和帶GPRS短信功能后臺(tái)管理模塊；高溫鋰氬電池電性連接于NRF24LE1射頻模塊；實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理模塊和帶GPRS短信功能后臺(tái)管理模塊分別信號(hào)線連接于NRF24LE1射頻模塊，利用無(wú)源溫度開關(guān)判斷設(shè)備是否處于發(fā)熱狀態(tài)，通過低功耗、長(zhǎng)周期實(shí)時(shí)時(shí)鐘定時(shí)器對(duì)電池供電的微功耗控制，利用溫度采集回路實(shí)現(xiàn)對(duì)電力斷路器觸頭接觸部分、供電母線連接部分、電力電纜中間接頭部位等超溫部位進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)及報(bào)警，在溫度開關(guān)動(dòng)作后，或者溫度超過設(shè)定值后以短信的形式通知相關(guān)人員，可現(xiàn)場(chǎng)安裝、免維護(hù)；工作壽命在8?10年；產(chǎn)品價(jià)格低廉，組網(wǎng)方式靈活，短信報(bào)警針對(duì)性強(qiáng)。
【專利說明】
微型低能耗短信報(bào)譬無(wú)線溫度采集裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種溫度采集裝置，尤其設(shè)及一種微型低能耗短信報(bào)警無(wú)線溫度 采集裝置，應(yīng)用于對(duì)電力斷路器觸頭接觸部分、供電母線連接部分、電力電纜中間接頭部位 等超溫部位進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)及報(bào)警。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，對(duì)電力斷路器觸頭接觸部分、供電母線連接部分、電力電纜中間接頭部位等 超溫部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)最常用方法是用無(wú)線溫度采集系統(tǒng)，根據(jù)溫度變化，采樣周期一般為2 秒-10分鐘。
[0003] 該系統(tǒng)供電方式一是采用電流互感器供電。優(yōu)點(diǎn)是采樣頻率不受電源容量的影 響;缺點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)高，在運(yùn)行設(shè)備上安裝成本高，甚至無(wú)法安裝。
[0004] 供電方式二是采用耐高溫的裡氣電池供電；優(yōu)點(diǎn)是電池供電產(chǎn)品微型化，安裝方 便;缺點(diǎn)是受電池容量及MCU喚醒定時(shí)器最大定時(shí)512秒的限制，很難達(dá)到8-10年的使用壽 命，電池壽命是最大的瓶頸。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種微型 低能耗短信報(bào)警無(wú)線溫度采集裝置，是一種微型化、壽命長(zhǎng)、易于安裝的溫度測(cè)量報(bào)警裝 置。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:微型低能耗短信報(bào)警無(wú)線溫度 采集裝置，包括帶MCU的NRF2化El射頻模塊、高溫裡氣電池、實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理模塊和帶GPRS短 信功能后臺(tái)管理模塊;所述高溫裡氣電池電性連接于NRF2化El射頻模塊;所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘管 理模塊和帶GPRS短信功能后臺(tái)管理模塊分別信號(hào)線連接于NRF2化El射頻模塊；所述 NRF24LE1射頻模塊間開設(shè)有用于判斷待測(cè)物溫度是否發(fā)熱的低溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)和高 溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān);在所述NRF24LE1射頻模塊內(nèi)還設(shè)有溫度采集回路。
[0007] 作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的，所述低溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)在50-6(TC時(shí)開關(guān)動(dòng) 作;所述高溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)在90-100°C動(dòng)作。
[000引作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的，所述帶MCU的NRF2化El射頻模塊、高溫裡氣電池、 實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理模塊、帶GPRS短信功能后臺(tái)管理模塊、低溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)和高溫?zé)o源溫 度測(cè)量開關(guān)均封裝在銅外殼內(nèi)。
[0009] 作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的，所述溫度測(cè)量回路采用電源MCU引腳控制方式，具 有引腳一、二、S，標(biāo)準(zhǔn)電阻Rl、R2和熱敏電阻RZ;工作時(shí)引腳一輸出高電平，給Rl、R2、RZ供 電，引腳二、S采集標(biāo)準(zhǔn)電阻R2和熱敏電阻RZ電壓。
[0010] 由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 本實(shí)用新型方案的微型低能耗短信報(bào)警無(wú)線溫度采集裝置，利用無(wú)源溫度開關(guān)判 斷設(shè)備是否處于發(fā)熱狀態(tài)，通過低功耗、長(zhǎng)周期實(shí)時(shí)時(shí)鐘定時(shí)器對(duì)電池供電的微功耗控制， 利用溫度采集回路實(shí)現(xiàn)對(duì)電力斷路器觸頭接觸部分、供電母線連接部分、電力電纜中間接 頭部位等超溫部位進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)及報(bào)警，在溫度開關(guān)動(dòng)作后，或者溫度超過設(shè)定值后W短 信的形式通知相關(guān)人員，可現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試簡(jiǎn)單;免維護(hù);可靠性高;工作壽命在8-10年;產(chǎn) 品價(jià)格低廉，組網(wǎng)方式靈活，短信報(bào)警針對(duì)性強(qiáng)。
【附圖說明】

[0012] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明：
[0013] 附圖1為本實(shí)用新型的微型低能耗短信報(bào)警無(wú)線溫度采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 其中：1、NRF2化El射頻模塊;2、高溫裡氣電池；3、實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理模塊;4、帶GPRS短 信功能后臺(tái)管理模塊;5、低溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān);6、高溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān);7、溫度采集回 路。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0016] 如附圖1所示的本實(shí)用新型所述的微型低能耗短信報(bào)警無(wú)線溫度采集裝置，包括 帶MCU的NRF24LE1射頻模塊1、高溫裡氣電池2、實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理模塊3和帶GPRS短信功能后臺(tái) 管理模塊4;所述高溫裡氣電池2電性連接于NRF24LE1射頻模塊1;所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理模塊3 和帶GPRS短信功能后臺(tái)管理模塊4分別信號(hào)線連接于NRF24LE1射頻模塊1;所述NRF24LE1射 頻模塊1間開設(shè)有用于判斷待測(cè)物溫度是否發(fā)熱的低溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)5和高溫?zé)o源溫 度測(cè)量開關(guān)6;在所述NRF24LE1射頻模塊1內(nèi)還設(shè)有溫度采集回路7。
[0017] 通過低溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)5和高溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)6對(duì)電力斷路器觸頭接觸 部分、供電母線連接部分、電力電纜中間接頭部位的溫度檢測(cè)主要用來判斷上述部位有無(wú) 由于接觸不良導(dǎo)致發(fā)熱現(xiàn)象，如有發(fā)熱及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào);關(guān)鍵的判據(jù)是否發(fā)熱超溫，然后 才是實(shí)際溫度多少;在正常運(yùn)行中，頻繁的溫度采集沒有必要；只有溫度達(dá)到一定值，如規(guī) 定的50攝氏度，意味著該部位存在發(fā)熱隱患，才有必要增加溫度采樣頻率，實(shí)時(shí)監(jiān)視溫度變 化趨勢(shì)。
[0018] 其中判斷設(shè)備是否發(fā)熱是實(shí)現(xiàn)低功耗的關(guān)鍵，確定低能耗方案：
[0019] 1)、在滿足性能的前提下，減少采樣頻率，提高電池壽命。正常運(yùn)行時(shí)，如無(wú)發(fā)熱現(xiàn) 象，一般表面溫度與環(huán)境溫度相當(dāng)。利用兩只無(wú)源溫度檢測(cè)開關(guān)，一只低溫，50-60攝氏度開 關(guān)動(dòng)作;另一只高溫，90-100攝氏度動(dòng)作;在低溫開關(guān)動(dòng)作前，采樣頻率12小時(shí)一次，低溫開 關(guān)動(dòng)作后、高溫開關(guān)動(dòng)作前，采樣頻率5分鐘一次;高溫開關(guān)動(dòng)作后，采樣頻率1分鐘一次； 在溫度開關(guān)動(dòng)作后，或者溫度超過設(shè)定值后W短信的形式通知相關(guān)人員。
[0020] 2)、選用低能耗MCU無(wú)線射頻模塊。無(wú)線溫度采集模塊選用帶深度睡眠的MCU模塊， 具有引腳喚醒功能。在深度睡眠時(shí)，電流消耗0.5微安，在有引腳喚醒時(shí)（如定時(shí)器時(shí)間到、 溫度開關(guān)動(dòng)作等)進(jìn)入工作狀態(tài)，進(jìn)行溫度采集、運(yùn)算、發(fā)送。
[0021] 3)、優(yōu)化溫度采集回路。溫度采集部分采用熱敏電阻，由MCU模塊引腳控制電源，只 有溫度采集時(shí)，引腳輸出高電平，不工作時(shí)，引腳輸出低電平，不消耗電能。如附圖1所示:RZ 為熱敏電阻，工作時(shí)引腳一輸出高電平，給Rl、R2、RZ供電，引腳二、S采集標(biāo)準(zhǔn)電阻R2和熱 敏電阻RZ電壓，由公式：
[0022]
[0023] 計(jì)算熱敏電阻阻值，進(jìn)而算出溫度。
[0024] 4)、選用低能耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘定時(shí)管理模塊。由于MCU模塊上的定時(shí)喚醒功能最大定時(shí) 為512秒，不能滿足低能耗要求。選用美國(guó)AMBIQ MICRO公式的AM1805模塊，該模快定時(shí)時(shí)間 0-365天，可編程控制定時(shí)時(shí)間，輸出方式靈活，正常運(yùn)行時(shí)電流消耗0.05微安；。
[0025] 3、主要技術(shù)數(shù)據(jù):無(wú)線溫度采集模塊采用NRR2化El 24引腳模塊，具有引腳喚醒深 度睡眠功能和12位A/D轉(zhuǎn)換功能;實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理模塊選用目前市場(chǎng)上能耗最低的美國(guó)AMBIQ MIC R 0公式的A M18 0 5模塊，該模塊正常工作時(shí)電流消耗0.0 5微安。無(wú)源溫度測(cè)點(diǎn)采用 KSD9700金屬封裝、20mnDc7.5mmx3.5mm模塊，動(dòng)作溫度誤差± 5攝氏度。
[0026] 整個(gè)產(chǎn)品（包括帶MCU的NRF24LE1射頻模塊、高溫裡氣電池、實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理模塊、帶 GPRS短信功能后臺(tái)管理模塊、低溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)和高溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān))封裝在銅 外殼內(nèi)并用耐高溫環(huán)氧樹脂灌封，有效避免強(qiáng)電造成的干擾，尺寸為38mmx30mmx20mm，固定 方式綁扎式。電池選用可耐150攝氏度的高溫裡氣電池，容量800-1600毫安時(shí)，設(shè)計(jì)壽命8- 10年。
[0027] W上僅是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限 審IJ。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 微型低能耗短信報(bào)警無(wú)線溫度采集裝置，其特征在于:包括帶MCU的NRF24LE1射頻模 塊、高溫鋰氬電池、實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理模塊和帶GPRS短信功能后臺(tái)管理模塊;所述高溫鋰氬電池 電性連接于NRF24LE1射頻模塊;所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理模塊和帶GPRS短信功能后臺(tái)管理模塊分 別信號(hào)線連接于NRF24LE1射頻模塊;所述NRF24LE1射頻模塊間開設(shè)有用于判斷待測(cè)物溫度 是否發(fā)熱的低溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)和高溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān);在所述NRF24LE1射頻模塊內(nèi) 還設(shè)有溫度采集回路。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型低能耗短信報(bào)警無(wú)線溫度采集裝置，其特征在于:所述低 溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)在50-60°C時(shí)開關(guān)動(dòng)作;所述高溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)在90-10(TC動(dòng)作。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型低能耗短信報(bào)警無(wú)線溫度采集裝置，其特征在于:所 述帶MCU的NRF24LE1射頻模塊、高溫鋰氬電池、實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理模塊、帶GPRS短信功能后臺(tái)管 理模塊、低溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)和高溫?zé)o源溫度測(cè)量開關(guān)均封裝在銅外殼內(nèi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型低能耗短信報(bào)警無(wú)線溫度采集裝置，其特征在于:所 述溫度測(cè)量回路采用電源MCU引腳控制方式，具有引腳一、二、三，標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2和熱敏電 阻RZ;工作時(shí)引腳一輸出高電平，給Rl、R2、RZ供電，引腳二、三采集標(biāo)準(zhǔn)電阻R2和熱敏電阻 RZ電壓。
【文檔編號(hào)】G01K13/00GK205719334SQ201620251230
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】牟愛政
【申請(qǐng)人】牟愛政