一種大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置，由一個數(shù)據(jù)監(jiān)控中心和若干數(shù)據(jù)中繼控制模塊組成監(jiān)測系統(tǒng)，數(shù)據(jù)監(jiān)控中心與數(shù)據(jù)中繼控制模塊之間通過RS-485總線基于Modbus通信協(xié)議進行通信，采用數(shù)據(jù)中繼傳輸模式傳輸。所述數(shù)據(jù)監(jiān)控中心由數(shù)據(jù)處理單元、節(jié)點監(jiān)控單元、數(shù)據(jù)查詢單元、系統(tǒng)管理單元、報警單元、通信協(xié)議單元及數(shù)據(jù)庫組成，作為上位機、主機發(fā)送數(shù)據(jù)和命令。所述數(shù)據(jù)中繼控制模塊由MCU控制單元、數(shù)據(jù)采集單元、通信單元、CPLD鏈路選擇單元及電源管理模塊組成，作為下位機、從機執(zhí)行相關(guān)命令操作，并回送數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種溫度監(jiān)測裝置，更具體涉及一種用于監(jiān)測大規(guī)模母線槽溫度的裝置系統(tǒng)，屬于電力設(shè)備檢測監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]母線槽是高層建筑和大型廠房中常用的配電輸電裝置，通常由導(dǎo)電銅排、絕緣材料、金屬板保護外殼等組成，代替了傳統(tǒng)輸電電纜，具有傳輸電流大、安全性能好、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝靈活等優(yōu)點。母線槽的連接處易出現(xiàn)局部溫升過高的現(xiàn)象，這是由于連接處的材料含銅量低、接觸面積壓力大、安裝散熱性差、灰塵等原因?qū)е缕浣佑|電阻增大造成的。母線槽連接處溫升過高將會使得母線槽壽命減短、電能損耗提高、電壓下降，同時也影響周圍環(huán)境溫度，加速外層絕緣材料的老化，甚至擊穿、引發(fā)火災(zāi)等供電系統(tǒng)事故。國際電工標準IEC60439.2—2000與國家標準GB7251.2— 2006規(guī)定了各種耐熱等級的絕緣材料制作的母線槽的允許溫升。如絕緣材料為F級的母線槽耐熱> 155°C，最高環(huán)境溫度40°C，則其允許溫升值是115K (155°C-40°C)。據(jù)此國家強制性3C認證的試驗標準規(guī)定母線槽的極限溫升S70K。一個供電系統(tǒng)的母線槽連接點往往有數(shù)百甚至上千個，一處發(fā)生故障或事故則整個系統(tǒng)都要受影響。因此，為預(yù)防安全事故、保證可靠運行，對母線槽各連接處的溫度進行實時監(jiān)控非常必要。
[0003]最初對母線槽進行溫度監(jiān)測是通過手工進行的，如在電接觸表面涂一層隨溫度變化顏色的發(fā)光材料，通過觀察其顏色變化來大致確定溫度范圍，或者采用更準確的紅外測溫儀。手工監(jiān)測一方面效率太低，另一方面在高壓配電房中操作者也存在危險。后來隨著傳感器及電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了在線數(shù)字母線槽溫度監(jiān)測裝置，如實用新型專利申請201210314052.7公開的一種母線槽的監(jiān)測裝置及實用新型專利201220152200.5公開的一種母線槽接頭溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)。
[0004]實用新型專利申請201210314052.7公開了一種母線槽的監(jiān)測裝置，其溫度信號采集模塊安裝在相應(yīng)母線槽的本體連接處，可準確測量到導(dǎo)電排的溫度，屬于單點監(jiān)測裝置，已無法滿足復(fù)雜大型的母線供電系統(tǒng)。采用有線方式將多個此類母線槽的監(jiān)測裝置連接組成的母線槽溫度監(jiān)控系統(tǒng)，雖然傳輸穩(wěn)定，但在連接安裝方式、系統(tǒng)擴展規(guī)模、維護成本方面都有很大局限性。實用新型專利201220152200.5公開了一種母線槽接頭溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)，采用zigbee無線網(wǎng)絡(luò)，對η個母線槽接頭監(jiān)測點進行溫度監(jiān)測并對m個配電房繼電器進行控制，這種方式突破了單點監(jiān)測的限制，使大型母線槽溫度監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)成為可能，但存在信號不穩(wěn)定、線路干擾、數(shù)據(jù)易丟失遺漏等問題，同時其高成本、大功耗也限制其在節(jié)點數(shù)較多的母線槽供電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，為了解決現(xiàn)有的適用于大規(guī)模母線槽的溫度監(jiān)測裝置要么安裝繁瑣、擴展受限、維護不便，要么信號不穩(wěn)、數(shù)據(jù)遺漏、功耗過高的問題，本實用新型提供了一種測量準確、信號穩(wěn)定、安裝靈活、使用安全的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置，用于實時遠程監(jiān)測多個節(jié)點的大規(guī)模母線槽連接處的溫度，穩(wěn)定傳輸各節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以便監(jiān)控人員針對溫升過高的節(jié)點及時采取措施，消除隱患。
[0006]本實用新型的裝置所采用的技術(shù)方案是由一個數(shù)據(jù)監(jiān)控中心(DMC)和若干數(shù)據(jù)中繼控制模塊(DRC)組成監(jiān)測系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)監(jiān)控中心由數(shù)據(jù)處理單元、節(jié)點監(jiān)控單元、數(shù)據(jù)查詢單元、系統(tǒng)管理單元、報警單元、通信協(xié)議單元、及數(shù)據(jù)庫組成，作為上位機、主機發(fā)送數(shù)據(jù)和命令；數(shù)據(jù)中繼控制模塊由MCU控制單元、數(shù)據(jù)采集單元、通信單元、CPLD鏈路選擇單元及電源管理模塊組成，作為下位機、從機執(zhí)行相關(guān)命令操作，并回送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)監(jiān)控中心與數(shù)據(jù)中繼控制模塊之間通過RS-485總線相連，基于Modbus通信協(xié)議進行通信，采用數(shù)據(jù)中繼傳輸模式傳輸。
[0007]本實用新型的有益效果是，能夠準確、可靠、安全、穩(wěn)定地對大規(guī)模多節(jié)點母線槽的溫度進行遠程實時監(jiān)測，同時保證了系統(tǒng)能夠擴展方便、安裝靈活。根據(jù)串行通信總線RS-485通信協(xié)議，單總線最多支持32個節(jié)點，其擴展性、規(guī)模性、穩(wěn)定性受到一定限制。而本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置采用背靠背的中繼連接和控制方式將一個數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I和若干數(shù)據(jù)中繼控制模塊2組成分布式網(wǎng)絡(luò)，可進行任意節(jié)點規(guī)模擴展，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且突破傳統(tǒng)RS-485通信協(xié)議的節(jié)點限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本實用新型進一步說明。
[0009]圖1——本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置的其中一個實施例的系統(tǒng)框圖。
[0010]圖2——圖1所示本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置其中一個實施例的數(shù)據(jù)監(jiān)控中心(DMC)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3——圖1所示本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置其中一個實施例的數(shù)據(jù)中繼控制模塊(DRC)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4——本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置的使用操作方法流程圖。
[0013]圖5——圖4所示本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測方法的數(shù)據(jù)鏈路動態(tài)自適應(yīng)流程圖。
[0014]圖中:1——數(shù)據(jù)監(jiān)控中心(DMC) ；2——數(shù)據(jù)中繼控制模塊(DRC) ；3——母線槽；4——通信協(xié)議單元(RS-485模塊)；5——數(shù)據(jù)處理單元(0MAP3530CUS) ；6——節(jié)點監(jiān)控單元(MAX3160) ； 7——數(shù)據(jù)查詢單元；8——系統(tǒng)管理單元(0MAP3530CUS) ；9——報警單元(AT070TN83) ；10——數(shù)據(jù)庫(SD卡)；11——MCU控制單元(NUC120VD3AN) ；12——數(shù)據(jù)
采集單元(NUC120VD3AN) ；13-CPLD 鏈路選擇單元(EPM7128SLI84-10N) ；14-通信單
元；15——電源管理模塊(TPS54286 PffP)；I 6——溫度傳感器(DS18B20); 17——上行鏈路(MAX485ESA) ;18——下行鏈路(MAX485ESA) ；A——初始化出一接收鏈路信息并據(jù)此進行通信鏈路切換；C——消息解析；D——進行消息處理并通過下行鏈路回應(yīng)消息；E——通過上行鏈路中繼消息；F—通過下行鏈路中繼消息。
【具體實施方式】[0015]請參閱圖1，為本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置的其中一個實施例的系統(tǒng)框圖。如圖1所示，根據(jù)本實用新型的一個實施例，大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置是由一個數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I和若干數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點組成的監(jiān)測系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I簡稱DMC，是英文Data Monitor Center的首字母縮寫，數(shù)據(jù)中繼控制模塊2簡稱DRC，是英文Data Relay Controller的首字母縮寫。如圖所示,數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I通常置于監(jiān)控機房,作為上位機(主機)發(fā)送數(shù)據(jù)和命令，而數(shù)據(jù)中繼控制模塊2通常置于待監(jiān)測溫度的母線槽3附近，作為下位機(從機)執(zhí)行相關(guān)命令操作，并回送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I與數(shù)據(jù)中繼控制模塊2之間的通信信道通過串行通信總線RS-485總線搭建，遵循Modbus通信協(xié)議。數(shù)據(jù)監(jiān)控中心及數(shù)據(jù)中繼控制模塊的具體結(jié)構(gòu)詳見圖2及圖3。根據(jù)串行通信總線RS-485通信協(xié)議，單總線最多支持32個節(jié)點，其擴展性、規(guī)模性、穩(wěn)定性受到一定限制。而本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置采用背靠背的中繼連接和控制方式將一個數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I和若干數(shù)據(jù)中繼控制模塊2組成分布式網(wǎng)絡(luò)，可進行任意節(jié)點規(guī)模擴展，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且突破傳統(tǒng)RS-485通信協(xié)議的節(jié)點限制。
[0016]請參閱圖2，為圖1所示本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置其中一個實施例的數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I (DMC)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I由通信協(xié)議單元
4、數(shù)據(jù)處理單元5、節(jié)點監(jiān)控單元6、數(shù)據(jù)查詢單元7、系統(tǒng)管理單元8、報警單元9及數(shù)據(jù)庫10組成，其中通信協(xié)議單元4與數(shù)據(jù)處理單元5、系統(tǒng)管理單元8相連，數(shù)據(jù)處理單元5與通信協(xié)議單元4、節(jié)點監(jiān)控單元6、系統(tǒng)管理單元8、報警單元9、數(shù)據(jù)庫10相連，節(jié)點監(jiān)控單元6與數(shù)據(jù)處理單元5相連，數(shù)據(jù)查詢單元7與數(shù)據(jù)庫10相連，系統(tǒng)管理單元8與通信協(xié)議單元4、數(shù)據(jù)處理單元5相連，報警單元9與數(shù)據(jù)處理單元5相連，數(shù)據(jù)庫10與數(shù)據(jù)處理單元5、數(shù)據(jù)查詢單元7相連。
[0017]在本實施例中，通信協(xié)議單元4采用通用的RS-485模塊，數(shù)據(jù)處理單元5采用美國德州儀器(TI)公司生產(chǎn)的應(yīng)用處理器0MAP3530⑶S，節(jié)點監(jiān)控單元6采用美國美信(MAXIM)公司生產(chǎn)的帶ESD保護的RS-485協(xié)議收發(fā)器MAX3160E485，數(shù)據(jù)查詢單元7采用軟件實現(xiàn)，系統(tǒng)管理單元8與數(shù)據(jù)處理單元5采用同一塊美國德州儀器(TI)公司生產(chǎn)的應(yīng)用處理器0MAP3530⑶S，報警單元9采用群創(chuàng)公司生產(chǎn)的7寸數(shù)字液晶屏AT070TN83，數(shù)據(jù)庫10采用通用的SD存儲卡。其中，通信協(xié)議單元4與數(shù)據(jù)處理單元5、系統(tǒng)管理單元8之間通過RS-485接口相連，數(shù)據(jù)處理單元5與節(jié)點監(jiān)控單元6通過0MAP3530⑶S的UART接口相連，數(shù)據(jù)處理單元5與報警單元9通過0MAP3530⑶S的IXD接口相連。
[0018]如圖2所示，通信協(xié)議單元4與數(shù)據(jù)處理單元5、系統(tǒng)管理單元8相連，主要負責(zé)解析系統(tǒng)消息和發(fā)送接收監(jiān)測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)消息包括廣播類消息和單播類消息。廣播類消息由數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I發(fā)出，所有的數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點須回應(yīng)，該類消息主要用于查詢及維護系統(tǒng)整體狀態(tài)、采集溫濕度數(shù)據(jù)等。單播類消息同樣由數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I發(fā)出，由消息指定的數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點回應(yīng)，該類消息主要用于對重點或異常的數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點進行溫濕度數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)查詢。
[0019]數(shù)據(jù)處理單元5與通信協(xié)議單元4、節(jié)點監(jiān)控單元6、系統(tǒng)管理單元8、報警單元9、數(shù)據(jù)庫10相連，主要負責(zé)對接收到的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理。數(shù)據(jù)處理單元5 —方面與系統(tǒng)管理單元8相連，接收系統(tǒng)管理單元8相連輸出的配置參數(shù)及操作命令，一方面與節(jié)點監(jiān)控單元6、報警單元9、數(shù)據(jù)庫10相連，將處理后的監(jiān)控數(shù)據(jù)傳遞給節(jié)點監(jiān)控單元6顯示、傳遞給報警單元9處理并存儲到數(shù)據(jù)庫10。同時，數(shù)據(jù)處理單元5與通信協(xié)議單元4相連，一方面根據(jù)系統(tǒng)管理單元8配置的數(shù)據(jù)采集策略定時通過通信協(xié)議單元4發(fā)送數(shù)據(jù)采集消息，另一方面根據(jù)系統(tǒng)管理單元8配置的報警閾值配置處理通信協(xié)議單元4接收并解析的消息，達到報警設(shè)置閾值時將相關(guān)信息傳遞給報警單元9處理。
[0020]節(jié)點監(jiān)控單元6與數(shù)據(jù)處理單元5相連，負責(zé)實時監(jiān)控系統(tǒng)所有的數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點的狀態(tài)，包括各數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點的實時溫濕度值、運行狀態(tài)等，同時可根據(jù)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)來分區(qū)、分段顯示各節(jié)點狀態(tài)，從而能仿真系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu)進行可視化顯示。數(shù)據(jù)查詢單元7與數(shù)據(jù)庫10相連，負責(zé)查詢所有的數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點的歷史溫濕度值、運行狀態(tài)等，以數(shù)據(jù)明細表、波形曲線圖等多種方式顯示查詢結(jié)果。
[0021]系統(tǒng)管理單元8與通信協(xié)議單元4、數(shù)據(jù)處理單元5相連，用于配置數(shù)據(jù)采集策略、設(shè)置溫濕度閾值、維護系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)(節(jié)點加入、刪除、信息更新等操作)、設(shè)置報警類型。
[0022]報警單元9與數(shù)據(jù)處理單元5相連，用于接收數(shù)據(jù)處理單元5傳遞的報警信息，根據(jù)該信息查詢系統(tǒng)管理單元8設(shè)置的報警類型，從而啟用不同報警方式，包括聲音、燈光、控制信號等。必須在母線溫度危及運行安全之前發(fā)出報警信號。
[0023]數(shù)據(jù)庫10與數(shù)據(jù)處理單元5、數(shù)據(jù)查詢單元7相連，用于儲存數(shù)據(jù)處理單元5處理的監(jiān)測數(shù)據(jù)及系統(tǒng)管理單元8中配置的信息參數(shù)，并提供給數(shù)據(jù)查詢單元7查詢顯示。
[0024]請參閱圖3，為圖1所示本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置其中一個實施例的數(shù)據(jù)中繼控制模塊2 (DRC)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，數(shù)據(jù)中繼控制模塊2由MCU控制單元11、數(shù)據(jù)采集單元12、CPLD鏈路選擇單元13及電源管理模塊15組成，其中MCU控制單元11為主控核心部分，數(shù)據(jù)采集單元12、CPLD鏈路選擇單元13分別與之相連。兩個數(shù)據(jù)中繼控制模塊2之間通過RS-485串行通信總線的上、下行鏈路傳遞數(shù)據(jù)，同時兩個數(shù)據(jù)中繼控制模塊2的電源管理模塊15也是相連的。數(shù)據(jù)采集單元12與溫度傳感器16相連，用于采集本地溫度數(shù)據(jù)；上行鏈路17與下行鏈路18用于發(fā)送采集的本地溫度數(shù)據(jù)，并中繼傳遞上級數(shù)據(jù)中繼控制模塊2下發(fā)的溫度數(shù)據(jù)；CPLD鏈路選擇單元13用于選擇上行鏈路17或下行鏈路18，配合通信單元進行數(shù)據(jù)中繼傳遞。電源管理模塊15對各數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點供電。一個數(shù)據(jù)中繼控制模塊2的上行鏈路17與另一個數(shù)據(jù)中繼模塊2的下行鏈路18相連，由此逐級與數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I相連。
[0025]在本實施例中，溫度傳感器16采用美國美信(MAXM)公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器DS18B20，MCU控制單元11采用新唐(Nu Micro)公司生產(chǎn)的32位Cortex-MO ARM微控制器NUC120VD3AN,數(shù)據(jù)采集單元12與MCU控制單元11采用同一塊ARM微控制器NUC120VD3AN，具體來說是采用其中的IO 口，CPLD鏈路選擇單元13采用美國ALTERA公司生產(chǎn)的MAX7000系列可編程大規(guī)模邏輯器件EPM7128SLI84-10N，電源管理模塊15采用美國德州儀器(TI)公司生產(chǎn)的異步電源轉(zhuǎn)換器TPS54286 PWP，上行鏈路17及下行鏈路18各采用一塊美國美信(MAXM)公司生產(chǎn)的低功耗RS-485收發(fā)器MAX485ESA。其中，溫度傳感器16與數(shù)據(jù)采集單元12通過NUC120VD3AN的IO接口相連，MCU控制單元11與CPLD鏈路選擇單元13通過NUC120VD3AN的UART接口相連，CPLD鏈路選擇單元13與上行鏈路17及下行鏈路18通過EPM7128SLI84-10N 的 IO 接口相連。
[0026]本實施例中，為安全起見，溫度傳感器16與輸出的數(shù)字信號通過有線方式輸入數(shù)據(jù)中繼控制模塊2的數(shù)據(jù)采集單元12。由于本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置有若干個數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點，為了便于數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I查詢和控制，每個數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)應(yīng)帶有地址識別碼。每個數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點的通信鏈路包括下行鏈路和上行鏈路，下行鏈路的數(shù)據(jù)流方向是從本地數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點通往數(shù)據(jù)監(jiān)控中心1，上行鏈路的數(shù)據(jù)流方向是從數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I通往本地數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點。在本實施例中，為保證長距離電壓穩(wěn)定傳輸，溫度傳感器16直接固定在高壓母線上，數(shù)據(jù)中繼控制模塊2置于離母線槽幾米距離不遠處的固定位置，電源管理模塊15采用由母線電流通過電磁感應(yīng)獲得低電壓電源，再向電池充電的方法。在供電母線短時間停電的情況下，數(shù)據(jù)中繼控制模塊2能夠正常工作。在通常情況下，由充電電池向負載供電，當充電電池容量下降時，由母線感應(yīng)電源向其充電，同時向負載供電。
[0027]請參閱圖4，為本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置使用操作方法的流程圖，本實施例以單個數(shù)據(jù)中繼控制模塊2為主體進行描述。如圖4所示，按以下步驟進行:
[0028]A初始化。本步驟中，大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置系統(tǒng)的硬件各部分電路上電初始化，系統(tǒng)管理單元8讀取各項配置信息，包括各數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點的⑶ID。
[0029]B接收鏈路信息并據(jù)此進行通信鏈路切換。數(shù)據(jù)中繼控制模塊2的MCU控制單元11對CPLD鏈路選擇單元13的通信鏈路進行配置轉(zhuǎn)發(fā)，CPLD鏈路選擇單元13據(jù)此執(zhí)行鏈路自動切換。本步驟包括兩種情況，接收到下行鏈路消B或接收到上行鏈路信息I。缺省狀態(tài)下，上下鏈路是直通狀態(tài)，此時對于整個大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置系統(tǒng)來說，該數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點其實是不存在的。當完成初始化A后，MCU控制單元11通過配置CPLD鏈路選擇單元13，將上下鏈路切換到通過MCU控制單元11進行解析轉(zhuǎn)發(fā)的狀態(tài)，此時本數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點就加入到整個大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置系統(tǒng)中。
[0030]C消息解析。步驟B中，當接收到下行鏈路消息時，首先進行消息解析，若需要本地處理時則進行消息處理并通過下行鏈路回應(yīng)消息，若為中繼消息不需要本地處理時則通過上行鏈路中繼消息。步驟B中，當接收到上行鏈路信息時，則通過下行鏈路中繼消息。
[0031]D進行消息處理并通過下行鏈路回應(yīng)消息。執(zhí)行完步驟C消息解析，當需要本地處理時執(zhí)行此步驟。消息處理包括數(shù)據(jù)采集操作。采集機制整體來說就是請求一應(yīng)答機制，由數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I發(fā)送采集請求，數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點響應(yīng)請求，回應(yīng)相應(yīng)結(jié)果給數(shù)據(jù)監(jiān)控中心I。
[0032]E通過上行鏈路中繼消息。執(zhí)行完步驟C消息解析，若為中繼消息不需要本地處理時則執(zhí)行此步驟。若既不需要本地處理也不為中繼消息時則跳轉(zhuǎn)回步驟B循環(huán)。
[0033]F通過下行鏈路中繼消息。步驟B中，當接收到上行鏈路信息時，執(zhí)行此步驟。完成此步驟后跳轉(zhuǎn)回步驟B循環(huán)。
[0034]步驟B為接收鏈路信息并據(jù)此進行通信鏈路切換，在此步驟中，數(shù)據(jù)鏈路信息是動態(tài)自適應(yīng)的。請參閱圖5，為本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)鏈路動態(tài)自適應(yīng)流程圖。如圖5所示，本實施例中大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置系統(tǒng)中，C為數(shù)據(jù)監(jiān)控中心1，N1-N6為六個數(shù)據(jù)中繼控制模塊2節(jié)點。對于任意節(jié)點N4來說，其下行鏈路連接至N3的上行鏈路，其上行鏈路連接至N5的下行鏈路，數(shù)據(jù)處理流程如下:
[0035]對應(yīng)步驟B，接收到N3中繼過來的消息。
[0036]對應(yīng)步驟C，解析該消息，判斷是否需要本地處理。
[0037]對應(yīng)步驟D，如果需要本地處理，如溫濕度采集、狀態(tài)匯報、系統(tǒng)重啟等，則進行消息處理，并通過下行鏈路發(fā)送回應(yīng)包。
[0038]對應(yīng)步驟E，如果該消息需要繼續(xù)中繼，則通過上行鏈路將消息中繼到N5。
[0039]對應(yīng)步驟F，完成步驟D或E，對收到消息進行處理后，判斷上行鏈路是否收到N5發(fā)送過來的回應(yīng)消息，該消息可能是N5產(chǎn)生的回應(yīng)包，也有可能是N6通過N5中繼的回應(yīng)包。上行鏈路收到的消息一律通過下行鏈路中繼到N3。再跳轉(zhuǎn)回步驟B循環(huán)。
[0040]數(shù)據(jù)中繼控制模塊2對應(yīng)的路由節(jié)點N1-N6在整個大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置中的作用是采集母線槽溫升點的溫度數(shù)據(jù)，并通過與協(xié)調(diào)器建立“綁定”，將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器，同時接收協(xié)調(diào)器發(fā)來的控制命令，在路由節(jié)點以路由的身份啟動并加入網(wǎng)絡(luò)后，即開始與協(xié)調(diào)器建立綁定。一旦綁定被創(chuàng)建，路由節(jié)點N1-N6就可以在不需要知道明確目的地址的情況下發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0041]經(jīng)綜合測試，本實用新型的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置采用智能組網(wǎng)方式，具有動態(tài)自適應(yīng)、靈活擴展性、網(wǎng)絡(luò)自維護性等優(yōu)勢，精度高、抗干擾能力強、安裝方便、穩(wěn)定可靠，能夠滿足高壓母線溫度測量對節(jié)點大規(guī)模和應(yīng)用高可靠的要求。
【權(quán)利要求】
1.一種大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置，包括一個數(shù)據(jù)監(jiān)控中心(DMC，I)和若干數(shù)據(jù)中繼控制模塊(DRC，2)，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控中心(I)由數(shù)據(jù)處理單元(5)、節(jié)點監(jiān)控單元(6)、數(shù)據(jù)查詢單元(7)、系統(tǒng)管理單元(8)、報警單元(9)、通信協(xié)議單元(4)及數(shù)據(jù)庫(10)組成，所述數(shù)據(jù)中繼控制模塊(2)由MCU控制單元(11)、數(shù)據(jù)采集單元(12)、通信單元(14)、CPLD鏈路選擇單元(13)及電源管理模塊(15)組成，其特征在于，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控中心(I)與所述數(shù)據(jù)中繼控制模塊(2)之間通過RS-485總線相連，所述通信協(xié)議單元(4)與所述數(shù)據(jù)處理單元(5)、系統(tǒng)管理單元(8)相連，所述數(shù)據(jù)處理單元(5)與所述通信協(xié)議單元(4)、節(jié)點監(jiān)控單元(6)、系統(tǒng)管理單元(8)、報警單元(9)、數(shù)據(jù)庫(10)相連，所述節(jié)點監(jiān)控單元(6)與所述數(shù)據(jù)處理單元(5 )相連，所述數(shù)據(jù)查詢單元(7 )與所述數(shù)據(jù)庫(10 )相連，所述系統(tǒng)管理單元(8 )與所述通信協(xié)議單元(4 )、數(shù)據(jù)處理單元(5 )相連，所述報警單元(9 )與所述數(shù)據(jù)處理單元(5)相連，所述數(shù)據(jù)庫(10)與所述數(shù)據(jù)處理單元(5)、數(shù)據(jù)查詢單元(7)相連，所述MCU控制單元(11)與所述數(shù)據(jù)采集單元(12)、CPLD鏈路選擇單元(13)相連，所述數(shù)據(jù)采集單元(12)與所述溫度傳感器(16)相連，其特征在于，所述CPLD鏈路選擇單元(13)連接上行鏈路(17)與下行鏈路(18)，所述上行鏈路(17)與下行鏈路(18)為RS-485串行通信總線的上、下行鏈路，與所述CPLD鏈路選擇單元(13)相連，所述CPLD鏈路選擇單元(13)用于選擇所述上行鏈路(17)或下行鏈路(18)，配合所述通信單元(14)進行數(shù)據(jù)中繼傳遞，同時兩個所述數(shù)據(jù)中繼控制模塊(2)的電源管理模塊(15)也是相連的。
2.如權(quán)利要求1所述的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述通信協(xié)議單元(4)采用通用的RS-485模塊，所述數(shù)據(jù)處理單元(5)與所述系統(tǒng)管理單元(8)采用同一塊美國德州儀器(TI)公司生產(chǎn)的應(yīng)用處理器0MAP3530⑶S，所述節(jié)點監(jiān)控單元(6)為美國美信(MAXM)公司生產(chǎn)的帶ESD保護的RS-485協(xié)議收發(fā)器MAX3160E485，所述數(shù)據(jù)處理單元(5)與所述節(jié)點監(jiān)控單元(6)通過0MAP3530⑶S的UART接口相連。
3.如權(quán)利要求1所述的大規(guī)模母線槽溫度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述MCU控制單元(11)與所述數(shù)據(jù)采集單元(12)為同一塊新唐(Nu Micro)公司生產(chǎn)的32位Cortex-MO ARM微控制器NUC120VD3AN，所述CPLD鏈路選擇單元(13)為美國ALTERA公司生產(chǎn)的MAX7000系列可編程大規(guī)模邏輯器件EPM7128SLI84-10N，所述上行鏈路(17)及下行鏈路(18)各為一塊美國美信(ΜΑΧΠ0公司生產(chǎn)的低功耗RS-485收發(fā)器MAX485ESA，所述MCU控制單元(11)與所述CPLD鏈路選擇單元(13)通過NUC120VD3AN的UART接口相連，所述CPLD鏈路選擇單元(13)與所述上行鏈路(17)及下行鏈路(18)通過EPM7128SLI84-10N的IO接口相連。
【文檔編號】G01K7/00GK203719782SQ201320723945
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】高峻, 劉俊杰, 劉閔華 申請人:武漢華和機電技術(shù)有限公司