專利名稱：一種高壓開關(guān)柜的溫度無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的嵌入式裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及溫度在線監(jiān)測(cè)裝置，尤其涉及一種高壓開關(guān)柜的溫度無線 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的嵌入式裝置。
背景技術(shù)：
高壓開關(guān)柜是發(fā)電廠、變電站的重要電器設(shè)備。在潮濕的工作環(huán)境以及空 氣氧化作用下，高壓開關(guān)柜內(nèi)部的電氣設(shè)備的電接頭接觸電阻會(huì)逐漸增加，接 觸頭表面隨之發(fā)熱，從而會(huì)造成接觸頭溫度升高的惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致運(yùn)行設(shè) 備發(fā)生火災(zāi)事故。高壓開關(guān)柜長(zhǎng)期處于高壓、大電流、高溫等狀態(tài)，溫度可以 作為其工作是否正常的判斷依據(jù)。因此，對(duì)高壓開關(guān)柜開展以溫度為監(jiān)測(cè)對(duì)象 的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于保障高壓開關(guān)柜內(nèi)部的電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，乃至電網(wǎng)的正 常運(yùn)轉(zhuǎn)具有十分重要意義。
現(xiàn)有高壓開關(guān)柜的溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要兩種 一是采用光纖光柵溫度傳 感器，主要利用光纖在不同溫度下引起光的特性改變，如強(qiáng)度、相位、頻譜的 改變，通過檢測(cè)特性的變化達(dá)到在線測(cè)溫的目的，主要缺點(diǎn)是成本高，特別是 監(jiān)測(cè)對(duì)象達(dá)到二三十個(gè)的時(shí)候，價(jià)格成本更高。同時(shí)每個(gè)光纖光柵溫度傳感器 需要與一根光纖相連接，會(huì)使高壓開關(guān)柜中出現(xiàn)布線亂的問題，導(dǎo)致安全性能
降低。二是采用接觸式光纖測(cè)溫，如專利200420150813.0發(fā)明了一種高壓開關(guān) 柜測(cè)溫儀，包括多個(gè)高壓觸點(diǎn)感溫探測(cè)器、主機(jī)和與主機(jī)連接的顯示器、報(bào)警 器。其采用光纖傳輸溫度信號(hào)，由于采用有線連接，由于長(zhǎng)時(shí)間積累的灰塵等 易導(dǎo)致高壓絕緣性能下降。因此，現(xiàn)有的高壓開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測(cè)裝置存在以下不足成本高，光纖 布線亂，安裝不方便，存在高壓絕緣隱患，無數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有裝置的不足，提供的一種高壓開關(guān)柜的 溫度無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的嵌入式裝置，該裝置利用無線通信技術(shù)，具有安裝方便、 LCD用戶交互及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能，克服了有線在線監(jiān)測(cè)的不足，提高了安全性 能和智能性能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是裝置由多個(gè)相同的子系統(tǒng)和一個(gè)主系統(tǒng)兩部分組成，各子系統(tǒng)和主系統(tǒng)之間通過各自的無線通信模塊以無線通信的方式進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)的目的。子系統(tǒng)由微控制器A，溫度傳 感器，電源模塊A，電源管理模塊和無線通信模塊A組成。其中，微控制器A 與溫度傳感器相連，進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集；電源模塊A與微控制器A、溫度傳 感器和電源管理模塊相連接，為模塊工作提供電源；電源管理模塊與微控制器A 和無線通信模塊A相連接，微控制器A對(duì)無線通信模塊A的電源進(jìn)行管理，最 大限度降低子系統(tǒng)的功耗；無線通信模塊A連接微控制器A，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸， 子系統(tǒng)采集到的溫度有變化或超過報(bào)警門限，立即將數(shù)據(jù)傳送給主系統(tǒng)。主系統(tǒng)由微控制器B、無線通信模塊B、 LCD用戶交互模塊、報(bào)警輸出控 制電路模塊、上位機(jī)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和電源模塊B組成。其中，微控 制器B與無線通信模塊B連接，無線通信模塊B以無線通信的方式與子系統(tǒng)進(jìn) 行數(shù)據(jù)交互， 一個(gè)主系統(tǒng)可以管理上百個(gè)相同的子系統(tǒng)，達(dá)到了實(shí)際應(yīng)用的要 求；LCD用戶交互模塊與微控制器B連接，主界面實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)，操 作人員通過LCD交互可以查看歷史數(shù)據(jù)記錄和報(bào)警數(shù)據(jù)記錄，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置； 報(bào)警輸出控制電路模塊一端與微控制器B連接，另一端與報(bào)警設(shè)備連接；上位機(jī)通信模塊一端與微控制器B連接，另一端與上位機(jī)連接，提供遠(yuǎn)程監(jiān)控和在
線升級(jí)功能；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和微控制器B相連，存儲(chǔ)系統(tǒng)配置信息，報(bào)警數(shù)據(jù)， 歷史數(shù)據(jù)以及日志信息；電源模塊B與微控制器B、無線通信模塊B、 LCD用 戶交互模塊、報(bào)警輸出控制電路模塊、上位機(jī)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連接， 提供各模塊的工作電源。
本實(shí)用新型的有益效果是采用了嵌入式和無線通信技術(shù)，具有安裝方便、 LCD用戶交互、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能?？朔擞芯€連接的不足，提高了安全性能和智 能性能。

圖1是本實(shí)用新型所述的嵌入式裝置的框圖。
圖1中，(101)是子系統(tǒng)電源模塊A、 (102)是電源管理模塊、(103)是子 系統(tǒng)微控制器A、 (104)是子系統(tǒng)無線通信模塊A、 (105)是溫度傳感器、(106) 是主系統(tǒng)電源模塊B、 ( 107)是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、(108)是主系統(tǒng)微控制器B、 ( 109) 是報(bào)警輸出控制電路模塊、(110)是上位機(jī)通信模塊、(111)是LCD用戶交互 模塊、(112)是主系統(tǒng)無線通信模塊B。
圖2是本實(shí)用新型所述裝置的子系統(tǒng)電路原理圖。
圖3是本實(shí)用新型所述裝置的主系統(tǒng)電路原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。 圖1中，子系統(tǒng)由子系統(tǒng)微控制器A103，溫度傳感器105，子系統(tǒng)電源模 塊AIOI，電源管理模塊102和子系統(tǒng)無線通信模塊104組成。其中，子系統(tǒng)微 控制器A103與溫度傳感器105相連，進(jìn)行溫度的采集；子系統(tǒng)電源模塊AIOI 連接子系統(tǒng)微控制器A103，溫度傳感器105和電源管理模塊102;電源管理模塊102連接子系統(tǒng)微控制器A 103和子系統(tǒng)無線通信模塊A 104，子系統(tǒng)微控制 器A 103對(duì)子系統(tǒng)無線通信模塊A 104的電源進(jìn)行管理；子系統(tǒng)無線通信模塊A 104連接子系統(tǒng)微控制器A103，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，子系統(tǒng)采集到的溫度有變化 或超過報(bào)警門限，立即將數(shù)據(jù)傳送給主系統(tǒng)。主系統(tǒng)由主系統(tǒng)微控制器B108、 主系統(tǒng)無線通信模塊B112、LCD用戶交互模塊111、報(bào)警輸出控制電路模塊109、 上位機(jī)通信模塊110、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊107和主系統(tǒng)電源模塊B 106組成。其中， 主系統(tǒng)微控制器B 108與主系統(tǒng)無線通信模塊B 112連接，與子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交 互；LCD用戶交互模塊111與主系統(tǒng)微控制器B 108連接，主界面實(shí)時(shí)顯示當(dāng) 前溫度數(shù)據(jù)，操作人員通過LCD交互可以査看歷史數(shù)據(jù)記錄和報(bào)警數(shù)據(jù)記錄， 進(jìn)行相關(guān)設(shè)置；報(bào)警輸出控制電路模塊109—端與主系統(tǒng)微控制器B 108連接， 另一端與報(bào)警設(shè)備連接；上位機(jī)通信模塊一端與主系統(tǒng)微控制器B 108連接，另 一端與上位機(jī)連接，提供遠(yuǎn)程監(jiān)控和在線升級(jí)功能；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊107和主系 統(tǒng)微控制器B 108相連，存儲(chǔ)系統(tǒng)配置信息，報(bào)警數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)以及日志信息； 主系統(tǒng)電源模塊B 106與主系統(tǒng)無線通信模塊B 112、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊107相連接， 提供各模塊的工作電源。子系統(tǒng)安裝于高壓開關(guān)柜內(nèi)部電氣設(shè)備的電接頭表面，并且子系統(tǒng)無線通 信模塊104要朝向主系統(tǒng)；主系統(tǒng)安裝于高壓開關(guān)柜的面板上。圖2為子系統(tǒng)的電路原理圖，如圖所示Ul為PIC16LF877控制器，U2為 無線通信模塊，U3為電源穩(wěn)壓芯片，U4為DS18B20溫度傳感器。電源BT1采 用耐高壓長(zhǎng)壽命3.6V的電池，其一端連接電容C1，電源VDD，電容C2正極 和電源穩(wěn)壓芯片U3的2腳，其另一端接地；電容Cl另一端，電容C2的負(fù)極 和電源穩(wěn)壓芯片U3的3腳分別接地；電源穩(wěn)壓芯片U3的1腳接控制器Ul的 10腳，其5腳接電容C3的一端，其4腳接電容C4的正極和電源+VDD—RF;電容C3和電容C4的另一端接地；溫度傳感器U4的3腳接到電源VDD，其1， 2腳分別接到控制器U1的8， 9腳；電阻R1 —端接電源VDD，另一端接溫度 傳感器U4的2腳；控制器U1的5、 15腳分別接到地和電源VDD;控制器Ul 的3、 2、 1、 20、 19、 11、 12、 13、 14腳分別接到無線通信模塊U2的11、 14、 13、 16、 3、 6、 4、 10、 12腳；無線通信模塊U2的2腳接電源+VDD—RF，其1、 7、 8、 15腳接地。
圖3為主系統(tǒng)的電路原理圖，如圖所示Ul為L(zhǎng)PC2114ARM控制器，U2 為EEROM， U3為RS485驅(qū)動(dòng)器，U4為無線通信模塊?？刂破鱑l的33、 34、 35、 37、 38、 39、 47、 53、 54腳分別連接無線通信模塊U4的11、 14、 13、 16、 3、 6、 4、 10、 12腳；無線通信模塊U4的2腳接電源VCC，其1、 7、 8、 15腳 接地；控制器U1的26、 22腳分別連接EEROMU2的5、 6腳；EEROM U2的 8勝吋妾電源VCC，其1、 2、 3、 4腳接地；電阻R20—端接電源VCC，另一端 接到EEROMU2的5腳；電阻R21—端接電源VCC，另一端接EEROMU2的 6腳；電阻R40—端接控制器U1的2腳，另一端接三極管Q40的1腳；三極管 Q40的3腳連接繼電器K40的4腳，三極管Q40的2腳接地；二極管D40正極 連接繼電器K40的4腳，負(fù)極連接繼電器K40的5腳；繼電器K40的1、 2、 3 腳分別連接報(bào)警設(shè)備接口 J4的2、 3、 l腳；控制器U1的21、 27、 19腳分別連 接RS485驅(qū)動(dòng)器U3的1、 3、 4腳；RS485驅(qū)動(dòng)器U3的2腳連接到3腳，8腳 接電源VCC， 5腳接地；RS485驅(qū)動(dòng)器U3的6、 7腳分別連接到電阻R31、 R30 的一端，電阻R31、電阻R30的另一端分別連接到RS485總線接口 J3的1、 2 腳；按鍵Sl、 S2、 S3、 S4的1腳分別接到控制器Ul的31、 32、 45、 46腳， 其2腳分別接到地;控制器U1的5、 9、 11、 16、 12、 8、 4、 48、 44、 40、 36、 13、 14、 3腳分別連接LCD模塊接口 Jl的4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、14、 15、 16、 17腳；LCD模塊接口J1的1、 2、 3腳分別連接到電位器的1、 2、 3腳；LCD模塊接口 Jl的18、 19腳接地，20腳接電源VCC;電源VCC由外部直流電源提供。
權(quán)利要求1、一種高壓開關(guān)柜的溫度無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的嵌入式裝置，其特征是該裝置由多個(gè)相同的子系統(tǒng)和一個(gè)主系統(tǒng)兩部分組成，各子系統(tǒng)和主系統(tǒng)之間通過各自的無線通信模塊以無線通信的方式進(jìn)行無線連接，其中1.1子系統(tǒng)由微控制器A，溫度傳感器，電源模塊A，電源管理模塊和無線通信模塊A組成；1.2主系統(tǒng)由微控制器B、無線通信模塊B、LCD用戶交互模塊、報(bào)警輸出控制電路模塊、上位機(jī)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和電源模塊B組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)柜的溫度無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的嵌入式裝置，其特 征是該裝置中的子系統(tǒng)中微控制器A與溫度傳感器相連；電源模塊A與微控制 器A、溫度傳感器和電源管理模塊相連接；電源管理模塊與微控制器A和無線 通信模塊A相連接；無線通信模塊A連接微控制器A，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)柜的溫度無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的嵌入式裝置，其特 征是該裝置中的主系統(tǒng)中微控制器B與無線通信模塊B連接，無線通信模塊B 以無線通信的方式與子系統(tǒng)連接；LCD用戶交互模塊與微控制器B連接；報(bào)警 輸出控制電路模塊一端與微控制器B連接，另一端與報(bào)警設(shè)備連接；上位機(jī)通 信模塊一端與微控制器B連接，另一端與上位機(jī)連接；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和微控制 器B相連；電源模塊B與微控制器B、無線通信模塊B、 LCD用戶交互模塊、 報(bào)警輸出控制電路模塊、上位機(jī)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及了一種高壓開關(guān)柜的溫度無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的嵌入式裝置。裝置由多個(gè)相同的子系統(tǒng)和一個(gè)主系統(tǒng)兩部分組成，各子系統(tǒng)和主系統(tǒng)之間通過各自的無線通信模塊以無線通信的方式進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)的目的。子系統(tǒng)由微控制器A，溫度傳感器，電源模塊A，電源管理模塊和無線通信模塊A組成。主系統(tǒng)由微控制器B、無線通信模塊B、LCD用戶交互模塊、報(bào)警輸出控制電路模塊、上位機(jī)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和電源模塊B組成。本實(shí)用新型的有益效果是采用了嵌入式和無線通信技術(shù)，具有安裝方便、LCD用戶交互、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能?？朔擞芯€連接的不足，提高了安全性能和智能性能。
文檔編號(hào)G08C17/00GK201142130SQ20082010102
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者宇 盧, 吳允平, 吳進(jìn)營(yíng), 李汪彪, 蘇偉達(dá), 蔡聲鎮(zhèn), 陸生貴, 陳聰慧 申請(qǐng)人:福建師范大學(xué)