本發(fā)明涉及鋁電解槽技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于ZigBee、MLX90614和BS模式的鋁電解槽溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鋁電解槽的熱場分布直接影響到電解槽爐幫的形狀，爐膛的好壞會直接影響到電流效率、噸鋁能耗和電解槽壽命，然而爐膛形狀的好壞直接反應到側(cè)壁溫度上。傳統(tǒng)鋁電解槽槽殼溫度的檢測都是通過人工進行，這種檢測方法雖然簡便，但是存在誤差大，易出錯，時間不連續(xù)等問題，而有線鋁電解槽存在側(cè)壁溫度測量線路復雜、成本昂貴、信噪比低等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于ZigBee、MLX90614和BS模式的鋁電解槽溫度監(jiān)測系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

基于ZigBee、MLX90614和BS模式的鋁電解槽溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括設(shè)置在鋁電解槽處的傳感器節(jié)點，該傳感器節(jié)點設(shè)置至少一個，路由器節(jié)點與對應傳感器節(jié)點的輸出端連通，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器連接在路由節(jié)點與中心服務(wù)器間，以實現(xiàn)傳感器節(jié)點采集的溫度通過路由器傳輸?shù)街行姆?wù)器進行觀察、處理。

前述的基于ZigBee、MLX90614和BS模式的鋁電解槽溫度監(jiān)測系統(tǒng)中，所述傳感器節(jié)點包括核心模塊電路模塊，該核心模塊電路模塊包括電池模塊、CC2530處理器和MLX90614溫度傳感器模塊、射頻天線模塊和時鐘電路模塊，電池模塊通過穩(wěn)壓后給CC2530處理器和MLX90614溫度傳感器模塊供電，CC2530處理器和MLX90614溫度傳感器模塊的SDA口和SCL口分別通過上拉22KΩ的電阻與CC2530處理器的P0_7口和P0_6口相連，并通過SMBus串口協(xié)議實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送，射頻天線模塊與CC2530處理器的RF_N口和RF_P口連接，傳感器節(jié)點通過射頻天線模塊與網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點進行通信，時鐘電路模塊與CC2530處理器的XOSC_Q2口、XOSC_Q1口以及P2_3/XOSC32K_Q2口、P2_4/XOSC32K_Q1口連接，分別提供32MHz晶振和32.768KHz晶振，最終實現(xiàn)定時休眠喚醒采集數(shù)據(jù)的功能。

前述的基于ZigBee、MLX90614和BS模式的鋁電解槽溫度監(jiān)測系統(tǒng)中，所述核心模塊電路模塊由材料為硅酸鈣的保溫盒包裹，其中CC2530處理器和MLX90614溫度傳感器模塊的測溫探頭正對電解槽側(cè)壁，該射頻天線模塊的天線背對電解槽側(cè)壁。

本發(fā)明包括在鋁電解槽側(cè)壁溫度監(jiān)測模塊(即傳感器節(jié)點)，區(qū)域無線傳感網(wǎng)絡(luò)組建模塊(網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器及傳感器節(jié)點)和數(shù)據(jù)庫模塊(中心服務(wù)器)，其中，

所述區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)，用于將實時溫度從終端節(jié)點定時發(fā)送給操控計算機。

所述傳感器節(jié)點測溫模塊，用于實時探測鋁電解槽側(cè)壁溫度。

所述數(shù)據(jù)庫模塊，用于將槽控計算機接收的溫度數(shù)據(jù)存放至數(shù)據(jù)庫，通過B/S模式為工作人員提供實時瀏覽和分析。

通過ZigBee傳輸協(xié)議將傳感器節(jié)點測得的所有數(shù)據(jù)經(jīng)過多跳無線傳輸給協(xié)調(diào)器節(jié)點，然后發(fā)送給中心服務(wù)器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸效果。

溫度監(jiān)測模塊是MLX90614非接觸式紅外測溫模塊，將MLX90614傳感器保持一定距離正對著鋁電解槽側(cè)壁，在保證誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)的前提下，根據(jù)測量距離對其測出的溫度進行放大，使得傳感器的最高測量溫度大于鋁電解槽側(cè)壁的報警溫度的同時得出準確的測量溫度，達到良好的實時溫度監(jiān)控效果。

將ZigBee模塊采集到的溫度數(shù)據(jù)存入中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，以供溫度數(shù)據(jù)的后期處理。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)占用存儲空間較小，對于數(shù)據(jù)的寫入、查詢、修改方便，訪問速度較其他存儲方式快，鋁廠工作人員能夠隨時通過B/S模式瀏覽器查詢、訪問當前和歷史溫度數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對于電解槽溫度的在線實時監(jiān)測。

由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明布線簡單，成本低廉，實現(xiàn)對鋁電解槽側(cè)壁無人實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)精度等方面都達到不錯效果，同時實現(xiàn)歷史溫度數(shù)據(jù)實時查詢和分析，溫度過高和電池電量不足高報警功能。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明的原理示意圖；

附圖2是本發(fā)明傳感器節(jié)點中電池模塊的電路示意圖；

附圖3是本發(fā)明傳感器節(jié)點中CC2530處理器和MLX90614溫度傳感器模塊的電路示意圖；

附圖4是本發(fā)明傳感器節(jié)點中射頻天線模塊的電路示意圖；

附圖5是本發(fā)明傳感器節(jié)點中時鐘電路模塊的電路示意圖；

附圖6是本發(fā)明傳感器節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例：一種基于ZigBee、MLX90614和BS模式的鋁電解槽溫度監(jiān)測系統(tǒng)，如附圖所示，包括設(shè)置在鋁電解槽處的傳感器節(jié)點1，該傳感器節(jié)點1設(shè)置至少一個，路由器節(jié)點2與對應傳感器節(jié)點1的輸出端連通，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器3連接在路由節(jié)點2與中心服務(wù)器4間，以實現(xiàn)傳感器節(jié)點1采集的溫度通過路由器2傳輸?shù)街行姆?wù)器4進行觀察、處理。

其中傳感器節(jié)點1包括核心模塊電路模塊，該核心模塊電路模塊包括電池模塊、CC2530處理器和MLX90614溫度傳感器模塊、射頻天線模塊和時鐘電路模塊，電池模塊通過穩(wěn)壓后給CC2530處理器和MLX90614溫度傳感器模塊供電，CC2530處理器和MLX90614溫度傳感器模塊的SDA口和SCL口分別通過上拉22KΩ的電阻與CC2530處理器的P0_7口和P0_6口相連，并通過SMBus串口協(xié)議實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送，射頻天線模塊與CC2530處理器的RF_N口和RF_P口連接，傳感器節(jié)點1通過射頻天線模塊與網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點進行通信，時鐘電路模塊與CC2530處理器的XOSC_Q2口、XOSC_Q1口以及P2_3/XOSC32K_Q2口、P2_4/XOSC32K_Q1口連接，分別提供32MHz晶振和32.768KHz晶振，最終實現(xiàn)定時休眠喚醒采集數(shù)據(jù)的功能，該核心模塊電路模塊由材料為硅酸鈣的保溫盒5包裹，其中CC2530處理器和MLX90614溫度傳感器模塊的測溫探頭6正對電解槽側(cè)壁，該射頻天線模塊的天線7背對電解槽側(cè)壁，中心服務(wù)器4中采用基于B/S模式的溫度數(shù)據(jù)顯示界面，當某節(jié)點溫度過高，該節(jié)點欄所有字顏色變紅，當某節(jié)點電量電池不足，該節(jié)點欄顯示“沒電”，同時，鋁廠工作人員可隨時打開溫度節(jié)點分析界面查詢某節(jié)點在一定時間范圍內(nèi)的歷史溫度變化情況。

上述方案的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用的發(fā)明，熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對實施方案做出各種修改，因此，本發(fā)明不限于上述實方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的方法，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。