專利名稱：一種高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
變電站中，由于器件老化或接觸電阻過大，高壓開關(guān)柜內(nèi)的電纜接頭、斷路器觸頭等重要設(shè)備觸點(diǎn)在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)異常溫升現(xiàn)象。尤其當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生三相電流不平衡或短路等事故時(shí)，溫升尤為嚴(yán)重。變電站多數(shù)高壓電氣設(shè)備采用封閉式結(jié)構(gòu)，散熱效果差，若不對(duì)相應(yīng)觸點(diǎn)溫度進(jìn)行及時(shí)有效的監(jiān)測(cè)措施，設(shè)備便會(huì)由于過高溫升導(dǎo)致火災(zāi)事故， 從而引發(fā)大面積停電，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。此外，開關(guān)柜內(nèi)的環(huán)境溫濕度會(huì)影響電氣設(shè)備的可靠性和壽命，應(yīng)保證溫濕度長(zhǎng)期維持在設(shè)備正常工作允許范圍內(nèi)。高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備觸點(diǎn)溫度及環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，并在各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，提醒操作人員采取安全措施，提高開關(guān)柜運(yùn)行的安全性和設(shè)備使用壽命。相比光纖溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和紅外溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有無需布線、安裝靈活的優(yōu)點(diǎn)，幾乎適合任何規(guī)格的開關(guān)柜產(chǎn)品監(jiān)測(cè)。專利號(hào)為“20092001(^69. 2”，名為“一種電氣設(shè)備過熱無線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置”和專利號(hào)為“200920183106. 4”，名為“基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的中國(guó)實(shí)用新型專利均研發(fā)了鋰電池供電、單通信頻段的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。但上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在兩點(diǎn)不足，其一是鋰電池受容量限制，需要更換，同時(shí)也存在易燃易爆、電解液泄漏等安全隱患。其二是單通信頻段的無線系統(tǒng)易受變電站其他電力或通信設(shè)備產(chǎn)生的電磁場(chǎng)干擾，造成數(shù)據(jù)丟包，通信可靠性下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的設(shè)計(jì)更為合理、使用方便安全的高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜電氣設(shè)備觸點(diǎn)溫度及環(huán)境溫濕度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。本實(shí)用型所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是一種高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置，其特點(diǎn)是它包括復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)終端、復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)主站和一個(gè)后臺(tái)上位機(jī)；每臺(tái)開關(guān)柜配備一臺(tái)監(jiān)測(cè)主站和復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)終端，監(jiān)測(cè)主站與監(jiān)測(cè)終端之間采用433M、2. 4G兩個(gè)頻段的射頻通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)測(cè)主站與上位機(jī)之間采用 RS-485 通信；
所述的監(jiān)測(cè)終端由微控制器，熱敏電阻、精度微調(diào)電位器、分壓電阻、功能選擇編碼開關(guān)、電流互感器取電模塊、433M中頻無線射頻模塊、2. 4G高頻無線射頻模塊組成；所述熱敏電阻通過高溫導(dǎo)線從監(jiān)測(cè)終端引出，黏貼在待測(cè)部件表面；所述精度微調(diào)電位器、分壓電阻、功能選擇編碼開關(guān)與微控制器的GPIO管腳相連；分壓電阻輸出信號(hào)與微控制器的AD采樣管腳直接連接；433M中頻無線射頻模塊、2. 4G高頻無線射頻模塊均與微控制器的SPI通信管腳相連；電流互感器取電模塊與微控制器的電源端直接連接；所述監(jiān)測(cè)主站由微控制器，數(shù)字溫濕度傳感器、液晶屏、存儲(chǔ)器、RS-485通信模塊、輕觸點(diǎn)按鍵、報(bào)警繼電器、排風(fēng)繼電器、加熱繼電器、AC/DC開關(guān)電源模塊、433M中頻無線射頻模塊、2. 4G高頻無線射頻模塊組成；數(shù)字溫濕度傳感器與微控制器通過GPIO管腳進(jìn)行三線制通信；液晶屏、輕觸點(diǎn)按鍵、報(bào)警繼電器、排風(fēng)繼電器、加熱繼電器的控制端與微控制器的GPIO管腳直接連接；存儲(chǔ)器與微控制器的1 管腳連接；RS-485通信模塊與微控制器的 UART管腳連接；433M中頻無線射頻模塊、2. 4G高頻無線射頻模塊均與微控制器的SPI通信管腳相連；AC/DC開關(guān)電源模塊與微控制器的電源管腳連接。以上所述的本發(fā)明高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)方案中，其優(yōu)的技術(shù)方案是所述監(jiān)測(cè)終端采用帶過壓保護(hù)的電流互感器取電模塊供電，電流互感器取電模塊由取樣電阻R1、整流橋W1、瞬態(tài)擬制二極管TVS、穩(wěn)壓管D1、穩(wěn)壓管限流電阻R2、功率管Tl、泄放保護(hù)電阻R4、功率管門極限流電阻R3、前端濾波電容C1、DC/DC變換器、后端濾波電容C2組成；取樣電阻R1、瞬態(tài)擬制二極管TVS與整流橋Wl交流輸入端并聯(lián)；整流橋Wl的直流輸出端與前端濾波電容Cl并聯(lián)；穩(wěn)壓管Dl與穩(wěn)壓管限流電阻R2串聯(lián)后與所流橋Wl的直流輸出并聯(lián)；功率管Tl的源極和漏極與整流橋Wl的輸出并聯(lián)；泄放保護(hù)電阻R4與功率管Tl的源極串聯(lián)；功率管門極限流電阻R3與功率管Tl門極串聯(lián)；前端濾波電容Cl正極與DC/DC 變換器輸入端連接；DC/DC變換器輸入端連接輸出端與后端濾波電容C2并聯(lián)。本發(fā)明所述的高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置中后臺(tái)上位機(jī)帶有監(jiān)控軟件，通過RS-485總線與監(jiān)測(cè)主站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)測(cè)軟件可顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息和繼電器動(dòng)作狀態(tài)；當(dāng)后臺(tái)上位機(jī)接入的監(jiān)測(cè)主站數(shù)超過4臺(tái)時(shí)，監(jiān)控軟件采用輪顯方式顯示數(shù)據(jù)；當(dāng)若干監(jiān)測(cè)主站上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)超標(biāo)時(shí)，監(jiān)控軟件會(huì)將首次報(bào)警的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)置頂顯示， 并開啟高亮報(bào)警燈和報(bào)警音頻；監(jiān)控軟件向監(jiān)測(cè)主站下發(fā)各類報(bào)警閾值、排風(fēng)閾值、加熱閾值、射頻通信功率和頻段的修改命令；所有系統(tǒng)操作信息和主站上傳數(shù)據(jù)都將被監(jiān)控軟件存入帶有權(quán)限管理和智能搜索功能的數(shù)據(jù)庫中，統(tǒng)一管理。
所述監(jiān)測(cè)終端用于采集電氣設(shè)備觸點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)并將其上傳至監(jiān)測(cè)主站；所述監(jiān)測(cè)主站用于實(shí)現(xiàn)接收所述監(jiān)測(cè)終端數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)柜內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)、顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、修改報(bào)警閾值、存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)、啟動(dòng)\關(guān)閉報(bào)警、排風(fēng)、加熱繼電器、將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳所述后臺(tái)上位機(jī)的功能； 所述后臺(tái)上位機(jī)帶有后臺(tái)監(jiān)控軟件，用于接收和顯示主站上傳數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、下發(fā)閾值修改命令的功能。本發(fā)明中的各元器件、模塊、微處理器等的型號(hào)不限于本發(fā)明中所公開的型號(hào)，現(xiàn)有技術(shù)中能用于本發(fā)明的與所公開型號(hào)功能類同的均可適用于本發(fā)明。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于所述監(jiān)測(cè)終端采用帶過壓保護(hù)的電流互感器取電模塊供電， 無需外接電池，無高溫爆炸和電解液泄漏危險(xiǎn)，電源安全性高、發(fā)熱??；所述監(jiān)測(cè)終端與所述監(jiān)測(cè)主站之間采用433M、2. 4G兩個(gè)頻段的射頻通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，安裝不受開關(guān)柜布局限制，抗干擾性強(qiáng)，當(dāng)其中一個(gè)射頻模塊通信信號(hào)受到干擾或被屏蔽時(shí)，另一個(gè)射頻模塊可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述監(jiān)測(cè)終端帶有功能選擇編碼開關(guān)和測(cè)溫精度微調(diào)電位器，允許使用人員在系統(tǒng)工作前對(duì)監(jiān)測(cè)終端號(hào)、射頻通信頻帶、射頻通信功率和和測(cè)溫精度進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述監(jiān)測(cè)主站帶有歷史報(bào)警數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，當(dāng)后臺(tái)上位機(jī)故障或通信失敗時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員可就地查詢歷史報(bào)警記錄；當(dāng)觸點(diǎn)溫度、柜內(nèi)環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)，所述監(jiān)測(cè)主站啟動(dòng)相應(yīng)報(bào)警、排風(fēng)、加熱繼電器，通過液晶屏或上位機(jī)監(jiān)控軟件顯示各類報(bào)警信息和繼電器動(dòng)作狀態(tài)，避免設(shè)備觸點(diǎn)過熱或工作于惡劣溫濕度環(huán)境中，提高變電站自動(dòng)化水平。本發(fā)明開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將若干帶有熱敏電阻的監(jiān)測(cè)終端安裝在待測(cè)觸點(diǎn)附近，觸點(diǎn)溫度檢測(cè)精度高。監(jiān)測(cè)終端采用帶有過壓保護(hù)的電流互感器取電模塊，直接從測(cè)溫觸點(diǎn)所在的導(dǎo)線上獲取電能，使用方便、安全可靠、無需更換電池。雙頻段射頻通信模塊將監(jiān)測(cè)終端所測(cè)溫度發(fā)送至安全距離外的監(jiān)測(cè)主站上，通信干擾小，可靠性高。上述技術(shù)保證本發(fā)明可及時(shí)、準(zhǔn)確反映待測(cè)觸點(diǎn)溫度、環(huán)境溫濕度的變化情況，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)，可通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)主站的顯示設(shè)備和繼電器進(jìn)行報(bào)警、也可通過遠(yuǎn)方的監(jiān)控軟件報(bào)警，避免設(shè)備因過熱造成的火災(zāi)和大面積停電事故，提高了變電站的自動(dòng)化水平。本發(fā)明應(yīng)用前景及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)應(yīng)用前景良好，可帶來較高的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本發(fā)明無線溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接示意框圖； 圖2為本發(fā)明無線溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)終端結(jié)構(gòu)框圖3為本發(fā)明無線溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)終端電流互感器取電模塊原理圖； 圖4為本發(fā)明無線溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)主站結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖，進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步地理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)其權(quán)利的限制。實(shí)施例1，參照?qǐng)D1-4，一種高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置，它包括復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)終端、復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)主站和一個(gè)后臺(tái)上位機(jī)；每臺(tái)開關(guān)柜配備一臺(tái)監(jiān)測(cè)主站和復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)終端，監(jiān)測(cè)主站與監(jiān)測(cè)終端之間采用433M、2. 4G兩個(gè)頻段的射頻通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)測(cè)主站與上位機(jī)之間采用RS-485通信；
所述的監(jiān)測(cè)終端由微控制器STM32，熱敏電阻MF51、精度微調(diào)電位器、分壓電阻、功能選擇編碼開關(guān)、電流互感器取電模塊、433M中頻無線射頻模塊SI4432、2. 4G高頻無線射頻模塊CC2520組成；所述熱敏電阻MF51通過高溫導(dǎo)線從監(jiān)測(cè)終端引出，黏貼在待測(cè)部件表面；所述精度微調(diào)電位器、分壓電阻、功能選擇編碼開關(guān)與微控制器STM32的GPIO管腳相連；分壓電阻輸出信號(hào)與微控制器STM32的AD采樣管腳直接連接；433M中頻無線射頻模塊 SI4432、2. 4G高頻無線射頻模塊均與微控制器STM32的SPI通信管腳相連；電流互感器取電模塊與微控制器STM32的電源端直接連接；
所述監(jiān)測(cè)主站由微控制器STM32，數(shù)字溫濕度傳感器SHT71、液晶屏ucl608、存儲(chǔ)器 24C02、RS-485通信模塊、輕觸點(diǎn)按鍵、報(bào)警繼電器、排風(fēng)繼電器、加熱繼電器、AC/DC開關(guān)電源模塊、433M中頻無線射頻模塊SI4432、2. 4G高頻無線射頻模塊CC2520組成；數(shù)字溫濕度傳感器SHT71與微控制器STM32通過GPIO管腳進(jìn)行三線制通信；液晶屏、輕觸點(diǎn)按鍵、報(bào)警繼電器、排風(fēng)繼電器、加熱繼電器的控制端與微控制器STM32的GPIO管腳直接連接；存儲(chǔ)器 24C02與微控制器STM32的I2C管腳連接；RS-485通信模塊與微控制器STM32的UART管腳連接；433M中頻無線射頻模塊SI4432、2. 4G高頻無線射頻模塊均與微控制器STM32的SPI 通信管腳相連；AC/DC開關(guān)電源模塊與微控制器STM32的電源管腳連接。
實(shí)施例2，實(shí)施例1所述的高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置中所述監(jiān)測(cè)終端采用帶過壓保護(hù)的電流互感器取電模塊供電，電流互感器取電模塊由取樣電阻Rl、整流橋Wl、 瞬態(tài)擬制二極管TVS、穩(wěn)壓管D1、穩(wěn)壓管限流電阻R2、功率管Tl、泄放保護(hù)電阻R4、功率管門極限流電阻R3、前端濾波電容Cl、DC/DC變換器、后端濾波電容C2組成；取樣電阻R1、瞬態(tài)擬制二極管TVS與整流橋Wl交流輸入端并聯(lián)；整流橋Wl的直流輸出端與前端濾波電容Cl 并聯(lián)；穩(wěn)壓管Dl與穩(wěn)壓管限流電阻R2串聯(lián)后與所流橋Wl的直流輸出并聯(lián)；功率管Tl的源極和漏極與整流橋Wl的輸出并聯(lián)；泄放保護(hù)電阻R4與功率管Tl的源極串聯(lián)；功率管門極限流電阻R3與功率管Tl門極串聯(lián)；前端濾波電容Cl正極與DC/DC變換器輸入端連接； DC/DC變換器輸入端連接輸出端與后端濾波電容C2并聯(lián)。實(shí)施例3，實(shí)施例1或2所述的高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于后臺(tái)上位機(jī)帶有監(jiān)控軟件，通過RS-485總線與監(jiān)測(cè)主站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)測(cè)軟件可顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息和繼電器動(dòng)作狀態(tài)；當(dāng)后臺(tái)上位機(jī)接入的監(jiān)測(cè)主站數(shù)超過4臺(tái)時(shí)，監(jiān)控軟件采用輪顯方式顯示數(shù)據(jù)；當(dāng)若干監(jiān)測(cè)主站上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)超標(biāo)時(shí)，監(jiān)控軟件會(huì)將首次報(bào)警的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)置頂顯示，并開啟高亮報(bào)警燈和報(bào)警音頻；監(jiān)控軟件向監(jiān)測(cè)主站下發(fā)各類報(bào)警閾值、排風(fēng)閾值、加熱閾值、射頻通信功率和頻段的修改命令；所有系統(tǒng)操作信息和主站上傳數(shù)據(jù)都將被監(jiān)控軟件存入帶有權(quán)限管理和智能搜索功能的數(shù)據(jù)庫中，統(tǒng)一管理。實(shí)施例4，參照?qǐng)D1-4，一種高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置；
參閱圖1所示，它包含三個(gè)部分監(jiān)測(cè)終端10，監(jiān)測(cè)主站20和后臺(tái)上位機(jī)30。每臺(tái)開關(guān)柜配備一臺(tái)監(jiān)測(cè)主站20和m臺(tái)監(jiān)測(cè)終端10，監(jiān)測(cè)主站20與監(jiān)測(cè)終端10之間采用同頻率的無線通信。每m個(gè)監(jiān)測(cè)主站20共享一臺(tái)上位機(jī)，監(jiān)測(cè)主站20與上位機(jī)30之間采用 RS-485 通信。請(qǐng)參閱圖2，監(jiān)測(cè)終端10由微控制器11、熱敏電阻12、精度微調(diào)電位器13、分壓電阻14、功能選擇編碼開關(guān)15、電流互感器取電模塊16、433M射頻模塊17和2. 4G射頻模塊 18組成。所述微控制器11采用STM32、所述熱敏電阻12采用MF51、所述433M射頻模塊17 采用SI4432、所述2. 4G射頻模塊18采用CC2520 ；所述精度微調(diào)電位器13、分壓電阻14、功能選擇編碼開關(guān)15與所述微控制器11的GPIO管腳相連；所述分壓電阻14輸出信號(hào)與所述微控制器11的AD采樣管腳直接連接；所述433M中頻無線射頻模塊17、所述2. 4G高頻無線射頻模塊18均與所述微控制器11的SPI通信管腳相連；所述電流互感器取電模塊與所述微控制器11的電源端直接連接。所述監(jiān)測(cè)終端10安裝在開關(guān)柜內(nèi)電氣設(shè)備觸點(diǎn)附近，熱敏電阻12黏在待測(cè)觸點(diǎn)上，精度微調(diào)電位器13與熱敏電阻12的分壓電阻14并聯(lián)。監(jiān)測(cè)終端10工作前，利用精度微調(diào)電位器13調(diào)整測(cè)溫精度，并用功能選擇編碼開關(guān)15的12 10位選擇監(jiān)測(cè)終端的設(shè)備號(hào)，9 7位選擇433M射頻通信頻段，6、位選擇2. 4G射頻通信頻段，3^2位選擇433M射頻的發(fā)射功率，末位選擇2. 4G射頻的發(fā)生功率。監(jiān)測(cè)終端工作時(shí)，微控制器11通過采集精度微調(diào)電位器13的分壓Vrc來計(jì)算觸點(diǎn)溫度。433M射頻模塊17和2. 4G射頻模塊18均工作于接收模式。當(dāng)其中一種射頻模塊收到監(jiān)測(cè)主站20下發(fā)的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)上傳命令后，監(jiān)測(cè)終端 10便將該射頻模塊工作于發(fā)送模式，并將觸點(diǎn)溫度發(fā)送至監(jiān)測(cè)主站20。監(jiān)測(cè)終端10的電能來自電流互感器取電模塊16，電流互感器取電模塊16原理圖請(qǐng)參閱圖3。所述電流互感器取電模塊由取樣電阻R1、整流橋W1、瞬態(tài)擬制二極管TVS、穩(wěn)壓管D1、穩(wěn)壓管限流電阻R2、功率管Tl、泄放保護(hù)電阻R4、功率管門極限流電阻R3、前端濾波電容C1、DC/DC變換器、后端濾波電容C2組成；所述取樣電阻Rl、瞬態(tài)擬制二極管TVS與整流橋Wl交流輸入端并聯(lián)；所述整流橋Wl的直流輸出端與所述前端濾波電容Cl并聯(lián)；所述穩(wěn)壓管Dl與所述穩(wěn)壓管限流電阻R2串聯(lián)后與所述整流橋Wl的直流輸出并聯(lián)；所述功率管Tl的源極和漏極與所述整流橋Wl的輸出并聯(lián)；所述泄放保護(hù)電阻R4所述功率管Tl的源極串聯(lián)；所述功率管門極限流電阻R3與所述功率管Tl門極串聯(lián)；所述前端濾波電容Cl 正極與所述DC/DC變換器輸入端連接；所述DC/DC變換器輸入端連接輸出端與所述后端濾波電容C2并聯(lián)。所述電流互感器取電模塊的工作原理為將待測(cè)觸點(diǎn)上連接的導(dǎo)線穿過電流互感器磁芯，電流互感器線圈感應(yīng)導(dǎo)線上的電流產(chǎn)生交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)電阻Rl取樣和整流橋Wl整流后變?yōu)槊}動(dòng)直流電壓。當(dāng)脈動(dòng)直流尖峰高于穩(wěn)壓管Dl的穩(wěn)壓值和穩(wěn)壓管限流電阻R2的壓降總和時(shí)，Dl導(dǎo)通。隨后，功率管Tl作為電源的過壓保護(hù)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，脈動(dòng)直流的尖峰能量轉(zhuǎn)移至泄放電阻R4上。R3為Tl門極的限流電阻。消除了尖峰的脈動(dòng)直流電壓仍有較大紋波，此時(shí)，前端濾波電容Cl可將電壓紋波濾除，得到平穩(wěn)直流電壓。最后，該電壓經(jīng)DC/DC變換器降壓至3. 3V，供給監(jiān)測(cè)終端使用。C2是后端濾波電容，瞬態(tài)擬制二極管TVS保護(hù)電源模塊不受浪涌沖擊。請(qǐng)參閱圖4，監(jiān)測(cè)主站20由微控制器21、液晶屏22、433M射頻模塊23、2. 4G射頻模塊對(duì)、數(shù)字溫濕度傳感器25、輕觸點(diǎn)按鍵26、報(bào)警繼電器27、排風(fēng)繼電器觀、加熱繼電器四、存儲(chǔ)器210、RS-485通信模塊211、AC/DC電源模塊212組成。所述微控制器21采用STM32 ；所述液晶屏采用ucl608 ；所述數(shù)字溫濕度傳感器25采用SHT71 ；所述存儲(chǔ)器210 采用MC02 ；所述433M中頻無線射頻模塊采用SI4432 ；所述2. 4G高頻無線射頻模塊采用 CC2520 ；所述數(shù)字溫濕度傳感器25與所述微控制器21通過GPIO管腳進(jìn)行三線制通信；所述液晶屏22、輕觸點(diǎn)按鍵沈、報(bào)警繼電器27、排風(fēng)繼電器觀、加熱繼電器四的控制端與所述微控制器21的GPIO管腳直接連接；所述存儲(chǔ)器210與所述微控制器21的1 管腳連接； 所述RS-485通信模塊211與所述微控制器21的UART管腳連接；所述433M中頻無線射頻模塊23、2. 4G高頻無線射頻模塊M均與所述微控制器21的SPI通信管腳相連；所述AC/ DC開關(guān)電源模塊212與所述微控制器21的電源管腳連接。監(jiān)測(cè)主站20工作時(shí)，微控制器21將433M射頻模塊23置于休眠模式，2. 4G射頻模塊M置于工作模式。隨后每隔2s，2. 4G射頻模塊M向各監(jiān)測(cè)終端10下發(fā)一次測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)上傳命令，并等待接收各監(jiān)測(cè)終端10上傳數(shù)據(jù)。若下發(fā)數(shù)據(jù)上傳命令3次后，監(jiān)測(cè)終端 10均不響應(yīng)，判定2. 394 2. 507G通信頻段受到干擾或信號(hào)被屏蔽。此刻，監(jiān)測(cè)主站20將 2. 4G射頻模塊M進(jìn)入休眠模式，啟動(dòng)433M射頻模塊23進(jìn)行通信。監(jiān)測(cè)主站20在接收監(jiān)測(cè)終端10上傳數(shù)據(jù)的同時(shí)，數(shù)字溫濕度傳感器25將柜內(nèi)環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)通過UART管腳輸入微控制器21。液晶屏22將各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。當(dāng)觸點(diǎn)溫度或環(huán)境溫濕度超過報(bào)警閾值時(shí)，液晶屏22立即高亮顯示報(bào)警信息，同時(shí)報(bào)警繼電器27閉合，輸出報(bào)警信號(hào)，各類報(bào)警數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器210中。當(dāng)環(huán)境溫度超過排風(fēng)閾值時(shí)，液晶屏22立即高亮顯示排風(fēng)信息， 同時(shí)排風(fēng)繼電器觀閉合，輸出排風(fēng)信號(hào)，降低柜內(nèi)溫度。當(dāng)環(huán)境溫度低于加熱閾值或環(huán)境濕度高于加熱閾值時(shí)，液晶屏22立即高亮顯示加熱信息，同時(shí)加熱繼電器四閉合，輸出加熱信號(hào)，升高環(huán)境溫度或降低環(huán)境濕度。輕觸點(diǎn)按鍵26配合液晶屏22顯示，可用來對(duì)各類報(bào)警閾值、排風(fēng)閾值、加熱閾值、射頻通信功率和頻段進(jìn)行修改。最后，監(jiān)測(cè)主站20將各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息和繼電器動(dòng)作狀態(tài)通過RS-485通信模塊211上傳至上位機(jī)的監(jiān)控軟件。 監(jiān)測(cè)主站采用220V交流輸入，3. 3V輸出的AC/DC電源212模塊供電。
后臺(tái)上位機(jī)30是變電站中安裝有后臺(tái)監(jiān)控軟件的監(jiān)控計(jì)算機(jī)。通過RS-485總線， 后臺(tái)上位機(jī)30可接收監(jiān)測(cè)主站20上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息和繼電器動(dòng)作狀態(tài)，并實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控軟件上。當(dāng)接入的監(jiān)測(cè)主站20數(shù)超過4臺(tái)時(shí)，監(jiān)控軟件采用輪顯方式顯示數(shù)據(jù)。 當(dāng)若干監(jiān)測(cè)主站20上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)，監(jiān)控軟件會(huì)將首次報(bào)警的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)置頂顯示， 并開啟高亮報(bào)警燈和報(bào)警音頻。在接收監(jiān)測(cè)主站20上傳數(shù)據(jù)的同時(shí)，監(jiān)控軟件20可向監(jiān)測(cè)主站下發(fā)各類報(bào)警閾值、排風(fēng)閾值、加熱閾值、射頻通信功率和頻段的修改命令。所有系統(tǒng)操作信息和主站上傳數(shù)據(jù)都將被監(jiān)控軟件存入帶有權(quán)限管理和智能搜索功能的數(shù)據(jù)庫中， 統(tǒng)一管理。
權(quán)利要求
1.一種高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于它包括復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)終端、復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)主站和一個(gè)后臺(tái)上位機(jī)；每臺(tái)開關(guān)柜配備一臺(tái)監(jiān)測(cè)主站和復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)終端，監(jiān)測(cè)主站與監(jiān)測(cè)終端之間采用433M、2. 4G兩個(gè)頻段的射頻通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)測(cè)主站與上位機(jī)之間采用RS-485通信；所述的監(jiān)測(cè)終端由微控制器，熱敏電阻、精度微調(diào)電位器、分壓電阻、功能選擇編碼開關(guān)、電流互感器取電模塊、433M中頻無線射頻模塊、2. 4G高頻無線射頻模塊組成；所述熱敏電阻通過高溫導(dǎo)線從監(jiān)測(cè)終端引出，黏貼在待測(cè)部件表面；所述精度微調(diào)電位器、分壓電阻、功能選擇編碼開關(guān)與微控制器的GPIO管腳相連；分壓電阻輸出信號(hào)與微控制器的AD采樣管腳直接連接；433M中頻無線射頻模塊、2. 4G高頻無線射頻模塊均與微控制器的SPI通信管腳相連；電流互感器取電模塊與微控制器的電源端直接連接；所述監(jiān)測(cè)主站由微控制器，數(shù)字溫濕度傳感器、液晶屏、存儲(chǔ)器、RS-485通信模塊、輕觸點(diǎn)按鍵、報(bào)警繼電器、排風(fēng)繼電器、加熱繼電器、AC/DC開關(guān)電源模塊、433M中頻無線射頻模塊、2. 4G高頻無線射頻模塊組成；數(shù)字溫濕度傳感器與微控制器通過GPIO管腳進(jìn)行三線制通信；液晶屏、輕觸點(diǎn)按鍵、報(bào)警繼電器、排風(fēng)繼電器、加熱繼電器的控制端與微控制器的GPIO管腳直接連接；存儲(chǔ)器與微控制器的1 管腳連接；RS-485通信模塊與微控制器的 UART管腳連接；433M中頻無線射頻模塊、2. 4G高頻無線射頻模塊均與微控制器的SPI通信管腳相連；AC/DC開關(guān)電源模塊與微控制器的電源管腳連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述監(jiān)測(cè)終端采用帶過壓保護(hù)的電流互感器取電模塊供電，電流互感器取電模塊由取樣電阻R1、整流橋W1、瞬態(tài)擬制二極管TVS、穩(wěn)壓管D1、穩(wěn)壓管限流電阻R2、功率管Tl、泄放保護(hù)電阻R4、功率管門極限流電阻R3、前端濾波電容Cl、DC/DC變換器、后端濾波電容C2組成；取樣電阻 R1、瞬態(tài)擬制二極管TVS與整流橋Wl交流輸入端并聯(lián)；整流橋Wl的直流輸出端與前端濾波電容Cl并聯(lián)；穩(wěn)壓管Dl與穩(wěn)壓管限流電阻R2串聯(lián)后與所流橋Wl的直流輸出并聯(lián)；功率管 Tl的源極和漏極與整流橋Wl的輸出并聯(lián)；泄放保護(hù)電阻R4與功率管Tl的源極串聯(lián)；功率管門極限流電阻R3與功率管Tl門極串聯(lián)；前端濾波電容Cl正極與DC/DC變換器輸入端連接；DC/DC變換器輸入端連接輸出端與后端濾波電容C2并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于后臺(tái)上位機(jī)帶有監(jiān)控軟件，通過RS-485總線與監(jiān)測(cè)主站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)測(cè)軟件可顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息和繼電器動(dòng)作狀態(tài)；當(dāng)后臺(tái)上位機(jī)接入的監(jiān)測(cè)主站數(shù)超過4臺(tái)時(shí)，監(jiān)控軟件采用輪顯方式顯示數(shù)據(jù)；當(dāng)若干監(jiān)測(cè)主站上傳的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)超標(biāo)時(shí)，監(jiān)控軟件會(huì)將首次報(bào)警的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)置頂顯示，并開啟高亮報(bào)警燈和報(bào)警音頻；監(jiān)控軟件向監(jiān)測(cè)主站下發(fā)各類報(bào)警閾值、排風(fēng)閾值、加熱閾值、射頻通信功率和頻段的修改命令；所有系統(tǒng)操作信息和主站上傳數(shù)據(jù)都將被監(jiān)控軟件存入帶有權(quán)限管理和智能搜索功能的數(shù)據(jù)庫中，統(tǒng)一管理。
全文摘要
本發(fā)明是一種高壓開關(guān)柜無線溫濕度監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于它包括復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)終端、復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)主站和一個(gè)后臺(tái)上位機(jī)；每臺(tái)開關(guān)柜配備一臺(tái)監(jiān)測(cè)主站和復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)測(cè)終端，監(jiān)測(cè)主站與監(jiān)測(cè)終端之間采用433M、2.4G兩個(gè)頻段的射頻通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)測(cè)主站與上位機(jī)之間采用RS-485通信。本發(fā)明設(shè)計(jì)更為合理，使用方便安全，可實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜電氣設(shè)備觸點(diǎn)溫度及環(huán)境溫濕度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102437646SQ20111032746
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者吳軍基, 應(yīng)展烽, 朱立位, 王萬純, 衡思坤, 郭昊坤, 陳運(yùn)運(yùn) 申請(qǐng)人:江蘇省電力公司連云港供電公司