基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)，包括：安裝在母線上的測溫模塊、通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)與測溫模塊進(jìn)行通訊的智能終端，與智能終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)處理終端。測溫模塊內(nèi)置有溫度傳感器和測溫側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器；智能終端包括處理側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器、微處理器、指令獲取裝置、指示燈和報(bào)警器，微處理器用以依據(jù)工作模式指令完成對所述溫度數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和越限判斷，并依據(jù)判斷結(jié)果控制所述報(bào)警器和相應(yīng)指示燈。實(shí)時(shí)監(jiān)測各個(gè)母線溫度，并通過無線傳輸方式傳遞溫度數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的顯示、校驗(yàn)和越限判斷，提前預(yù)警；并實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)計(jì)圖的繪制和溫度數(shù)據(jù)的存儲，以便對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和研究。
【專利說明】基于Z i gbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于溫度測量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，超高壓、遠(yuǎn)距離、大容量輸電及全國性聯(lián)網(wǎng)已成為必然，因此，電力系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)自身安全、穩(wěn)定運(yùn)行的目的對繼電保護(hù)的要求也必然會再次升級。但是很多傳統(tǒng)的繼電保護(hù)的技術(shù)已經(jīng)不能滿足要求日益增加的電力系統(tǒng)，尤其是作為整個(gè)電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)的母線，故對母線的保護(hù)顯得尤為重要。
[0003]高壓開關(guān)柜是發(fā)電廠和變電站的重要設(shè)備，但高壓開關(guān)柜在長期的使用過程中，常常由于其中的母線接點(diǎn)和高壓電纜接頭等部位的老化和接觸電阻過大導(dǎo)致發(fā)熱，使其絕緣性能大大降低。而每年均有發(fā)生因?yàn)槟妇€連接處的過熱而導(dǎo)致的事故。因此，必須要對其母線的溫度進(jìn)行監(jiān)測，這樣可以避免因?yàn)槟妇€過熱導(dǎo)致的一些事故。而高壓開關(guān)柜內(nèi)部有很高的電壓，無法進(jìn)行人工測溫，從而無法及時(shí)預(yù)警，而且高壓開關(guān)柜內(nèi)部的空間狹小，布線困難，故需要一種無線的測溫系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決目前由于高壓開關(guān)柜內(nèi)部有很高的電壓，無法進(jìn)行人工測溫，從而無法及時(shí)預(yù)警，而且高壓開關(guān)柜內(nèi)部的空間狹小，布線困難的技術(shù)問題，提供一種基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)。
[0005]為了對披露的實(shí)施例的一些方面有一個(gè)基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實(shí)施例的保護(hù)范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細(xì)說明的序言。
[0006]技術(shù)方案:所述基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)，包括:安裝在母線上的測溫模塊、通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)與所述測溫模塊進(jìn)行通訊的智能終端，通過串行總線與所述智能終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)處理終端；所述測溫模塊內(nèi)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述母線通過鋁盒接觸以采集所述母線的溫度并傳遞給測溫側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器，所述測溫側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)與所述智能終端的處理側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器進(jìn)行通訊以傳輸溫度數(shù)據(jù)；所述智能終端還包括微處理器、指令獲取裝置、指示燈和報(bào)警器，所述指令獲取裝置用以獲取工作模式指令并通知所述微處理器，所述微處理器用以依據(jù)工作模式指令完成對所述溫度數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和越限判斷，并依據(jù)判斷結(jié)果控制所述報(bào)警器和相應(yīng)指示燈。
[0007]進(jìn)一步的，所述智能終端還配置有液晶顯示器，用以顯示所述測溫模塊采集到的各個(gè)母線的溫度數(shù)據(jù)。
[0008]進(jìn)一步的，所述微處理器依據(jù)獲取的工作模式指令選擇工作在輪回顯示模式或選擇顯示模式。
[0009]再進(jìn)一步的，若為輪回顯示模式，由所述微處理器確定所述液晶顯示器顯示的初始地址，并完成所述溫度數(shù)據(jù)的采集、校驗(yàn)和越限判斷，以及地址增加和地址是否溢出的判斷；若為選擇顯示模式，由所述指令獲取裝置獲取所述液晶顯示器需要顯示的地址，所述微處理器完成所述溫度數(shù)據(jù)的采集、校驗(yàn)和越限判斷。
[0010]其中，所述測溫模塊還包括為所述溫度傳感器和測溫側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器進(jìn)行供電的電源模塊，采用的是電池。
[0011]其中，所述智能終端還包括供電模塊，所述供電模塊自所述母線取電，為所述微處理器，處理側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器和液晶顯示器供電。
[0012]優(yōu)選的，所述基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)還包括:與所述數(shù)據(jù)處理終端internet網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程智能終端，所述遠(yuǎn)程智能終端利用internet網(wǎng)絡(luò)與上一級的變電站或者供電所進(jìn)行通訊，用以遠(yuǎn)程監(jiān)測實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
[0013]本發(fā)明所帶來的有益效果:不僅避免了人工測溫和柜內(nèi)配線的操作，而且可實(shí)時(shí)監(jiān)測各個(gè)母線溫度，并通過無線傳輸方式傳遞溫度數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如溫度數(shù)據(jù)的顯示、校驗(yàn)和越限判斷，可按照用戶要求實(shí)時(shí)顯示各個(gè)母線的溫度，并且在超過閾值時(shí)可啟動報(bào)警器并點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈，起到預(yù)警作用；通過數(shù)據(jù)處理終端實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)計(jì)圖的繪制和溫度數(shù)據(jù)的存儲，以便對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和研宄。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)的局域網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖3是本發(fā)明測溫模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是本發(fā)明智能終端的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5是本發(fā)明測溫模塊與智能終端交互通訊示意圖；
[0019]圖6是本發(fā)明智能終端工作流程示意圖；
[0020]圖7是本發(fā)明智能終端數(shù)據(jù)校驗(yàn)流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的部件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。
[0022]在一些說明性的實(shí)施例中，如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)，包括測溫模塊1，智能終端2，數(shù)據(jù)處理終端3和遠(yuǎn)程智能終端4。
[0023]所述智能終端2通過串行總線與數(shù)據(jù)處理終端3進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述數(shù)據(jù)處理終端2主要是一臺電臺，現(xiàn)階段的主流配置電腦均可滿足要求，其作用是將所述測溫模塊I采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，繪制相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)圖并且將所述溫度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，以便對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和研宄。
[0024]所述遠(yuǎn)程智能終端4主要是利用internet網(wǎng)絡(luò)與上一級的變電站或者供電所進(jìn)行通訊，以便可以遠(yuǎn)程監(jiān)測該站點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
[0025]其中，所述測溫模塊I安裝在母線上，與所述智能終端2之間是利用Zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接通訊，主要功能是溫度的數(shù)據(jù)采樣，如圖3所示，包括溫度傳感器11和測溫側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器12。所述溫度傳感器11與所述母線通過鋁盒接觸以采集所述母線的溫度，并且將采集到的溫度數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳遞給所述測溫側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器12。
[0026]所述測溫側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器12將收集到的溫度數(shù)據(jù)與上一級的所述智能終端2通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，并且將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)給所述智能終端2的處理側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器21。所述智能終端2與測溫模塊I之間的通信方式如圖5所示，通信方式是廣播模式，即所述智能終端2每次發(fā)出指令，具體通信流程包括:
[0027]501:所述智能終端2向所有的測溫模塊I發(fā)送指令，所述指令包含需要發(fā)送指令的測溫模塊I的地址；
[0028]502:所有的所述測溫模塊I均收集到所述智能終端2發(fā)送的指令，只有符合所述指令中地址的測溫模塊才會向所述智能終端2回復(fù)本端采集到的所述溫度數(shù)據(jù)；
[0029]503:所述智能終端2發(fā)送所述指令之后，工作模式就改為接收模式，只要有溫度數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)來即可接收。
[0030]其中，所述測溫模塊I和所述智能終端2之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸過程，是由配置在所述測溫模塊I內(nèi)的測溫側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器12，以及配置在所述智能終端2內(nèi)的處理側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器21之間利用Zigbee網(wǎng)絡(luò)完成的。
[0031]如圖4所示，所述智能終端2還包括微處理器22、指令獲取裝置23、指示燈24和報(bào)警器25。所述智能終端2可實(shí)現(xiàn)工作模式的選擇，溫度數(shù)據(jù)的校驗(yàn)，溫度數(shù)據(jù)越限報(bào)警，指示燈顯示和數(shù)據(jù)通信功能。
[0032]所述指令獲取裝置23上設(shè)置有獨(dú)立式按鍵，所述微處理器22可讀取所述獨(dú)立式按鍵的信號即工作模式指令，在一些說明性的實(shí)施例中，所述微處理器22依據(jù)獲取的工作模式指令選擇工作在輪回顯示模式或選擇顯示模式。
[0033]所述微處理器22依據(jù)所述工作模式指令完成對所述溫度數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和越限判斷，并依據(jù)判斷結(jié)果控制所述報(bào)警器24和相應(yīng)指示燈25。
[0034]在一些說明性的實(shí)施例中，所述智能終端2還配置用以顯示所述測溫模塊I采集到的各個(gè)母線的溫度數(shù)據(jù)有液晶顯示器26。
[0035]所述智能終端2的工作流程如圖6所示，包括:
[0036]601:所述微處理器22讀取獨(dú)立式按鍵的信號，根據(jù)不同工作模式指令決定處于輪回顯示模式還是選擇顯示模式；
[0037]優(yōu)選的，默認(rèn)模式是輪回顯示模式，若無接收到選擇顯示的信號則一直是輪回顯示模式；
[0038]602:若為輪回顯示模式，則由所述微處理器22確定初始地址；
[0039]603:確定初始位置后，對該地址進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集；
[0040]604:采集到溫度數(shù)據(jù)之后，為了確保所述溫度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的校驗(yàn)；
[0041]605:得到校驗(yàn)過的準(zhǔn)確溫度數(shù)據(jù)之后，需要將所述溫度數(shù)據(jù)在所述液晶顯示器26上進(jìn)行顯示；
[0042]606:顯示后需要對顯示的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，判所述溫度數(shù)據(jù)斷是否達(dá)到設(shè)定的閾值，判斷結(jié)果若是超過預(yù)定閾值，則執(zhí)行步驟607，判斷結(jié)果若是沒有超過預(yù)定閾值，則執(zhí)行步驟608 ；
[0043]607:啟動報(bào)警器并且點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈，需要等待人工復(fù)位；
[0044]608:將地址增加；
[0045]609:判斷是否地址溢出，若不溢出則依次執(zhí)行步驟603、604、605和606，若是地址溢出，則依次執(zhí)行步驟602、603、604、605和606 ；
[0046]610:若是所述微處理器22檢測為選擇顯示模式，則需要通過所述獨(dú)立式鍵盤出獲取所需要顯示的地址，微處理器根據(jù)輸入的地址確定需要顯示的地址；
[0047]611:確定需要顯示的地址后，對該地址進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集，之后依次執(zhí)行步驟604,605和606，當(dāng)執(zhí)行到步驟606時(shí)，若所述溫度數(shù)據(jù)沒有超過預(yù)定的閾值，則等待復(fù)位信號，若超過預(yù)定的閾值，則執(zhí)行步驟607。
[0048]所述智能終端2通過所述處理側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器21去接收指定地址的溫度數(shù)據(jù)，但因在數(shù)據(jù)傳輸過程中電磁干擾等諸多因素會影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，需要對接收到的所述溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，校驗(yàn)的方法流程如圖7所示，包括:
[0049]701:所述母線智能測溫系統(tǒng)系統(tǒng)首先給定一個(gè)溫度的初值c ;
[0050]702:由所述處理側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器21接收到所述測溫模塊I的溫度數(shù)據(jù)α ;
[0051]703:所述微處理器22根據(jù)所述測溫模塊I的前K-1個(gè)時(shí)刻的數(shù)據(jù)，再利用卡爾曼濾波來計(jì)算得到一個(gè)預(yù)估計(jì)值β ;
[0052]704:計(jì)算溫度絕對誤差γ = α-β | ；
[0053]可預(yù)先設(shè)定絕對誤差最大值為1°C，即O < γ < I，此時(shí)可以視為溫度數(shù)據(jù)正確；
[0054]705:判斷計(jì)算出的所述溫度絕對誤差γ是否在誤差范圍內(nèi)，即滿足O < γ < 1，若判斷結(jié)果為γ在誤差范圍內(nèi)，則執(zhí)行步驟707;
[0055]706:若判斷結(jié)果為γ不在誤差范圍內(nèi)，所述溫度絕對誤差γ超過1°C，S卩γ>1，則可判定溫度數(shù)據(jù)存在誤差，將該溫度數(shù)據(jù)α進(jìn)行存儲，再重復(fù)步驟702、703、704和705，直至γ符合條件O彡γ彡I ;
[0056]707:當(dāng)溫度數(shù)據(jù)校驗(yàn)完成后，就執(zhí)行溫度數(shù)據(jù)顯示，利用所述微處理器22的軟件將校驗(yàn)完成后的所述溫度數(shù)據(jù)顯示在配置的所述液晶顯示器26上。
[0057]在一些說明性的實(shí)施例中，所述基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)還可以工作在局域網(wǎng)模式下，如圖2所示，雖然缺少了所述遠(yuǎn)程智能終端4，但仍然是一個(gè)完整的測溫系統(tǒng)，依然能夠?qū)崿F(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)測量和顯示。
[0058]在一些說明性的實(shí)施例中，如圖3所示，所述測溫模塊I還包括為所述溫度傳感器11和測溫側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器12進(jìn)行供電的電源模塊13，采用的是電池。
[0059]在一些說明性的實(shí)施例中，如圖4所示，所述智能終端2還包括供電模塊27，所述供電模塊27自所述母線取電，為所述微處理器22，處理側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器21和液晶顯示器26供電。
[0060]本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，結(jié)合本文的實(shí)施例描述的各種說明性的邏輯框、模塊、電路和算法步驟均可以實(shí)現(xiàn)成電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或其組合。為了清楚地說明硬件和軟件之間的可交換性，上面對各種說明性的部件、框、模塊、電路和步驟均圍繞其功能進(jìn)行了一般地描述。至于這種功能是實(shí)現(xiàn)成硬件還是實(shí)現(xiàn)成軟件，取決于特定的應(yīng)用和對整個(gè)系統(tǒng)所施加的設(shè)計(jì)約束條件。熟練的技術(shù)人員可以針對每個(gè)特定應(yīng)用，以變通的方式實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是，這種實(shí)現(xiàn)決策不應(yīng)解釋為背離本公開的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)，其特征在于，包括:安裝在母線上的測溫模塊、通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)與所述測溫模塊進(jìn)行通訊的智能終端，通過串行總線與所述智能終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)處理終端； 所述測溫模塊內(nèi)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述母線通過鋁盒接觸以采集所述母線的溫度并傳遞給測溫側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器，所述測溫側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)與所述智能終端的處理側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器進(jìn)行通訊以傳輸溫度數(shù)據(jù)； 所述智能終端還包括微處理器、指令獲取裝置、指示燈和報(bào)警器，所述指令獲取裝置用以獲取工作模式指令并通知所述微處理器，所述微處理器用以依據(jù)工作模式指令完成對所述溫度數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和越限判斷，并依據(jù)判斷結(jié)果控制所述報(bào)警器和相應(yīng)指示燈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述智能終端還配置有液晶顯示器，用以顯示所述測溫模塊采集到的各個(gè)母線的溫度數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器依據(jù)獲取的工作模式指令選擇工作在輪回顯示模式或選擇顯示模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)，其特征在于，若為輪回顯示模式，由所述微處理器確定所述液晶顯示器顯示的初始地址，并完成所述溫度數(shù)據(jù)的采集、校驗(yàn)和越限判斷，以及地址增加和地址是否溢出的判斷； 若為選擇顯示模式，由所述指令獲取裝置獲取所述液晶顯示器需要顯示的地址，所述微處理器完成所述溫度數(shù)據(jù)的采集、校驗(yàn)和越限判斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述測溫模塊還包括為所述溫度傳感器和測溫側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器進(jìn)行供電的電源模塊，采用的是電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述智能終端還包括供電模塊，所述供電模塊自所述母線取電，為所述微處理器，處理側(cè)無線數(shù)據(jù)收發(fā)器和液晶顯示器供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的母線智能測溫系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述數(shù)據(jù)處理終端internet網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程智能終端，所述遠(yuǎn)程智能終端利用internet網(wǎng)絡(luò)與上一級的變電站或者供電所進(jìn)行通訊，用以遠(yuǎn)程監(jiān)測實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H04L29/06GK104458023SQ201410778252
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】蔣文功, 馬剛, 蔡金良, 王濤, 郭昌松 申請人:江蘇威騰母線有限公司