淺談基于物聯(lián)網(wǎng)的無線測溫模塊設(shè)計與應(yīng)用

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：溫度是在很多生產(chǎn)生活場合中具有重要意義的一個參數(shù)。比如高壓變電站中，由于觸頭的松動導(dǎo)致設(shè)備溫度升高，可能引起火災(zāi)，造成大量電力設(shè)備燒毀，影響日常生產(chǎn)生活；倉庫中溫度的高低會影響糧食的儲存周期；大棚中溫度的變化對植物的生長狀況有很大影響等。因此，對這些場合實行溫度的實時檢測就得尤為必要。設(shè)計了一套既適用于變電站等電磁輻射干擾強的特殊場合，又適用于蔬菜大棚等電磁輻射干擾弱的普通場合的無線測溫系統(tǒng)，并已在武漢工程大學(xué)附近的一處變電站進行了現(xiàn)場測試并已投入使用，達到了理想效果。該系統(tǒng)的成功開發(fā)方便了平時的生活生產(chǎn)，具有重大的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；無線測溫

 

0引言

       溫度是許多生產(chǎn)生活環(huán)境中具有重大意義的一個參數(shù)，這些場合中溫度的高低狀況都會影響生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量以及設(shè)備的正常運行，所以要保證這些場合中生產(chǎn)生活的正常運行，就對這些場合中的溫度進行實時檢測。但過去人們采用的傳統(tǒng)測溫方法，比如人工巡視法、紅外探測法及有線測溫法等都存在勞動強度大、效率低及準確性差等諸多不足，因此研發(fā)出一套無線溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)意義重大。比如在儲存一些容易變質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品時，需要將溫度控制在適宜范圍中以防止其腐爛變質(zhì)]。再者，隨著近年來經(jīng)濟及社會的發(fā)展，日常生產(chǎn)生活對電能的需求量日益增大，電能就逐漸成為現(xiàn)代社會中重要的能源之一，也是國民經(jīng)濟的命脈，對人們生產(chǎn)生活及國民經(jīng)濟起著至關(guān)重要的作用。因此，確保電力系統(tǒng)**可靠地運行是電力管理部門的首要任務(wù)。變電站中設(shè)備運行狀態(tài)的好壞是影響變電站的**運行及整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定的一個重要指標，根據(jù)歷史上發(fā)生電力系統(tǒng)故障的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)大部分故障發(fā)生前期及正在發(fā)生時都會伴隨著設(shè)備溫度的升高，這種溫度的升高會傳導(dǎo)到設(shè)備的外殼上，而且發(fā)生這些故障時通常很難人為發(fā)現(xiàn)，故可以通過測溫的方法來檢測電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，以避免電網(wǎng)事故的發(fā)生及設(shè)備損壞，但是過去人們常用的測溫方法不僅不能及時地發(fā)現(xiàn)故障，而且還容易發(fā)生漏報情況，并且這些傳統(tǒng)方法不容易實現(xiàn)對密封狀態(tài)下的設(shè)備或處于障礙物下的設(shè)備進行測溫，再者磁場輻射對長期處在強磁場環(huán)境下的監(jiān)測人員的身體健康也有很大影響。為了解決這些難題，人們迫切需要采用一種新的技術(shù)來替代之前采用的那些傳統(tǒng)方法。近年來，物聯(lián)網(wǎng)。技術(shù)的誕生及飛速發(fā)展為無線測溫系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了可能。

       物聯(lián)網(wǎng)這個概念是美國在1999年提出，當(dāng)時稱為傳感網(wǎng)，其定義是：通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。

       本文基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)出了一種可以既適用于蔬菜大棚等農(nóng)業(yè)場所又適用于變電站等工業(yè)場所的無線測溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)以低功耗微處理器、溫度傳感器和無線射頻芯片為核心部件，聯(lián)合電源模塊組成溫度采集通信模塊，設(shè)計了一種超低功耗無線通信協(xié)議。該系統(tǒng)具有便于攜帶、安裝方便、準確度高、抗干擾能力強等特點，有效地解決了傳統(tǒng)測溫方式存在的布線復(fù)雜、效率低、成本高、維修難等問題，具有重大的工程意義。

 

1系統(tǒng)總體設(shè)計

       整個系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集端和數(shù)據(jù)接收端兩部分組成，其中數(shù)據(jù)采集端由無線模塊組成，數(shù)字信號通過傳感器轉(zhuǎn)換后被發(fā)送到無線模塊，再經(jīng)過調(diào)制后發(fā)出；數(shù)據(jù)接收端由主機及無線模塊組成。接收端接收到采集端發(fā)來的數(shù)據(jù)后，按照通信協(xié)議解調(diào)，還原其中的有效信息和數(shù)據(jù)后再通過串口發(fā)送給計算機，由電腦對數(shù)據(jù)進行處理分析。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。