淺談基于物聯(lián)網(wǎng)的無線測(cè)溫模塊設(shè)計(jì)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(chǎng)合中具有重要意義的一個(gè)參數(shù)。比如高壓變電站中，由于觸頭的松動(dòng)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(huì)影響糧食的儲(chǔ)存周期；大棚中溫度的變化對(duì)植物的生長(zhǎng)狀況有很大影響等。因此，對(duì)這些場(chǎng)合實(shí)行溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)就得尤為必要。設(shè)計(jì)了一套既適用于變電站等電磁輻射干擾強(qiáng)的特殊場(chǎng)合，又適用于蔬菜大棚等電磁輻射干擾弱的普通場(chǎng)合的無線測(cè)溫系統(tǒng)，并已在武漢工程大學(xué)附近的一處變電站進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試并已投入使用，達(dá)到了理想效果。該系統(tǒng)的成功開發(fā)方便了平時(shí)的生活生產(chǎn)，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；無線測(cè)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(gè)參數(shù)，這些場(chǎng)合中溫度的高低狀況都會(huì)影響生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量以及設(shè)備的正常運(yùn)行，所以要保證這些場(chǎng)合中生產(chǎn)生活的正常運(yùn)行，就對(duì)這些場(chǎng)合中的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。但過去人們采用的傳統(tǒng)測(cè)溫方法，比如人工巡視法、紅外探測(cè)法及有線測(cè)溫法等都存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低及準(zhǔn)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(chǔ)存一些容易變質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品時(shí)，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(jì)及社會(huì)的發(fā)展，日常生產(chǎn)生活對(duì)電能的需求量日益增大，電能就逐漸成為現(xiàn)代社會(huì)中重要的能源之一，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，對(duì)人們生產(chǎn)生活及國(guó)民經(jīng)濟(jì)起著至關(guān)重要的作用。因此，確保電力系統(tǒng)**可靠地運(yùn)行是電力管理部門的首要任務(wù)。變電站中設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的好壞是影響變電站的**運(yùn)行及整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定的一個(gè)重要指標(biāo)，根據(jù)歷史上發(fā)生電力系統(tǒng)故障的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)大部分故障發(fā)生前期及正在發(fā)生時(shí)都會(huì)伴隨著設(shè)備溫度的升高，這種溫度的升高會(huì)傳導(dǎo)到設(shè)備的外殼上，而且發(fā)生這些故障時(shí)通常很難人為發(fā)現(xiàn)，故可以通過測(cè)溫的方法來檢測(cè)電氣設(shè)備的運(yùn)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(cè)溫方法不僅不能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障，而且還容易發(fā)生漏報(bào)情況，并且這些傳統(tǒng)方法不容易實(shí)現(xiàn)對(duì)密封狀態(tài)下的設(shè)備或處于障礙物下的設(shè)備進(jìn)行測(cè)溫，再者磁場(chǎng)輻射對(duì)長(zhǎng)期處在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的監(jiān)測(cè)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(cè)溫系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了可能。

       物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念是美國(guó)在1999年提出，當(dāng)時(shí)稱為傳感網(wǎng)，其定義是：通過射頻識(shí)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(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)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(chǎng)所又適用于變電站等工業(yè)場(chǎng)所的無線測(cè)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(jì)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(zhǔn)確度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，有效地解決了傳統(tǒng)測(cè)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(jì)

       整個(gè)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(hào)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(jī)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(jì)算機(jī)，由電腦對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。