基于GPRS網(wǎng)絡的無線測溫集中采集系統(tǒng)的設計

1、    基于gprs網(wǎng)絡的無線測溫集中采集系統(tǒng)的設計    摘 要：該文敘述了一種使用瑞薩單片機以超低功耗的方式實現(xiàn)單個溫度節(jié)點的溫度數(shù)據(jù)ad采集，以470m射頻模塊作為無線數(shù)據(jù)傳輸方式，使用stm32單片機實現(xiàn)128個溫度點的無線數(shù)據(jù)接收，并集中顯示在7寸液晶屏上，同時使用gprs技術(shù)實現(xiàn)終端與遠程后臺的數(shù)據(jù)通信，該系統(tǒng)是一套技術(shù)前沿的完整的溫度采集與監(jiān)控系統(tǒng)，其中主要分為無線溫度采集模塊，無線接收并集中顯示終端，gprs后臺軟件三部分。關(guān)鍵詞：無線測溫 溫度采集 gprs 組網(wǎng)design of wireless temperature gather

2、ing system based on gprs networkyu jinghuaabstract：in this paper， a single chip microcomputer is used to realize the data acquisition of the temperature data of a single temperature node by using ultra low power consumption of ad， 470m radio frequency module as wireless data transmission mode， the u

3、se of stm32 microcontroller to achieve 128 temperature points of wireless data reception， and focus on the 7 inch lcd screen， at the same time， gprs technology is used to realize the data communication between the terminal and the remote background， the system is a complete set of technical front te

4、mperature acquisition and monitoring system， which is mainly divided into wireless temperature acquisition module， wireless receiving and centralized display terminal， gprs background software three parts.key words：wireless temperature measurement、temperature collection 、gprs、networking中圖分類號：tm7 ：a

5、：1003-9082（2017）06-0234-02引言在電力系統(tǒng)中，高壓開關(guān)柜作為一個極為重要的電氣設備，在電力系統(tǒng)中起著非常重要的作用，因此，在對安全性要求極高的電力系統(tǒng)中需要嚴格監(jiān)控高壓開關(guān)柜的工作狀態(tài)，其中對高壓開關(guān)柜內(nèi)觸頭的溫度監(jiān)控就是一項極為重要的工作，觸頭作為母線與斷路器的交接點，本身接觸電阻比較大，在大電壓，大電流的情況下容易老化而發(fā)熱，對柜內(nèi)的部件造成損傷，縮短開關(guān)柜的使用壽命，嚴重的情況會造成器件擊穿，造成火災等嚴重事故。本文結(jié)合電力系統(tǒng)的實際需求，提出一種適用于電力系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)無線測溫集中采集的方案。系統(tǒng)原理框圖如上圖1所示，電力系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)無線測溫系統(tǒng)原理框圖1：一、測

6、溫節(jié)點測溫節(jié)點包括溫度傳感器，處理單元，通信單元，電源部分。處理單元采集溫度傳感器的溫度，然后通過通訊單元將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送出去，由于測溫節(jié)點必須具備體積小，功耗低，易于安裝，如下圖所示，測溫表帶安裝在開關(guān)柜的母排上。二、無線集中采集終端無線集中采集終端設備配置7寸液晶屏，由于屏幕大，可以集中顯示多大128個溫度節(jié)點上傳的溫度，同時屏幕支持觸摸功能，可以靈活配置各種參數(shù)。三、上位機監(jiān)控無線集中采集終端通過485接口連接到gprs模塊，通過gprs模塊鏈接到internet，后臺軟件作為tcp服務器，對現(xiàn)場溫度進行實時監(jiān)控，并且后臺軟件可以布置在有internet的任何地方，實現(xiàn)真正的網(wǎng)絡監(jiān)控。測溫

7、節(jié)點模塊設計測溫節(jié)點模塊原理框圖2如下圖2.1所示， 處理單元采用nec單片機，因為nec單片機具有優(yōu)良的低功耗特性；由于采用集中采集的方案，所以對測溫節(jié)點的無線傳輸距離和穿透力 的要求比較高，所以傳統(tǒng)的2.4g射頻芯片nrf24l01的頻段和功率都達不到要求，因此本方案射頻芯片采用470m頻段的無線模塊a7139，該模塊不僅穿透能力強，無線距離遠，而且功耗低，雖然成本略有提高，但是滿足無線集中采集的要求；電源部分采用3.6v工業(yè)級電池供電，電能為1200ma/h。終端采集器終端采集器原理框圖如下圖3.1所示，由于要實現(xiàn)集中采集與顯示的功能，因此本方案采用的32位高速stm32單片機+7寸液晶

8、顯示驅(qū)動芯片ssd1963的主硬件方案，同時包括a7193硬件，電源硬件，以及eeprom存儲硬件等外圍硬件電路。為了提高系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集能力和液晶驅(qū)動的能力，軟件采用ucos-ii多任務實時操作系統(tǒng)+ucgui嵌入式應用圖形支持系統(tǒng)實現(xiàn)，軟件功能分為以下5個任務：射頻芯片數(shù)據(jù)接收任務、液晶驅(qū)動顯示任務、觸摸屏按鍵任務、485后臺通信任務、其他任務；同時485接口通過gprs網(wǎng)絡與后臺上位機軟件進行基于工業(yè)協(xié)議（modbus協(xié)議）的數(shù)據(jù)通訊。gprs后臺軟件gprs網(wǎng)絡采用gprs模塊+物聯(lián)網(wǎng)sim卡實現(xiàn)，等效于一個tcp客戶端；而上位機監(jiān)控軟件3連接到internet，等效于一個tcp網(wǎng)絡

9、服務器，對gprs網(wǎng)絡開放上位機的公網(wǎng)ip地址；溫度集中采集終端通過gprs網(wǎng)絡鏈接到上位機的公網(wǎng)ip地址，傳輸層走的是tcp，從而實現(xiàn)整個網(wǎng)絡鏈路。gprs后臺軟件可以安裝在鏈接到internet的任何電腦上，沒有地域要求，真正的實現(xiàn)網(wǎng)絡監(jiān)控。監(jiān)控人員在上位機上通過監(jiān)控軟件完成對所有溫度節(jié)點的實時溫度監(jiān)控，同時實現(xiàn)溫度過高報警，溫度實時圖表顯示，報警歷史事件查詢，下位機故障檢測等功能，如下圖所示上位機實時監(jiān)控界面：結(jié)語在智能變電站的應用中，運用基于gprs網(wǎng)絡的無線測溫集中采集系統(tǒng)，不僅可以可靠穩(wěn)定的對變電站設備中發(fā)熱頻發(fā)的設備進行溫度監(jiān)控，特別是對地域偏僻，長期無人值守的變電站設備監(jiān)控有著極為重要的作用，而且設備投資小，易于安裝，維護簡單，對變電站的設備安全運行沒有任何影響，隨著國家智能電網(wǎng)的發(fā)展，該系統(tǒng)應用前景廣闊。參考文獻1 張翼英.楊巨成 李曉卉