一种基于stm32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置的制造方法
【专利说明】一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置
技术领域
[0001]本发明涉及嵌入开发技术及电力系统测温技术领域，特别涉及一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置。
【背景技术】
[0002]随着各行各业用电量的剧增，电气火灾发生频率也日渐攀高。近几年公安部公布的火灾数据统计表明，电气火灾的发生率占所有火灾的40%以上，给人民的生命财产安全造成了巨大损失。因此，预测火灾、及时报警，防患于未燃是减少火灾的重要任务，同时，国家颁布实施了 GB14287系列国标来规范促进电气火灾探测产品的生产。电气火灾发生的明显征兆主要有线路温度急剧增加和剩余电流值增大。
[0003]因此，据其监测对象不同市面上主要有测温式和剩余电流式电气火灾探测器。传统的测温式电气火灾探测器只能监测某个点的温度，同时存在探测范围小、测量不精确、组网复杂及维护更新成本高等缺点。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置，其采用红外测温技术，通过接收配电箱线路发射、反射和传导的能量，从而全面检测出配电箱内线路的温度，将探测采集到的温度信息由STM32微处理器中进行数据处理及算法分析，当线路温度达到设定温度时，该装置通过控制继电器自动切断该线路的供电，从而预防并有效防止了火灾的发生。
[0005]本发明所采用的技术方案如下:
一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置，包括探测部分和控制部分，探测部分包括红外测温探测器和信号放大器，其中，红外测温探测器将探测到的物体发出的辐射能量通过热释电探测器转化为两路电信号输出，所述的信号放大器的信号程控增益放大电路接收所述的两路电信号，对其增益进行调节，并反馈给控制部分；
所述的控制部分包括STM32微处理器和电源电路，所述的STM32微处理器负责将红外测温探测器接收的两路电信号转换成数字信号，并对该数字信号分析处理转换成对应的温度，通过与设置值相较，从而判断出该回路是否发生故障，所述的STM32微处理器还连接开关量输入和继电器输出端口，用于控制线路的通断。
[0006]STM32微处理器连接有存储模块和生光报警模块，其用于在判断回路是否发生故障后，进行存储及报警处理。
[0007]信号放大器中包含有滤波模块，其用于将放大后的两路电信号经过滤波抗干扰调节，并转换成标准信号。
[0008]STM32微处理器通过A/D电路转换，对接收到的电信号进行算法分析处理转换成对应的温度数字信号。
[0009]本发明的装置主要采用红外测温技术，实时检测出电气配电箱内各线路的温度信号，传输至STM32微处理器进行A/D转换和算法分析，经过标度变换后输出线路的测量温度。
[0010]装置采用32位处理器，可有效提高系统数据分析和处理能力。
[0011]该装置可实时监控电气线路的温度状态，并存储事故发生记录，方便查询。
[0012]红外测温探测器将线路中散发的红外辐射能量转化成电压信号，经过信号放大器放大，进行相应的滤波抗干扰调节，并转换成标准信号。再通过STM32F微处理器的ADC电路转换，算法分析处理转换成对应的温度，通过与设置值相较，从而判断出该回路是否发生断路、过载等故障，并进行存储、显示及报警处理。同时，提供开关量输入和继电器输出端口，可自动控制线路的通断。
[0013]本发明提供的技术方案带来的有益效果是:
本发明采用32位处理器，可有效提高系统数据分析和处理能力。测温系统设置固定阈值范围(80°C ±10%)，一旦检测到的温度超过阈值，该装置将及时发出报警信号，相关联动机构动作，通知工作人员有电气故障发生。系统实时监控电气线路的温度状态，并存储事故发生记录，方便查询。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本发明的一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置的功能原理框图；
图2为本发明的一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置的测温功能原理框图。
【具体实施方式】
[0016]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0017]实施例一
如附图1所示，本实施例的一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置，包括:
1、探测部分:
1.1，红外测温探测器:红外测温探测器为非接触式，由透镜、光纤束、光电管和运放等机构组成。待测物体的辐射能量被透镜吸收，能量经光纤束传输，照射在光电管敏感面上。采用双色光电管可以提高能量的集成度，光纤束的使用也降低了对准的难度。经过2层滤光片，滤光片分别对两个不同波长的光具有良好的透过性，选择出的波长分别为探测波长和参考波长，通过热释电探测器转化为2路电信号输出。其原理框图如图2所示。
[0018]1.2信号放大器:红外探测器探测到的电压较小，因此需要对输入输出端做好屏蔽抗干扰。电压信号经过信号放大电路进行放大，同时信号放大器中采用程控增益放大电路，加入差动放大形式，提高共模抑制比和系统的抗干扰能力。由红外探测器采集转换的两路电信号，传至信号程控增益放大电路，对其增益进行调节，当STM32F主芯片采集到某一路AD信号出现饱和时，便可以通过软件控制切换到放大倍数较小的电路，减少了因信号饱和而导致的错误判断。
[0019]2、控制部分:
2.1电源电路:芯片供电电压的精度对信号采集、传输及处理具有一定的影响，在硬件设计中应保证电压的稳定和精确。辅助电源提供交流220V，而系统中芯片需要12V、5V及3.3V直流电供电，因此需将220V交流整流为直流。电路中交流220V经过220V/12V的变压器转变为12V交流输出，经过整流桥使12V电流变为脉动直流，最后用电解电容滤波变为12V直流。采用芯片LM2596-12V将12V电流转换为5V，并通过AMS1117芯片控制输出3.3V，电路中有阻容滤波、TVS管稳压等元器件，确保电压稳定精确。
[0020]2.2微处理器:该装置选用数据处理能力强、性价比高、超低功耗的STM32F103单片机为核心芯片。改芯片负责将探测器接收的模拟信号转换成数字信号，并对该信号分析处理转换成对应的温度，通过与设置值相较，从而判断出该回路是否发生断路、过载等故障，并进行存储及报警处理。同时，提供开关量输入和继电器输出端口，自动控制线路的通断。
[0021]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置，包括探测部分和控制部分，其特征在于，所述的探测部分包括红外测温探测器和信号放大器，其中，红外测温探测器将探测到的物体发出的辐射能量通过热释电探测器转化为两路电信号输出，所述的信号放大器的信号程控增益放大电路接收所述的两路电信号，对其增益进行调节，并反馈给控制部分； 所述的控制部分包括STM32微处理器和电源电路，所述的STM32微处理器负责将红外测温探测器接收的两路电信号转换成数字信号，并对该数字信号分析处理转换成对应的温度，通过与设置值相较，从而判断出该回路是否发生故障，所述的STM32微处理器还连接开关量输入和继电器输出端口，用于控制线路的通断。2.根据权利要求1所述的一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置，其特征在于，所述的STM32微处理器连接有存储模块和生光报警模块，其用于在判断回路是否发生故障后，进行存储及报警处理。3.根据权利要求1所述的一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置，其特征在于，所述的信号放大器中包含有滤波模块，其用于将放大后的两路电信号经过滤波抗干扰调节，并转换成标准信号。4.根据权利要求1所述的一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置，其特征在于，所述的STM32微处理器通过A/D电路转换，对接收到的电信号进行算法分析处理转换成对应的温度数字信号。
【专利摘要】本发明涉及嵌入开发技术及电力系统测温技术领域，特别涉及一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置。本发明的一种基于STM32单片机的电力系统红外测温及自动断电装置，其采用红外测温技术，通过接收配电箱线路发射、反射和传导的能量，从而全面检测出配电箱内线路的温度，将探测采集到的温度信息由STM32微处理器中进行数据处理及算法分析，当线路温度达到设定温度时，该装置通过控制继电器自动切断该线路的供电，从而预防并有效防止了火灾的发生。
【IPC分类】G01J5/10, G05B19/048, H02H5/04
【公开号】CN105352607
【申请号】CN201510886967
【发明人】马辰, 金长新, 刘强, 高明
【申请人】浪潮集团有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月7日