一种在现场自动配置的温度采集器及温度监测系统的制作方法

本实用新型涉及温度采集器结构，尤其涉及一种在现场自动配置的温度采集器及温度监测系统。

背景技术：

供电系统电力运行的过程中，必须对电力设备，特别是高压电力设备的各连接点、各刀闸的动静触头、电缆连接头等部位的温度进行监测，以防因温度的升高而引起设备故障、影响电网的安全运行。而无线测温的设备已经逐渐取代了现行由操作人员手持“测温枪”对需要测量的测点进行巡回监测，然后上机汇总、统计分析，以发现可能存在的的问题的这种监测方法。

市场上大部分无线测温设备分为接收机和温度采集器两部分，温度采集器在使用前必须先配置好温度采集周期和通讯频段，然后使用固定的采集周期和频段向无线接收终端发送温度信息，进行单向通讯；而在现场使用时，由于现场的使用环境比较复杂，有时存在强烈频段干扰，使通讯中断，这种方式不能达到实时检测的目的，不能及时地发现故障隐患，而作出警告预报。

技术实现要素：

为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种在现场自动配置的温度采集器，还提供了一种包含所述温度采集器的温度监测系统。

本实用新型温度采集器包括控制器、连接该控制器的无线收发模块、温度传感器以及电池，所述温度采集器还包括电源管理器，所述电源管理器连接所述电源，所述温度采集器的控制器包括存储单元和计算单元，所述存储单元内存储有温度值和与其对应的发送周期设定值。

本实用新型作进一步改进，所述温度采集器外部设有盒体，所述盒体上设有将所述温度采集器固定在待测点的固定孔，所述温度传感器能够贴在所述待测点的外表面。

本实用新型作进一步改进，所述温度采集器内部设有两组拨码开关，所述盒体上设有两个通孔，所述拨码开关一端安装在所述通孔上，并能够在所述通孔中移动，其中第一组拨码开关配置无线通讯信号，第二组拨码开关配置无线接收终端地址编号。

本实用新型作进一步改进，第一组拨码开关能够从八种无线通讯频率中选择一个。

本实用新型作进一步改进，所述无线接收终端地址编号包括32个地址编号。

本实用新型作进一步改进，所述温度传感器包括存储器、微控制单元、温度灵敏元件、低温触发器、高温触发器和通信接口，所述微控制单元分别与存储器、温度灵敏元件、低温触发器、高温触发器和通信接口相连。

本实用新型作进一步改进，所述温度传感器采用DS18B20温度传感器。

本实用新型还提供了一种包含所述温度采集器的温度监测系统，包括监控装置和1-32个无线接收终端，所述监控装置与所述无线接收终端相连，所述无线接收终端与一个以上温度采集器无线连接。

本实用新型作进一步改进，所述监控装置包括主站服务器和与主站服务器连接的客户端。

本实用新型作进一步改进，所述无线接收终端与其连接的温度采集器组成温度采集子系统，其中，每个温度采集子系统中，所述温度采集器的数量为1-18个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：对电力设备、特别是高压电力设备各连接部位的温度变化情况进行有效的全天候实时监测、调控，监控装置能够随时与温度采集器进行双向通讯，从而调整通讯频段和采样周期；温度采集器能够根据温度变化调整发射周期，更好地对待测点进行有效监测；根据现场环境选择无线通讯频率，从而能够有效避开现场其他无线的干扰，从而能够及时地发现故障隐患；能够配置32个无线接收终端地址编号，使整个监测系统最多包含32个无线接收终端，而每个无线接收终端又能够与多个温度采集器通讯，从而更好地满足待测点众多的要求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为温度采集器结构框图；

图3为无线接收终端结构框图；

图4为电源转换器电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的温度监测系统包括在现场自动配置的温度采集器（简称温度采集器）、监控装置和无线接收终端，所述监控装置与所述无线接收终端通过RS485网络或者以太网相连，本例优选通过RS485网络连接，所述无线接收终端与一个以上温度采集器无线连接。

本例一个监控装置对应多个无线接收终端，本例无线接收终端的数量最多可达到32个。

本例监控装置为本地站端监视子系统，组成为计算机设备，站端监测计算机通过通信串行RS485与无线接收终端通讯，无线接收终端将监测点的温度数据上传到调控端监测计算机。本例的监控装置包括主站服务器和与多个与主站服务器连接的客户端，本例包含四个客户端。

其中，所述无线接收终端与其连接的温度采集器组成温度采集子系统，其中，每个温度采集子系统中，所述温度采集器的数量为1-18个，本例中每个温度采集子系统中的温度采集器的数量为4个。

本例温度监测系统中，一个温度采集子系统作为一个整体部件可以随意接入或撤出整个温度监控系统中，温度采集子系统最多可以配有18个温度采集器，温度采集器通过无线方式把温度从温度监测点传输到温度采集子系统的无线接收终端，无线接收终端通过RS485网络把整个温度采集子系统中各个监测点的温度信息传输到监测装置的主站服务器。

本系统的温度采集器的外部设有盒体，整体外形为小型盒体，所述盒体上设有将所述温度采集器固定在待测点的固定孔，该盒体可串在被测处，而其温度传感器中的感温元件紧贴在被测物件的外表面，这种方式测温由于感温元件是直接贴在测温点，所以测量精度高，可靠性强；本例的无线接收终端可以设置在地面上，只要是可接收到温度采集器的无线通讯信号之处便可。

本实用新型对电力设备、特别是高压电力设备各连接部位的温度变化情况进行有效的全天候实时监测、调控，监控装置能够随时与温度采集器进行双向通讯，从而通过监控装置调整通讯频段和采样周期；此外，能够配置32个无线接收终端地址编号，使整个监测系统最多包含32个无线接收终端，而每个无线接收终端又能够与多个温度采集器通讯，从而更好地满足待测点众多的要求。

如图2所示，本例的温度采集器包括控制器、连接该控制器的无线收发模块、温度传感器以及电池，所述温度采集器还包括电源管理器，所述电源管理器连接所述电源，所述温度采集器的控制器包括存储单元和计算单元，所述存储单元内存储有温度值和与其对应的发送周期设定值，所述计算单元根据采集的温度数据和发送周期设定值计算该温度下的发送周期，本例的计算单元可以为硬件的计算器或计算模块等，而发送周期的调整可以通过在存储器中存储几个温度值，然后通过硬件的比较器将采集到的温度数据与存储的温度值比较来实现。温度采集器能够根据温度变化调整发射周期，更好地对待测点进行有效监测。

本例每个温度采集器都有一个独一无二的ID号，用于身份识别。本例ID号范围为1～65535，无线温度传感器对采集的温度数据发射周期采用动态调整模式，也就是说温度低的时候发射周期长；温度高的时候发射周期短。比如，本例的动态发射周期采用三档，特别是温度在接近电力高压设备的警戒温度值时，发射周期不得大于60秒；小于50度时采集间隔为发送周期设置值，50度至75度是发送周期设置值*2/3，75度至85度是发送周期设置值*1/3（或1分钟），高于85度为发送周期设置值*1/5（或40秒）。也可以根据实际情况进行不同发送周期的设定，本例对温度偏高的地方，自动缩短发送周期，从而能够更好地对待测点进行有效监测，及时发现隐患。

由于监测点位置选择的不固定性，温度采集器没有办法取得监测点附近的电源供电，所以温度采集器设计采用电池供电，不需要外接电源。这就要求对温度采集器采用低功耗的设计方案，所以整个温度采集器设计和元器件选用均遵循节能原则。因此，本例采用一枚3.6V锂亚电池作为电源，自放电率低， 全密封，储存寿命长，工作温度可达-55 C~+120 C，自放电一年只有电量的1%；采用MSP430系列单片机作为控制器，功耗极低；无线发射模块负责与无线接收终端进行数据通讯，温度传感器负责温度监测点的温度采集。在不需要更换电池的情况下可以保证提供整个温度采集器运行3年以上。

本例温度数据发送时间间隔（一般设置为1分钟-60分钟）和温度报警阀值可由主站服务器配置设定，主站服务器直接发下行命令给无线接收终端，无线接收终端以无线方式直接设定和更改无线温度传感器测量时间间隔和报警值，实现双向通讯智能化。由于每个传感器安装位置不同，报警阀值也不相同，所以，每个传感器的报警温度值可单独设置。当发生报警时，监测计算机能自动记录并显示出报警时间、报警测点名称和报警状态，并伴有声光提示，所有的报警信息都被记录在数据库中，以备查阅。

所述温度采集器内部设有两组拨码开关，所述盒体上设有两个通孔，所述拨码开关一端安装在所述通孔上，并能够在所述通孔中移动，其中第一组拨码开关配置无线通讯信号，第二组拨码开关配置无线接收终端地址编号。

第一组拨码开关能够从八种无线通讯频率中选择一个。根据现场环境选择无线通讯频率，从而能够有效避开现场其他无线的干扰，从而能够及时地发现故障隐患。

所述无线接收终端地址编号包括32个地址编号，因此，在整个温度监测系统内可设32个地址，即整个温度监测系统最多可以连接32个温度采集子系统。

本例的温度传感器采用集成温度采集设备，优选DALLAS公司生产DS18B20温度传感器，包括存储器、微控制单元、温度灵敏元件、低温触发器、高温触发器和通信接口等，所述微控制单元分别与存储器、温度灵敏元件、低温触发器、高温触发器和通信接口等相连。与传统的热敏电阻相比，结构更简单，可靠性更高，与控制器连接时仅需要一条口线即可实现双向通讯，在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内，测温范围为－55℃～＋125℃，抗干扰能力强，精度高。

本例无线收发模块采用 CC1101 芯片，该 CC1101 芯片通过 SPI 接口与控制器连接。平时CC1101芯片处于休眠状态，控制器定时将CC1101唤醒，将采样温度信息无线发送给无线接收终端。

如图3所示，本例的无线接收终端包括主控单元、连接该主控单元的电源转换器、无线收发单元以及通讯单元，本例的主控单元优选与温度采集器相同的的MSP430系列单片机；电源转换器为DC-DC电源转换器，将输入电源DC12V变换为电路需要电压3.3V，具体电路如图4所示；本例的通讯单元优选RS485通讯电路，RS485通讯芯片采用MAXIM公司的3.3V芯片MAX3485，在信号RS-485接口上采用两级保护，前级采用贴片气体放电管LT-B3D090L做浪涌电流的泄放，后级采用双向瞬态抑制管 BS0080MS ,在更短的时间将浪涌电压限制在较低水平，两级之间退耦器件选择可恢复保险丝LP-MSM010。

综上，本实用新型具有以下有益效果：

（1）能对电力设备，特别是高压电力设备各连接点的温度进行实时的全面监控， 当设备的运行温度超过预设告警温度值时，系统将自动告警，以便及时采取措施，保证电网安全可靠运行；

（2）不存在人工测温造成的误差，其无线测温装置的感温元件紧贴在被测接点的表面，精度高，可靠性强；

（3）结构简单，维护方便，能够根据温度变化调整发射周期，智能化程度高。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。