专利名称：一种ZigBee无线电缆头测温系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种温度测量系统，特别是一种基于ZigBee无线网路的无线电缆头测温系统。
背景技术：
随着工业迅速发展，民用电量不断上升，高压变电站负荷不断加重，在高压大电流的设备上，由于人为或设备老化等原因导致开关柜，电缆头等部位严重发热，而没有实时监控，导致设备严重损坏。据统计，电力系统发生事故原因中有相当部分和过热问题有关，因此采取高压监控显得尤为重要，目前设置在开关柜内的温度传感器大多通过有线的方式传输温度数据，温度传感器不仅需要额外进行供电，功耗大，而且有线的通信方式在高压、高湿等恶劣环境下其稳定性及安全性不足，难以实现实时在线温度检测。目前有也有采用红外测温、光纤光栅及分布式光纤测温进行温度测量，红外温度传感器没有与被测试点直接接触，绝缘耐压性能高。但对安装空间有严格的要求，必须保证足够的安全距离，否则传感器较易损坏。光纤光栅测温及分布式光纤测温需要将光纤安装在被监测点上，安装时应注意要保持光纤在正常的弯曲半径内，而且光纤在安装过程中，需要专业设备进行熔接，熔接的质量直接影响了光的传输效果。因此在敷设和安装过程中对施工工艺要求较高。在运行维护中，由于客运专线光纤埋入地下或电缆沟内，维护工作量较大。
发明内容为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种低功耗、传输效率高、适用于恶劣环境的ZigBee无线电缆头测温系统。本实用新型解决其问题所采用的技术方案是一种ZigBee无线电缆头测温系统，包括至少一个无线温度传感模块和一个无线温度协调器；无线温度传感模块，包括微处理单元、传感器无线收发电路、温度传感器和电池供电电源；传感器无线收发电路、温度传感器和电池供电电源分别连接至微处理单元，所述无线温度传感模块设置于开关柜内的电缆头处；无线温度协调器，包括微控制器、协调器无线收发电路和PC通信接口 ；所述协调器无线收发电路和PC通信接口与微控制器连接，其中协调器无线收发电路通过ZigBee通信网络与传感器无线收发电路无线连接。无线温度传感模块内的温度传感器检测电缆头的温度，通过ZigBee通信网络将温度检测数据传输至无线温度协调器，并经过无线温度协调器处理后通过PC通信接口将数据传输至后台电脑进行分析处理。进一步，微处理单元定时检测电池的寿命，一但检测到电池电量快要耗尽，通过传感器无线收发电路发送信号至无线温度协调器，并通过，让后台的电脑可通过PC通信接口查询到电池的相关信息。[0011]进一步，所述PC通信接口为RS485接口，无线温度协调器可通过该RS485接口设 置通信地址、波特率、温度报警上限等参数。[0012]进一步，所述无线温度协调器由外部供电电源提供供电。由于无线温度协调器通 过ZigBee网络进行无线通信，因此离电缆头这些高压设备比较远，因而可方便采用外部供 电电源进行供电，不需要由开关柜进行变电供电，其安全性和稳定性更好。[0013]进一步，还包括IXD显示模块，所述IXD显示模块与微控制器连接。IXD显示模块 不仅可以显示温度信息，而且可以显示电池电量等相关信息。[0014]进一步，还包括用于连接报警装置的报警接口，所述报警接口与微控制器连接。当 微控制器检测到当前温度超过报警上限值时，通过报警接口向报警装置传输报警信号进行报警。[0015]进一步，所述传感器无线收发电路和协调器无线收发电路采用PCB天线。采用PCB 天线，不仅成本相对较低，而且其体积更小，使本实用新型的适用性更好。[0016]本实用新型的有益效果是本实用新型采用的一种ZigBee无线电缆头测温系统， 无线温度传感模块与无线温度协调器通过ZigBee网络进行无线通信实现温度数据的检测 和传输，由于本实用新型采用功耗非常低的ZigBee网络进行通信，因此本实用新型无线温 度传感模块可以采用电池供电电源进行供电，整体功耗十分低，能让温度传感器工作10年 以上，无线温度传感模块安装在高压设备上，与无线温度协调器之间无任何物理连接，从根 本上解决了高压设备接点运行温度不易实时在线监测的难题，同时也解决温度测量的安全 问题，能在很多高压，高湿，等恶劣环境下实现安全通信。
[0017]
以下结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。[0018]图1是本实用新型无线电缆头测温系统的电路原理框图。[0019]图2是本实用新型微处理单元和传感器无线收发电路的电路原理图。[0020]图3是本实用新型温度传感器的电路原理图。[0021]图4是本实用新型电池供电电源的电路原理图。[0022]图5是本实用新型微控制器和协调器无线收发电路的电路原理图。[0023]图6是本实用新型PC通信接口的电路原理图。[0024]图7是本实用新型报警接口的电路原理图。
具体实施方式
[0025]参照图1-图7，本实用新型的一种ZigBee无线电缆头测温系统，包括至少一个无 线温度传感模块I和一个无线温度协调器2 ；[0026]无线温度传感模块1，包括微处理单元11、传感器无线收发电路12、温度传感器14 和电池供电电源13 ;传感器无线收发电路12、温度传感器14和电池供电电源13分别连接 至微处理单元11，所述无线温度传感模块I设置于开关柜内的电缆头处；[0027]无线温度协调器2，包括微控制器21、协调器无线收发电路22和PC通信接口 23 ； 所述协调器无线收发电路22和PC通信接口 23与微控制器21连接，其中协调器无线收发电路22通过ZigBee通信网络与传感器无线收发电路12无线连接。无线温度传感模块I内的温度传感器14检测电缆头的温度，通过ZigBee通信网络将温度检测数据传输至无线温度协调器2，无线温度传感器14和无线温度协调器2之间采用ZigBee协议栈通信。ZigBee协议栈是IEEE 802. 15. 4标准基础上建立的，定义了协议的MAC和PHY层。IEEE802. 15. 4该标准定义了 RF射频以及与相邻设备之间的通信的PHY与MAC层，以及ZigBee堆栈层网络层NWK、应用层和安全服务提供层。无线温度数据经过无线温度协调器2处理后通过PC通信接口 23将数据传输至后台电脑进行分析处理；由于本实用新型采用功耗非常低的ZigBee网络进行通信，因此本实用新型无线温度传感模块I可以采用电池供电电源13进行供电，整体功耗十分低，能让温度传感器14工作10年以上，同时无线温度传感模块I与无线温度协调器2之间无任何物理连接，能在很多高压，高湿，等恶劣环境实现安全通信。进一步，微处理单元11定时检测电池的寿命，一但检测到电池电量快要耗尽，通过传感器无线收发电路12发送信号至无线温度协调器2，并通过，让后台的电脑可通过PC通信接口 23查询到电池的相关信息。进一步，所述PC通信接口 23为RS485接口，无线温度协调器2可通过该RS485接口设置通信地址、波特率、温度报警上限等参数。进一步，所述无线温度协调器2由外部供电电源24提供供电。所述外部供电电源24与由于无线温度协调器2通过ZigBee网络进行无线通信，因此离电缆头这些高压设备比较远，因而可方便采用外部供电电源24进行供电，不需要由开关柜进行变电供电，其安全性和稳定性更好。进一步，还包括IXD显示模块26，所述IXD显示模块26与微控制器21连接。IXD显示模块26不仅可以显示温度信息，而且可以显示电池电量等相关信息。进一步，还包括用于连接报警装置的报警接口 25，所述报警接口 25与微控制器21连接。当微控制器21检测到当前温度超过报警上限值时，通过报警接口 25向报警装置传输报警信号进行报警。进一步，所述传感器无线收发电路12和协调器无线收发电路22采用PCB天线。采用PCB天线，不仅成本相对较低，而且其体积更小，使本实用新型的适用性更好。以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种ZigBee无线电缆头测温系统，其特征在于包括至少一个无线温度传感模块(I)和一个无线温度协调器(2)； 无线温度传感模块(1)，包括微处理单元(11)、传感器无线收发电路(12)、温度传感器(14)和电池供电电源(13);传感器无线收发电路(12)、温度传感器(14)和电池供电电源(13)分别连接至微处理单元(11)，所述无线温度传感模块(I)设置于开关柜内的电缆头处； 无线温度协调器(2)，包括微控制器(21)、协调器无线收发电路(22)和PC通信接口(23);所述协调器无线收发电路(22)和PC通信接口(23)与微控制器(21)连接，其中协调器无线收发电路(22)通过ZigBee通信网络与传感器无线收发电路(12)无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种ZigBee无线电缆头测温系统，其特征在于所述无线温度协调器(2)由外部供电电源(24)提供供电。
3.根据权利要求1所述的一种ZigBee无线电缆头测温系统，其特征在于还包括IXD显示模块(26 )，所述IXD显示模块(26 )与微控制器(21)连接。
4.根据权利要求1所述的一种ZigBee无线电缆头测温系统，其特征在于还包括用于连接报警装置的报警接口( 25 )，所述报警接口( 25 )与微控制器(21)连接。
5.根据权利要求1所述的一种ZigBee无线电缆头测温系统，其特征在于所述传感器无线收发电路(12 )和协调器无线收发电路(22 )采用PCB天线。
专利摘要本实用新型公开了一种ZigBee无线电缆头测温系统，包括至少一个无线温度传感模块和一个无线温度协调器；无线温度传感模块包括微处理单元、传感器无线收发电路、温度传感器和电池供电电源；无线温度协调器包括微控制器、协调器无线收发电路和PC通信接口；其中协调器无线收发电路通过ZigBee通信网络与传感器无线收发电路无线连接。本实用新型采用功耗非常低的ZigBee网络进行通信，并采用电池供电电源进行供电，整体功耗十分低，能让温度传感器工作10年以上，无线温度传感模块安装在高压设备上，与无线温度协调器之间无任何物理连接，从根本上解决了高压设备接点运行温度不易实时在线监测的难题，也解决温度测量的安全问题。
文档编号G01K1/02GK202836777SQ20122043293
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者熊庆生, 张俊 申请人:珠海欧力配电自动化系统有限公司