自供电高压母线无线温度监测系统的制作方法

本发明属于智能电网电力设备监测技术领域，具体地涉及自供电高压母线无线温度监测系统。

背景技术：

智能电网建设中，对电力设备的状态监测，信息采集，数据通信等是最基本的功能。发电厂或变电站的高压母线长期工作在大电流、高电压环境下，母线接触点以及每段连接处由于老化，松动，氧化等原因会使接触电阻增大，从而导致设备升温，出现熔断，漏电，等安全故障，甚至引发火灾，因此对高压母线的温度监测极为重要。

目前，成熟的测温方式有红外测温法，分布式光纤测温法，无线测温法等。

其中红外测温法是一种间接测温方式，但是高压设备元件相互遮挡，影响测温结果，同时还需要红外图谱识别，成本较高，不利于推广。光纤测温法抗干扰

能力强，但布线复杂，配套分析仪体积偏大，不易安装，且光纤长期使用易受到污染，雨水腐蚀等问题也使其绝缘性降低。传统的解决方案集中于降低系统功耗，或使用大容量电池，但受小型化的设计要求和设计工艺影响，传统解决方案在工程环境下收效甚微。

技术实现要素：

本发明就是针对上述几种测温方式存在的缺点，提供自供电高压母线无线温度监测系统；本发明安装简单，布局灵活，成功解决了较为棘手突出的无线测温系统的长期供电问题，延长电池供电的寿命周期，本发明的供电方式可以推广至很多低功耗的无线传感网络应用环境中。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明自供电高压母线无线温度监测系统，包括无线测温模块，数据汇聚模块，上位机监测终端；其结构要点是：所述无线测温模块由温度采集节点和路由器组成、形成Zigbee网络,所述路由器与数据汇聚模块相连，所述数据汇聚模块通过RS485或CAN总线与上位机监测终端通信；所述温度采集节点包括温度传感器、处理单元、供电单元，所述温度传感器与处理单元相互连接；所述供电单元包括太阳能板、能量采集模块、锂电池，所述太阳能板与能量采集模块相互连接，能量采集模块与锂电池相互连接；所述能量采集模块的输出端与处理单元相连。

作为本发明的一种优选方案，所述温度传感器采用DS18B20数字式温度传感器。

作为本发明的另一种优选方案，所述处理单元采用cc2530单片机。

作为本发明的另一种优选方案，所述能量采集模块采用超低功耗升压转换器bq25504。

作为本发明的另一种优选方案，所述能量采集模块bq25504的16引脚与太阳能电池板的一端相连，太阳能电池板的另一端与地相连；所述太阳能电池板的两端并联有电容器C3。

作为本发明的另一种优选方案，所述能量采集模块bq25504的11引脚通过连接负载接入驱动电路与处理单元cc2530相连。

本发明的有益效果是。

本发明提供了一种自供电高压母线无线温度监测系统，采集太阳能自供电的无线温度监测系统，解决了高压环境下的绝缘问题，并实现了灵活多点智能化的无线温度监测，充分发挥无线监测的优势。本发明无线测温模块由温度采集节点和路由器组成、形成Zigbee网络，成功地解决了较为棘手突出的无线测温系统的长期供电问题，延长电池供电的寿命周期，此种基于采集能量的供电方式可以推广至很多低功耗的无线传感网络应用环境中。

本发明由温度传感器采集温度，Zigbee模块传输数据，实现温度无线监测；供电方式采用基于TI公司的bq25504能量采集芯片采集太阳能为无线测温模块供电，保证系统长期正常工作，从而解决了无线温度监测方式电池供电周期短的问题。

附图说明

图1是本发明自供电高压母线无线温度监测系统的原理结构图。

图2是本发明自供电高压母线无线温度监测系统的温度采集节点结构框图。

图3是本发明自供电高压母线无线温度监测系统的供电单元电路连接图。

具体实施方式

结合图1和图2所示，为本发明自供电高压母线无线温度监测系统的原理结构图和温度采集节点结构框图。图中，包括无线测温模块，数据汇聚模块，上位机监测终端；其结构要点是：所述无线测温模块由温度采集节点和路由器组成、形成Zigbee网络,所述路由器与数据汇聚模块相连，所述数据汇聚模块通过RS485或CAN总线与上位机监测终端通信；所述温度采集节点包括温度传感器、处理单元、供电单元，所述温度传感器与处理单元相互连接；所述供电单元包括太阳能板、能量采集模块、锂电池，所述太阳能板与能量采集模块相互连接，能量采集模块与锂电池相互连接；所述能量采集模块的输出端与处理单元相连。

所述温度传感器采用DS18B20数字式温度传感器；所述处理单元采用cc2530单片机。所述温度传感器DS18B20具有全数字温度转换与输出、抗干扰能力强、功耗低、精度高等特点，温度测量范围为-55℃～＋125℃，在-10℃～＋85℃时精度为±0.5℃，尤其适用于精确测温场合；具有单总线的工作方式，与微处理器连接时仅需要一根信号线就可实现通信，并且该信号线可以为器件提供寄生电源；内置EEPROM，64位光刻ROM，内置产品序列号，可实现多个器件的连接。所述DS18B20通过I/O口连接cc2530，它的读写时序很重要，要按照协议进行：初始化DS18B20，发ROM功能命令，发存储器操作命令，处理数据。当cc2530检测到有温度数据时，对数据进行处理，然后将数据按照写入单片机的时序程序发送。系统可设定每隔适当时间唤醒温度传感器检测一次温度，并由发射端发送一次数据，然后进入休眠状态。接收端接受数据，分析存储，可进行报警。

本发明所述能量采集模块采用超低功耗升压转换器bq25504；并存储能量到锂电池，为无线测温模块供电。

所述bq25504 芯片支持最低330ｎＡ 的超低静态电流的升压充电，功能全面，可管理太阳能，热电发生器（TEG）、电磁、振动等多种直流源所产生的微瓦级至毫瓦级功率。（1）支持可编程动态最大功率点跟踪（MPPT）功能：可以调节输入电压，使输入源工作在较大功率状态，同时防止能量输入源损坏；（2）具有电池充电保护功能：可以编程欠压和过压电平，防止负载和能量存储单元的损坏，同时支持可编程过热关闭的片载温度传感器；（3）提供电池状态正常输出引脚：可编程阈值，提示电池是否工作正常，可用于驱动负载的接入与断开。

如图3所示，为本发明自供电高压母线无线温度监测系统的供电单元电路连接图。从图中可看出，所述能量采集模块bq25504的16引脚与太阳能电池板的一端相连，太阳能电池板的另一端与地相连；所述太阳能电池板的两端并联有电容器C3。所述能量采集模块bq25504的11引脚通过连接负载接入驱动电路与处理单元cc2530相连。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。