一种变电站开关柜温湿度测量系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种变电站开关柜温湿度测量系统，包括温湿度传感器、MCU控制器、存储单元、GSM通信模块和逻辑控制单元，所述的MCU控制器分别与温湿度传感器、存储单元、GSM通信模块和逻辑控制单元连接；其中所述的温湿度传感器，用于实现温度和湿度信息的本地采集；所述的MCU控制器，用于对温湿度传感器采用的数据进行处理整合归一化，控制GSM通信模块工作，并通过控制逻辑控制单元工作；所述的存储单元，用于对本地采样到的数据进行记录以及进行日志管理；所述的GSM通信模块用来是接收和发送信息；所述的逻辑控制单元，用于实现外接设备的控制连接。与现有技术相比，本发明具有操作方便、测量精度高等优点。
【专利说明】一种变电站开关柜温湿度测量系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种温湿度测量系统，尤其是涉及一种变电站开关柜温湿度测量系统。
【背景技术】
[0002]电网规模的迅速扩大，通过复杂地形及恶劣气候条件地区的输电线路日益增多，当不利条件导致线路故障时就会影响整个电网的安全运行。因此，分析和研究输电线路各种常见外力破坏现象、原因，并提出针对性措施和加强输电线路的运行管理，对于增强我国电网安全稳定运行的水平十分重要。
[0003]对线路上的箱体进行温、湿度监测，亦成为输电线路安全运行的很重要的一部分。该监测装置并能通过手机短信查询实时和历史信息，可以为业主节省大量人力和时间。该GSM传感器可对密封的集体箱的温湿度情况进行监测，通过蓄电池或太阳能模块进行供电，以满足对密封箱体的温湿度情况进行实时监测。
[0004]常用的温湿度测量方法:
[0005]1.氯化锂湿度传感器
[0006]a)电阻式氯化锂湿度计
[0007]第一个基于电阻-湿度特性原理的氯化锂电湿敏元件是美国标准局的F.ff.Dunmore研制出来的。这种元件具有较高的精度，同时结构简单、价廉，适用于常温常湿的测控等一系列优点。
[0008]b)露点式氯化锂湿度计
[0009]露点式氯化锂湿度计是由美国的ForbOTo公司首先研制出来的，其后我国和许多国家都做了大量的研究工作。这种湿度计和上述电阻式氯化锂湿度计形式相似，但工作原理却完全不同。简而言之，它是利用氯化锂饱和水溶液的饱和水汽压随温度变化而进行工作的。
[0010]2.碳湿敏元件
[0011]碳湿敏元件是美国的E.K.Carver和C.ff.Breasefield于1942年首先提出来的，与常用的毛发、肠衣和氯化锂等探空元件相比，碳湿敏元件具有响应速度快、重复性好、无冲蚀效应和滞后环窄等优点，因之令人瞩目。我国气象部门于70年代初开展碳湿敏元件的研制，并取得了积极的成果，其测量不确定度不超过±5% RH，时间常数在正温时为2?3s，滞差一般在7%左右，比阻稳定性亦较好。
[0012]3.氧化铝湿度计
[0013]氧化铝传感器的突出优点是，体积可以非常小(例如用于探空仪的湿敏元件仅90 μ m厚、12mg重)，灵敏度高(测量下限达_110°C露点)，响应速度快(一般在0.3s到3s之间)，测量信号直接以电参量的形式输出，大大简化了数据处理程序，等等。另外，它还适用于测量液体中的水分。如上特点正是工业和气象中的某些测量领域所希望的。因此它被认为是进行高空大气探测可供选择的几种合乎要求的传感器之一。也正是因为这些特点使人们对这种方法产生浓厚的兴趣。然而，遗憾的是尽管许多国家的专业人员为改进传感器的性能进行了不懈的努力，但是在探索生产质量稳定的产品的工艺条件，以及提高性能稳定性等与实用有关的重要问题。
[0014]4.陶瓷湿度传感器
[0015]在湿度测量领域中，对于低湿和高湿及其在低温和高温条件下的测量，到目前为止仍然是一个薄弱环节，而其中又以高温条件下的湿度测量技术最为落后。以往，通风干湿球湿度计几乎是在这个温度条件下可以使用的唯一方法，而该法在实际使用中亦存在种种问题，无法令人满意。另一方面，科学技术的进展，要求在高温下测量湿度的场合越来越多，例如水泥、金属冶炼、食品加工等涉及工艺条件和质量控制的许多工业过程的湿度测量与控制。因此，自60年代起，许多国家开始竟相研制适用于高温条件下进行测量的湿度传感器。考虑到传感器的使用条件，人们很自然地把探索方向着眼于既具有吸水性又能耐高温的某些无机物上。实践已经证明，陶瓷元件不仅具有湿敏特性，而且还可以作为感温元件和气敏元件。这些特性使它极有可能成为一种有发展前途的多功能传感器。寺日、福岛、新田等人在这方面已经迈出了颇为成功的一步。他们于1980年研制成称之为“湿瓷-1I型”和“湿瓷-1II型”的多功能传感器。前者可测控温度和湿度，主要用于空调，后者可用来测量湿度和诸如酒精等多种有机蒸气，主要用于食品加工方面。
[0016]现有的变电站开关柜的温湿度测量技术普遍存在测量精度差、测量范围窄、维护不变、数据安全性差等问题。
【发明内容】
[0017]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作方便、测量精度高的变电站开关柜温湿度测量系统。
[0018]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0019]一种变电站开关柜温湿度测量系统，其特征在于，包括温湿度传感器、MCU控制器、存储单元、GSM通信模块和逻辑控制单元，所述的MCU控制器分别与温湿度传感器、存储单元、GSM通信模块和逻辑控制单元连接；
[0020]其中所述的温湿度传感器，用于实现温度和湿度信息的本地采集；
[0021]所述的MCU控制器，用于对温湿度传感器采用的数据进行处理整合归一化，控制GSM通信模块工作，并通过控制逻辑控制单元工作；
[0022]所述的存储单元，用于对本地采样到的数据进行记录以及进行日志管理；
[0023]所述的GSM通信模块用来是接收和发送信息；
[0024]所述的逻辑控制单元，用于实现外接设备的控制连接。
[0025]所述的温湿度传感器包括感温探头和电阻式氯化锂湿度计，其中感温探头用于实现本地温度的测量，所述的电阻式氯化锂湿度计用于感应本地的湿度参数。
[0026]所述的GSM通信模块包括依次连接的GSM芯片和GSM天线，所述的GSM芯片与MCU控制器连接。
[0027]用户需要来获取开关柜内的温湿度监测数据时，通过短信的方式进行查询，包括可查询当前时刻的温湿度数据，或查询具体某一天的平均数据以及某天的突变数据。
[0028]还包括电源模块，该电源模块包括电源管理电路、太阳能电池板和可充电铅酸蓄电池，所述的电源管理电路分别与太阳能电池板和可充电铅酸蓄电池连接。
[0029]所述的GSM通信模块按照设定的时间向指定终端发送温湿度信息的短信。
[0030]所述的太阳能电池板采用MPPT太阳能控制器。
[0031]还包括与MCU控制器连接的报警模块，当MCU控制器判断所采集的温湿度信息超过设定阈值时，控制报警模块进行本地报警，同时将报警信息立即传输给远程终端。
[0032]所述的报警模块为声光报警器。
[0033]所述的MCU控制器通过UART接口与GSM通信模块，所述的MCU控制器通过IIC总线与温湿度传感器连接。
[0034]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0035]1、操作方便，通过远程终端即可实时或定时参看温湿度信息，提高了变电站的可靠性。
[0036]2、测量精度高，采用高精度数据处理芯片，同时采用高精度采集芯片，大大提高了测量精度。
[0037]3、电池续航能力强，通过采用太阳能电池板和可充电铅酸蓄电池双重供电方式，大大提高了电池续航能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0040]实施例
[0041]如图1所示，一种变电站开关柜温湿度测量系统，包括温湿度传感器2、MCU控制器
1、存储单元3、GSM通信模块4和逻辑控制单元5，所述的MCU控制器I分别与温湿度传感器2、存储单元3、GSM通信模块4和逻辑控制单元5连接；
[0042]其中所述的温湿度传感器2，用于实现温度和湿度信息的本地采集；所述的MCU控制器I，用于对温湿度传感器2采用的数据进行处理整合归一化，控制GSM通信模块4工作，并通过控制逻辑控制单元5工作；所述的存储单元3，用于对本地采样到的数据进行记录以及进行日志管理；所述的GSM通信模块4用来是接收和发送信息；所述的逻辑控制单元5，用于实现外接设备的控制连接。
[0043]所述的温湿度传感器2包括感温探头和电阻式氯化锂湿度计，其中感温探头用于实现本地温度的测量，所述的电阻式氯化锂湿度计用于感应本地的湿度参数。
[0044]所述的GSM通信模块4包括依次连接的GSM芯片和GSM天线，所述的GSM芯片与MCU控制器I连接。
[0045]用户需要来获取开关柜内的温湿度监测数据时，通过短信的方式进行查询，包括可查询当前时刻的温湿度数据，或查询具体某一天的平均数据以及某天的突变数据。
[0046]本发明还包括电源模块，该电源模块包括电源管理电路、太阳能电池板和可充电铅酸蓄电池，所述的电源管理电路分别与太阳能电池板和可充电铅酸蓄电池连接。所述的太阳能电池板采用MPPT太阳能控制器。
[0047]所述的GSM通信模块4按照设定的时间向指定终端发送温湿度信息的短信。
[0048]本发明还包括与MCU控制器I连接的报警模块，当MCU控制器I判断所采集的温湿度信息超过设定阈值时，控制报警模块进行本地报警，同时将报警信息立即传输给远程终端。所述的报警模块为声光报警器。
[0049]所述的MCU控制器I通过UART接口与GSM通信模块4，所述的MCU控制器I通过IIC总线与温湿度传感器2连接。
[0050]具体实施方法:
[0051]A点安装一个温湿度传感器，该传感器需带有无线通信模块(移动等网络)，并安装有SM卡。当检修员需要知道实时温湿度状况时，就用指定手机号向A点SM卡发送一条短信指令，从而就可以收到A点目前的温湿度信息的短信。传感器通信模块，需具有过滤信息和干扰的功能，例如，非指定手机号拒接，非指定手机号短信不回等。
[0052]延伸功能:指定手机发送某条指令短信，亦可以得到几小时之内的温湿度信息短?目。
[0053]本发明主要技术指标
[0054]1.工作频率:发射频率为890ΜΗζ-915ΜΗζ ；
[0055]2.接收频率为 935ΜΗζ-960ΜΗζ ；
[0056]3.蓄电池:12V/3A ;
[0057]4.太阳能电池板功率:峰值20W ；
[0058]5.本地记录数据:10000条；
[0059]6.温度测量范围:-25?85°C ;
[0060]7.温度测量精度:2% ;
[0061]8.湿度测量范围:0?100% RH ；
[0062]9.湿度测量精度:±10% ;
[0063]10.电池最大续航时间:1个月。
【权利要求】
1.一种变电站开关柜温湿度测量系统，其特征在于，包括温湿度传感器、MCU控制器、存储单元、GSM通信模块和逻辑控制单元，所述的MCU控制器分别与温湿度传感器、存储单元、GSM通信模块和逻辑控制单元连接； 其中所述的温湿度传感器，用于实现温度和湿度信息的本地采集； 所述的MCU控制器，用于对温湿度传感器采用的数据进行处理整合归一化，控制GSM通信模块工作，并通过控制逻辑控制单元工作； 所述的存储单元，用于对本地采样到的数据进行记录以及进行日志管理； 所述的GSM通信模块用来是接收和发送信息； 所述的逻辑控制单元，用于实现外接设备的控制连接。
2.根据权利要求1所述的一种变电站开关柜温湿度测量系统，其特征在于，所述的温湿度传感器包括感温探头和电阻式氯化锂湿度计，其中感温探头用于实现本地温度的测量，所述的电阻式氯化锂湿度计用于感应本地的湿度参数。
3.根据权利要求1所述的一种变电站开关柜温湿度测量系统，其特征在于，所述的GSM通信模块包括依次连接的GSM芯片和GSM天线，所述的GSM芯片与MCU控制器连接。
4.根据权利要求3所述的一种变电站开关柜温湿度测量系统，其特征在于，用户需要来获取开关柜内的温湿度监测数据时，通过短信的方式进行查询，包括可查询当前时刻的温湿度数据，或查询具体某一天的平均数据以及某天的突变数据。
5.根据权利要求1所述的一种变电站开关柜温湿度测量系统，其特征在于，还包括电源模块，该电源模块包括电源管理电路、太阳能电池板和可充电铅酸蓄电池，所述的电源管理电路分别与太阳能电池板和可充电铅酸蓄电池连接。
6.根据权利要求1所述的一种变电站开关柜温湿度测量系统，其特征在于，所述的GSM通信模块按照设定的时间向指定终端发送温湿度信息的短信。
7.根据权利要求1所述的一种变电站开关柜温湿度测量系统，其特征在于，所述的太阳能电池板采用MPPT太阳能控制器。
8.根据权利要求1所述的一种变电站开关柜温湿度测量系统，其特征在于，还包括与MCU控制器连接的报警模块，当MCU控制器判断所采集的温湿度信息超过设定阈值时，控制报警模块进行本地报警，同时将报警信息立即传输给远程终端。
9.根据权利要求8所述的一种变电站开关柜温湿度测量系统，其特征在于，所述的报警模块为声光报警器。
10.根据权利要求1所述的一种变电站开关柜温湿度测量系统，其特征在于，所述的MCU控制器通过UART接口与GSM通信模块，所述的MCU控制器通过IIC总线与温湿度传感器连接。
【文档编号】G08C17/02GK104330117SQ201410682976
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】郑向阳, 王云涛, 许根喜, 李峰, 张卓云, 许磊 申请人:国家电网公司, 国网河南省电力公司焦作供电公司, 上海欣影电力科技股份有限公司