无线测温系统的制作方法

1.本实用新型涉及测温技术领域，具体涉及一种无线测温系统。


背景技术：

2.高低压配电柜是电力供电系统中用于进行电能分配、控制、计量以及连接线缆的配电设备，是电力系统中非常重要的设备，其正常运行是正常安全供电的基础，因此检测高低压配电柜是否存在异常就显得尤为重要。在高低压配电柜工作中其内部的一些设备常常会产生热量，当热量过高时往往会导致高低压配电柜出现异常，因此监测高低压配电柜中产量的热量是确定其是否存在异常的关键因素。目前，通常采用在每个配电柜设置温度采集器的方法来采集各配电柜的温度从而确定其是否存在异常，但该方法系统整体部署成本高，并且在巡检时，需要检查每一个高低压配电箱中的采集器，比较费时费力，不够便捷。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供了一种无线测温系统来解决现有技术中测温系统整体部署成本高，不利于巡检的问题。
4.一种无线测温系统，包括采集器、服务器和多个传感器节点；其中所述传感器节点设置于高低压配电柜中，每一个所述高低压配电柜中设置至少一个所述传感器节点；每一个所述传感器节点通过所述采集器连接所述服务器；
5.所述采集器节点用于采集所述高低压配电柜的温湿度数据，并把所述温湿度数据发送至所述采集器；
6.所述采集器用于显示各所述高低压配电柜的温湿度数据，并将各所述高低压配电柜的温湿度数据发送至所述服务器。
7.本技术实施例中提供的无线测温系统，包括采集器、服务器和多个传感器节点；其中传感器节点设置于高低压配电柜中，每一个高低压配电柜中设置至少一个传感器节点；每一个传感器节点通过采集器连接服务器；采集器节点用于采集高低压配电柜的温湿度数据，并把温湿度数据发送至采集器；采集器用于显示各高低压配电柜的温湿度数据，并将各高低压配电柜的温湿度数据发送至服务器。该无线测温系统仅需要设置一个采集器就可以完成对多个高低压配电柜的温湿度数据测定和显示，一方面系统硬件布局简单，另一方面便于巡检人员查看，及时发现出现异常的高低压配电柜。另外，不同配电柜中的传感器节点可以同时测量温湿度，并统一发送保存在服务器，可以加快数据采集速度，集中存储可以方便维修人员查看。
8.可选地，每一个所述传感器节点用于接收所述采集器发送的参数设置指令，根据所述参数设置指令进行参数设置。
9.可选地，每一个所述传感器节点用于接收所述采集器发送的休眠指令，根据所述休眠指令进入休眠状态，直至达到下一个温湿度数据采集时间或接收到所述采集器发送的唤醒指令。
10.可选地，所述传感器节点包括第一微控制器、温湿度传感器和第一无线射频模块；所述温湿度传感器通过所述第一微控制器连接所述无线射频模块；
11.所述第一微控制器用于控制所述温湿度传感器采集所述高低压配电柜的温湿度数据，并通过所述第一无线射频模块将所述温湿度数据发送至所述采集器。
12.可选地，所述传感器节点还包括第一供电模块，所述第一供电模块分别连接所述温湿度传感器、所述第一微控制器和所述第一无线射频模块。
13.可选地，所述采集器包括远程发送模块、第二微控制器和第二无线射频模块；所述第二微控制器分别连接所述远程发送模块和所述第二无线射频模块；
14.所述第二微控制器用于控制所述第二无线射频模块与所述第一无线射频模块建立lora组网，通过所述lora组网接收所述温湿度数据，并将所述温湿度数据通过所述远程发送模块发送至所述服务器。
15.可选地，所述采集器还包括交互显示模块；所述交互显示模块连接所述第二微控制器；
16.所述交互显示模块用于显示各所述高低压配电柜的温湿度数据和采集器的指示信息，并设置所述采集器或所述传感器节点的参数。
17.可选地，所述交互显示模块包括lcd屏幕、按键和led指示灯；所述lcd屏幕、所述按键和所述led指示灯分别连接所述第二微控制器；
18.所述lcd屏幕用于显示各所述高低压配电柜的温湿度数据；
19.所述led指示灯用于显示所述采集器的指示信息；
20.所述按键用于设置所述采集器或所述传感器节点的参数。
21.可选地，所述采集器还包括第二供电模块；所述第二供电模块分别连接所述远程发送模块、所述第二微控制器和所述第二无线射频模块。
22.可选地，所述第一无线射频模块和/或所述第二无线射频模块为sx1212射频芯片。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型一个实施例提供的无线测温系统结构示意图；
25.图2为本实用新型一个实施例提供的传感器节点结构示意图；
26.图3为本实用新型一个实施例提供的传感器节点的工作流程示意图；
27.图4为本实用新型一个实施例提供的采集器结构示意图；
28.图5为本实用新型一个实施例提供的传感器节点温湿度数据采集时序示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.一种无线测温系统，包括采集器、服务器和多个传感器节点；其中传感器节点设置于高低压配电柜中，每一个高低压配电柜中设置至少一个传感器节点；每一个传感器节点通过采集器连接服务器；采集器节点用于采集高低压配电柜的温湿度数据，并把温湿度数据发送至采集器；采集器用于显示各高低压配电柜的温湿度数据，并将各高低压配电柜的温湿度数据发送至服务器。
31.具体地，如图1所示，无线测温系统包括一个采集器、一个服务器和多个传感器节点。采集器部署在高低压配电柜的外面采集器负责搭建无线网络，接收各传感器节点采集的温湿度数据，进行显示、远程发送(即发生给服务器)。传感器节点主要部署在高低压配电柜中，每一个高低压配电柜中可以设置多个传感器节点，每一个传感器节点都可以采集各自高低压配电柜中的温湿度数据，并与采集器建立网络链接，将采集到的温湿度数据发送至采集器。另外，采集器也可以查询不同配电柜中不同传感器节点的温湿度数据，同时还可以将每一个高低压配电柜的温湿度数据发送到服务器中。采用一个采集器可以显示以及查询多个配电柜的温湿度数据，便于维修人员及时查看各配电柜的工作情况；将所有配电柜的温湿度数据存储在服务器中便于对数据进行管理，也方便相关人员调用查阅等。
32.其中，温湿度数据是指能反映高低压配电柜温度和/或湿度的一些数据或信息，该温湿度数据可以用来确定高低压配电柜中的热量，通过该热量能确定高低压配电柜是否存在异常，例如故障等。
33.可选地，服务器可以为云端服务器。
34.本技术实施例中提供的无线测温系统，包括采集器、服务器和多个传感器节点；其中传感器节点设置于高低压配电柜中，每一个高低压配电柜中设置至少一个传感器节点；每一个传感器节点通过采集器连接服务器；采集器节点用于采集高低压配电柜的温湿度数据，并把温湿度数据发送至采集器；采集器用于显示各高低压配电柜的温湿度数据，并将各高低压配电柜的温湿度数据发送至服务器。该无线测温系统仅需要设置一个采集器就可以完成对多个高低压配电柜的温湿度数据测定和显示，一方面系统硬件布局简单，另一方面便于巡检人员查看，及时发现出现异常的高低压配电柜。另外，不同配电柜中的传感器节点可以同时测量温湿度，并统一发送保存在服务器，可以加快数据采集速度，集中存储可以方便维修人员查看。
35.在一个实施例中，每一个传感器节点用于接收采集器发送的参数设置指令，根据参数设置指令进行参数设置。
36.其中，参数设置指令是指用于指示采集器进行初始化操作的一些信息，例如对传感器节点采集的数据类型、采集频率、时间间隔、每次采集时间、以及网络参数进行设置等。采用该方式可以对传感器节点进行智能化地设置，使得采集数据的方式更加多样化；并且也方便参数修改。
37.在一个实施例中，每一个传感器节点用于接收采集器发送的休眠指令，根据休眠指令进入休眠状态，直至达到下一个温湿度数据采集时间或接收到采集器发送的唤醒指令。
38.其中，休眠指令是指指示传感器节点进入休眠状态的一些信息。休眠状态也称为待机状态或低功耗状态。由于传感器节点在采集温湿度数据时通常是定时(或者每隔一段
时间)采集一次，并不需要实时采集，如果传感器节点一直处于工作状态会造成自身损耗和资源浪费。因此，当每一个传感器节点不需要采集温湿度数据时，可以进入休眠状态，当需要采集数据时再将其唤醒。可选地，传感器节点进入休眠状态可以是在采集完一次温湿度数据并发送至采集器后自行进入，也可以是在接收到采集器发送的休眠指令时进入。传感器节点进入唤醒状态可以是在当下一次温湿度数据采集时间到达时自行进入，也可以是在接收到采集器发送的唤醒指令后进入，在此不进行限制。
39.在一个实施例中，传感器节点包括第一微控制器、温湿度传感器和第一无线射频模块；温湿度传感器通过第一微控制器连接无线射频模块；第一微控制器用于控制温湿度传感器采集高低压配电柜的温湿度数据，并通过第一无线射频模块将温湿度数据发送至采集器。
40.在一个实施例中，传感器节点还包括第一供电模块，第一供电模块分别连接温湿度传感器、第一微控制器和第一无线射频模块。
41.在一个实施例中，第一无线射频模块可以是为sx1212射频芯片。
42.请参考图2，传感器节点包括包括第一微控制器、温湿度传感器、第一无线射频模块和第一供电模块。可选地，第一微控制器可以采用低功耗stm32l051c8t6微控制器；温湿度传感器可以采用sht20温湿度传感器，其中sht20可以采用模拟iic接口通信，与第一微控制器的两个gpio口连接。第一无线射频模块可以采用sx1212射频芯片，采用spi口与第一微控制器的四个gpio口相连。
43.在一种可选的实施方式中，第一供电模块可以是电源模块，可以为第一微控制器提供+3.3v工作电压，同时为温湿度传感器及第一无线射频模块提供工作电压。
44.另外，如图3所示，传感器节点的工作流程为：传感器节点各模块在完成上电和初始化后，会通过无线射频模块sx1212与采集器(即第二无线射频模块)建立通信链接组建lora网络，设置lora网络；如果通信链接成功，将温湿度传感器sht20采集的温湿度数据传输到采集器，同时可以接收下行(采集器发送)的指令，然后进入低功耗模式，待下次采集时间再次唤醒，重复工作；如果通信链接失败则重新建立通信链接，直至重新连接次数大于最大的连接次数。
45.在一个实施例中，采集器包括远程发送模块、第二微控制器和第二无线射频模块；第二微控制器分别连接远程发送模块和第二无线射频模块；第二微控制器用于控制第二无线射频模块与第一无线射频模块建立lora组网，通过lora组网接收温湿度数据，并将温湿度数据通过远程发送模块发送至服务器。
46.在一个实施例中，采集器还包括交互显示模块；交互显示模块连接第二微控制器；交互显示模块用于显示各高低压配电柜的温湿度数据和采集器的指示信息，并设置采集器或传感器节点的参数。
47.在一个实施例中，交互显示模块包括lcd屏幕、按键和led指示灯；lcd屏幕、按键和led指示灯分别连接第二微控制器；lcd屏幕用于显示各高低压配电柜的温湿度数据；led指示灯用于显示采集器的指示信息；按键用于设置采集器或传感器节点的参数。
48.在一个实施例中，采集器还包括第二供电模块；第二供电模块分别连接远程发送模块、第二微控制器和第二无线射频模块。
49.在一个实施例中，第二无线射频模块为sx1212射频芯片。
50.请参照图4，采集器包括第二微控制器、第二无线射频模块、交互显示模块、远程发送模块、第二供电模块。可选的，第二微控制器可以是高性能微控制器stm32f030c8t6的微控制器；第二无线射频模块可以采用sx1212射频芯片，sx1212射频芯片可以采用spi口与第二微控制器的四个gpio口相连。另外，采集器负责组建并维护lora网络，具体为第二无线射频模块与第一无线射频模块进行连接，组成lora组网。
51.lora是lpwan(low power wide area network，低功耗广域网)中最主要的一种通讯方式，该lora技术是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，该技术具有远距离、低功耗(电池寿命长)、多节点以及低成本的特点。采用基于lora的扩频通信技术，能够降低高低压配电柜本身对无线信号的屏蔽，使系统可靠性增强。
52.当不同传感器节点与采集器构建lora网络之后，传感器节点周期性将采集数据发送给采集器，每个传感器节点周期所用时间相同，采集周期也一致。不同节点依照加入网络时的顺序，依次将数据发送给采集器，其时序图如图5示。lora网络中的节点越多，相应的所用传感器节点采集一遍所需时间也越长。
53.在一个可选的实施方式中，交互显示模块包括lcd屏幕、按键和led指示灯；lcd屏幕可以方便显示各个传感器节点的数据，按键可以用于切换要显示的内容、设置采集参数状态，其中采集参数可以是传感器节点的参数也可以是采集器的参数；led指示灯可以指示采集器的工作状态，指示各节点的报警信息。
54.此外，交互显示模块中的lcd屏幕采用并行接口与第二微控制器通信，与第二微控制器的多个gpio口相连。
55.可选地，交互显示模块的按键可以是四个，其中四个按键与上拉电阻连接后再与第一微控制器的四个gpio口相连。
56.在一种可选的实施方式中，交互显示模块中的led指示灯与第一微控制器多个的gpio口连接。可选地，led指示灯可以包括红、黄、绿三种不同颜色。红灯亮表示报错信息，黄灯亮表示告警信息，绿灯亮表示正常工作。
57.在一种可选的实施方式中，远程发送模块可以是无线通信模块(例如4g通信模块，5g通信模块等)，在卡槽中插入流量卡，与蜂窝网络相连，可以将采集器采集的数据发送到(云)服务器上。此外，远程发送模块采用串口与第二微控制器通信，与微控制器的一个串口外设的gpio口相连。
58.在一种可选地实施方式中，第二供电模块可以为stm32f030c8t6高性能微控制器提供+3.3v工作电压，同时为第二无线射频模块、交互显示模块、远程发送模块提供工作电压。第二供电模块可以采用取电线圈通过电磁感应从高低压配电柜中取电或通过有线方式直接供电。
59.采用上述方案，可以以较低成本快速构建适用于高低压配电箱的无线测温系统，便捷采集高低压配电柜温湿度数据。
60.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。