专利名称：一种基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端。
背景技术：
现代社会对电能的依赖性极高，用电密度越大的地区对电的依赖性越高，因而对供电设备的可靠性提出了越来越高的要求。作为目前普遍使用的小车式开关柜，由于断路器与开关柜之间采用插头联接，当小车与开关柜因制造、运输及安装不良等都将引起触头接触不良，接触电阻增大，出现触头温升过高，甚至烧毁，造成停电，这些现象在大电流开关柜如进线柜上尤为突出，且影响极大。因此，为避免此类事故的发生，对能即时监测触头温升的装置的需求就显得非常迫切了。现有技术中，电力部门采用在线监测方式对触头状况进行实时的、在线的监测，具体方法是先通过采集装置采集开关触头的实时温度，然后将温度数据发送到数据管理终端，最后通过数据管理终端将数据发送到外围监控主站。然而，作为采集装置与监控主站之间的通信中介，现有的数据管理终端均需要通过光纤等有线传输方式与采集装置连接，因此造成了硬件故障率高以及成本高等问题。另外，现有的数据管理终端大多通过有线方式与后台管理服务器连接，现场实施时较为复杂。鉴于上述情况，现有开关触头温度数据管理终端已不能满足对开关触头温度监测的要求，因此，迫切需要研发一种新的数据管理终端，以满足使用需要。
发明内容为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型旨在提供一种基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端，以安全可靠地实现采集装置与监控主站间的通信， 并实现无线收发数据的目的。本实用新型所述的一种基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端， 它包括一主控制器以及分别与该主控制器连接的一电源模块、一无线通讯模块和一数据传输模块，其中，所述无线通讯模块通过ZigBee网络接收来自一外围的温度采集装置提供的采集数据；所述数据传输模块通过GSM(全球移动通信系统)网络向一外围的监控主站输出所述采集数据。在上述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端中，所述数据管理终端还包括分别与所述主控制器连接的一温度探头和一实时时钟模块；所述主控制器接收来自所述温度探头提供的温度数据和所述实时时钟模块提供的实时时间信号，将该温度数据和实时时间信号打包后的数据包发送到所述数据传输模块；[0012]所述数据传输模块通过GSM网络向所述监控主站输出所述数据包。在上述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端中，所述数据传输模块还通过GSM网络接收来自所述监控主站输出的数据请求信号。在上述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端中，所述无线通讯模块还通过ZigBee网络向所述温度采集装置输出数据请求信号。在上述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端中，所述主控制器包括一与所述温度探头连接的AD(模数)转换模块、一与所述实时时钟模块连接的 I2C(Inter-Integrated Circuit，两线式串行总线)接口、一与所述无线通讯模块连接的 SPI接口(Serial Peripheral hterface，串行外围设备接口)和一与所述数据传输模块连接的 USART 接口 (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter,通用同步/异步串行接收/发送接口)。在上述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端中，所述电源模块包括一通过一电压转换电路向所述主控制器供电的取能线圈在上述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端中，所述电源模块还包括一与所述主控制器连接的锂电池，且所述电压转换电路的输出端还与所述锂电池连接。在上述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端中，所述电压转换电路的输出端还与所述AD转换模块连接。在上述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端中，所述无线通讯模块包括依次连接的一 RF(Radi0 Frequency，射频)芯片、一 balun电路(平衡-非平衡转换电路)和一第一天线，其中，所述RF芯片与所述SPI接口连接。在上述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端中，所述数据传输模块包括依次连接的一手机模块和一第二天线，其中，所述手机模块与所述USART接口连接。由于采用了上述的技术解决方案，即本实用新型一方面通过基于ZIGBEE技术的无线通讯模块与外围采集装置进行温度数据的无线传输，从而在保证可靠性的前提下，有效避免了硬件故障，降低了成本；另一方面通过GSM网络与外围监控主站进行通信，从而克服了现有技术受测量点地域位置限制的缺点，实现了数据的及时传输，具有适用范围广等优点；另外，本实用新型通过设置温度探头，在作为采集装置和监控主站通信中介的同时也能进行数据的采集工作，从而充分利用了系统资源；同时，本实用新型还通过取能线圈测量导线电流，利用导线负荷电流和正常情况下的触头温度的对应关系，为触头温度超限报警提供依据。
图1是本实用新型一种基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。[0024]如图1所示，本实用新型，即一种基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度采集装置，它包括一主控制器1、一电源模块2、一温度探头3、一实时时钟模块4、一无线通讯模块 5和一数据传输模块6。主控制器1包括一与温度探头3连接的AD转换模块11、一与实时时钟模块4连接的I2C接口 12、一无线通讯模块5连接的SPI接口 13和一与数据传输模块6连接的USART 接□ 14。在本实施例中，主控制器1采用的是Microchip公司生产的一款8位宽工作电压范围的大容量flash、多功能、高性能单片机PIC18LF4620 ；相比于其他通用的8位微控制器，单片机PIC18LF4620具有更加丰富的资源和极低的功耗，它安装有ZIGBEE协议栈，并具有64KB的flash (闪存)、3986bytes的SRAM (静态随机存储器)和1KB的EEPROM (可擦可编程只读存储器)，它的主同步串口支持SPI和I2C，有增强型可选址USART接口 14和多达 13通道的10位AD转换模块11 ；除了正常工作模式外，它还支持空闲模式和休眠模式，两种模式下的电流分别可降至2. 5uA和ΙΟΟηΑ。电源模块2包括一通过一电压转换电路22向主控制器1供电的取能线圈21和一与主控制器1连接的锂电池23，且电压转换电路22的输出端还与锂电池23连接。为了保证电源的稳定供电，本数据管理终端主要采用取能线圈21从开关柜母线 M上感应取电的方式来给终端供电；同时，考虑到线路有可能临时停电或负载过轻导致感应电流不够，因此，采用锂电池23可作为备用电源；当感应取电正常时，取能线圈21经电压转换电路22给主控制器1供电的同时，也给锂电池23充电；一旦主控制器1检测到供电电压低于某一数值，立即切换到锂电池23供电，这样就最大限度的保证了终端供电的稳定性。为了充分利用系统资源，本数据管理终端同时也进行数据的采集工作，即将温度探头3直接贴在开关柜的触头和导线处(采集到的触头和导线的温度差即反映了开关柜触头的温升)，主控制器1接收来自温度探头3提供的温度数据和实时时钟模块4提供的实时时间信号，并将该温度数据和实时时间信号打包后的数据包发送到数据传输模块6。另外，本实施例中，电压转换电路22的输出端还与AD转换模块11连接，从而可实现导线电流的采集。具体来说，由于取能线圈21实际上就是一个电流互感器，副边感应电流的大小可以反映母线M上电流的大小，故在取能线圈21的副边接一个包括采样电阻 (图中未示)的电压转换电路22 (电压转换电路22可采用常规的电路产品)，把电流信号转化为电压信号，然后经滤波，升压等处理后送入主控制器1的AD转换模块11，最后主控制器1根据采集得到的电压值通过傅立叶滤波后即可换算出母线M上的电流值，利用导线负荷电流和正常情况下的触头温度的对应关系，为触头温度超限报警提供依据。由于监测开关触头温度时需要知道各个采集值的准确时间，以便对触头状况进行分析和预测，因此，本终端需要有实时时钟模块4提供时间基准，当温度探头3收集好温度数据后，先从实时时钟模块4读取实时时间，并附到每个数据包里面，然后再发送出去。在本实施例中，实时时钟模块4采用的是PCF8563芯片，它和主控制器1之间采用I2C接口 12 进行通信。无线通讯模块5通过ZigBee网络与一外围的温度采集装置(图中未示)通信连接，一方面，用于主动接收来自温度采集装置提供的采集数据，另一方面，向温度采集装置输出数据请求信号，随时要求温度采集装置提供任意时刻的采集数据。无线通讯模块5包括依次连接的一 RF芯片51、一 balun电路52和一第一天线53，其中，RF芯片51与SPI接口 13连接。在本实施例中，RF芯片51采用的是Microchip公司生产的2. 4GHz的射频收发器 MRF24J40，它支持ZigBee软件堆栈，并可以通过SPI接口 13方便地与主控制器1通信。由于RF芯片51侧的信号是平衡的，而天线53侧的射频信号是非平衡的，所以在两者之间必须设置balun电路52(balim电路52可采用常规的电路产品)将信号进行转换，转换后还要对高频信号进行阻抗匹配，使得输出阻抗维持在50 Ω。数据传输模块6通过GSM网络与一外围的监控主站(图中未示)通信连接，一方面，向监控主站输出温度采集装置提供的采集数据，另一方面，用于主动向监控主站输出主控制器1提供的数据包，还有一方面，用于接收来自监控主站输出的数据请求信号，即可根据监控主站的要求随时提供任意时刻的采集数据。数据传输模块6包括依次连接的一手机模块61和一第二天线62，其中，手机模块61与USART接口 14连接。由于监控主站和本终端往往距离很远，采用无线传输是最现实的方式，因此，本终端采用GSM和监控主站进行通信。本实施例中，手机模块61采用的是型号为G24的产品， 由于该款产品内部集成了 TCP/IP协议，因此使用起来非常简单方便。本实用新型的工作原理如下本终端通过ZigBee网络随时监视是否有温度采集装置发送过来的数据，一旦收到后会将相应标志位置1，当主控制器1查询到后即通过SMS发送给监控主站。如果监控主站需要任一时刻的终端数据，可以给手机模块61打电话，当本终端通过中断或查询接收到振铃信号后，即将相应标志位置1 ；当主控制器1检查到该标志位后， 即开始采集温度和电流数据，然后从实时时钟模块4获取实时时间，与采集数据一起打包后即可发送给监控主站。发送完毕后，本终端通过ZigBee网络向温度采集装置发送索要数据请求，收到温度采集装置输出的数据后，本终端会通过SMS将数据发送给监控主站。如果监控主站并无主动召唤时，本终端是根据脚本中定义的采集间隔进行数据采集的，当采集时间到后，读取实时时间，与采集数据一起打包后通过SMS发送给监控主站。另外，本终端会通过USART接口 14接收中断，即随时准备接收监控主站发来的脚本短消息，一旦收到该短消息，则主控制器1就修改相应的脚本并将脚本存到EEPROM中，一旦由于各种原因复位后即可从EEPROM读取该脚本；本终端最后会将该脚本通过ZigBee发送给各温度采集装置。以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。
权利要求1.一种基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端，其特征在于，所述数据管理终端包括一主控制器以及分别与该主控制器连接的一电源模块、一无线通讯模块和一数据传输模块，其中，所述无线通讯模块通过ZigBee网络接收来自一外围的温度采集装置提供的采集数据；所述数据传输模块通过GSM网络向一外围的监控主站输出所述采集数据。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端，其特征在于，所述数据管理终端还包括分别与所述主控制器连接的一温度探头和一实时时钟模块；所述主控制器接收来自所述温度探头提供的温度数据和所述实时时钟模块提供的实时时间信号，将该温度数据和实时时间信号打包后的数据包发送到所述数据传输模块；所述数据传输模块通过GSM网络向所述监控主站输出所述数据包。
3.根据权利要求1或2所述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端， 其特征在于，所述数据传输模块还通过GSM网络接收来自所述监控主站输出的数据请求信号。
4.根据权利要求3所述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端，其特征在于，所述无线通讯模块还通过ZigBee网络向所述温度采集装置输出数据请求信号。
5.根据权利要求2所述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端，其特征在于，所述主控制器包括一与所述温度探头连接的AD转换模块、一与所述实时时钟模块连接的I2C接口、一与所述无线通讯模块连接的SPI接口和一与所述数据传输模块连接的 USART 接口。
6.根据权利要求5所述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端，其特征在于，所述电源模块包括一通过一电压转换电路向所述主控制器供电的取能线圈
7.根据权利要求6所述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端，其特征在于，所述电源模块还包括一与所述主控制器连接的锂电池，且所述电压转换电路的输出端还与所述锂电池连接。
8.根据权利要求6或7所述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端， 其特征在于，所述电压转换电路的输出端还与所述AD转换模块连接。
9.根据权利要求5所述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端，其特征在于，所述无线通讯模块包括依次连接的一 RF芯片、一 kilim电路和一第一天线，其中， 所述RF芯片与所述SPI接口连接。
10.根据权利要求5所述的基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端，其特征在于，所述数据传输模块包括依次连接的一手机模块和一第二天线，其中，所述手机模块与所述USART接口连接。
专利摘要本实用新型涉及一种基于ZigBee技术的智能开关柜触头温度数据管理终端，它包括一主控制器以及分别与该主控制器连接的一电源模块、一无线通讯模块和一数据传输模块，其中，所述无线通讯模块通过ZigBee网络接收来自一外围的温度采集装置提供的采集数据；所述数据传输模块通过GSM网络向一外围的监控主站输出所述采集数据。本实用新型一方面通过基于ZigBee技术的无线通讯模块与外围采集装置进行温度数据的无线传输，从而在保证可靠性的前提下，有效避免了硬件故障，降低了成本；另一方面通过GSM网络与外围监控主站进行通信，从而克服了受测量点地域位置限制的缺点，实现了数据的及时传输，具有适用范围广等优点。
文档编号G01K1/02GK202109993SQ20112022290
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者于龙, 安立勇, 崔静 申请人:山东鲁亿通智能电气股份有限公司