一种基于Lora的开关柜母线测温系统技术方案

本实用新型专利技术涉及高压电气设备监测技术领域，尤其涉及一种基于Lora的开关柜母线测温系统，包括：以时分复用的方式进行彼此通讯的一主节点与多个从节点。通过将无线温度测量装置分布式地安装在测温点，能快速有效地反应电气节点的温度变化，提高检测的及时性与准确性；采集数据在从节点至主节点之间的数据传输采用稳健的无线通讯传输方式，避免有线连接的布线与安全隐患，解决了高低压隔离问题；采用了低功耗设计，保证系统长期运行。

A temperature measurement system of switchgear bus based on Lora

【技术实现步骤摘要】
一种基于Lora的开关柜母线测温系统
本技术涉及高压电气设备监测
，尤其涉及一种基于Lora的开关柜母线测温系统。
技术介绍
温度历来是一个非常重要的参数，在电力、煤炭、医疗、军事和生活等许多领域，都需要用到测温装置来检测温度。温度的实时监测已经成为各行各业进行安全生产和减少损失所采取的重要措施之一。在工业系统中，温度是表征设备正常运行的重要参数，随着工业用电负荷的不断增长，为了避免因设备发热而导致的突发事件，温度的自动监测已经成为工业安全生产的重要环节。运行中的电气设备存在的某些缺陷会导致设备部件的温度异常升高，造成温度与接触电阻值的恶性循环，最终导致设备不能正常工作甚至烧毁，引发重大质量事故。当前，配电网中封闭式高压开关柜因载流负荷过大引起设备发热，导致设备故障、影响供电可靠性等现象已严重影响着电网系统的正常运行，存在较大的安全隐患。因此。为保证高压开关柜的正常运行，提高电力系统的可靠性，需要随时了解开关柜内部器件状态和温度变化情况，所以对开关柜薄弱处的温度在线监测具有十分重要的意义。现有技术中，比较传统的方法是手持红外热像仪，定时人工巡检。但这种方法费时费力，一般巡检的周期也比较长，很难第一时间发现问题，而且手持红外热像仪一般也比较昂贵；红外测温是一种间接测温，环境情况对于测温结果有较大的影响，稳定性不高且成本较大；光纤测温的适用性和稳定性好，但是布线复杂，分析仪器体积较大，光纤易受污染；通过ZigBee网络协议，通过无线的方式发送到附近的网关，再由ZigBee网关通过GPRS或网线将采集到的温度数据传送到云服务器。这种方式虽然避免了施工的布线问题，但是由于ZigBee工作在2.4G的公共信道上，存在大量的蓝牙，WiFi设备，电磁干扰十分严重，容易导致数据丢失；另外，由于2.4G频段电磁波的方向性比较好，绕射能力很弱，比较弯曲的通道里面，通信距离很受限，导致每一个网关下面能链接的节点数量比较有限，这样就势必需要增加网关布置的数量，这样就需要配置更多的Sim卡流量套餐费用，不利于后期维护成本的降低。而且，由于通信距离受限，网关布置的位置选择性也受限，在电井或地下室等地方，不可避免的也需要布置网关，但这些地方经常会出现没有GPRS信号的情况，导致虽然温度数据已经送到网关了，但是网关无法发送给服务器，造成数据丢失。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种基于Lora的开关柜母线测温系统，以解决现有技术中存在的实时性差、准确性差、数据易丢失等问题。为实现上述目的，本技术采用如下的技术方案：本技术提供了一种基于Lora的开关柜母线测温系统，包括：一主节点，所述主节点包括第一中央处理器、第一时钟振荡器、第一调制解调器、第一电源模块、总线模块、监控设备，所述第一中央处理器与所述第一时钟振荡器、第一调制解调器、第一电源模块进行电连接，并通过所述总线模块与监控设备进行通讯；至少一从节点，所述从节点包括第二中央处理器、第二时钟振荡器、第二调制解调器、温度传感器、第二电源模块，所述第二时钟振荡器、第二调制解调器、温度传感器、第二电源模块分别与所述第二中央处理器进行电连接；所述至少一从节点以时分复用的方式与主节点进行无线通讯。优选地，所述温度传感器包括两个双极型晶体管、五个场效应晶体管与一个电阻；第一场效应晶体管(Q1)的栅极与第二场效应晶体管(Q2)的栅极连接，源极与第三场效应晶体管(Q3)的漏极连接，漏极通过第一电阻(R1)连接至电源；第四场效应晶体管(Q4)的栅极与第三场效应晶体管(Q3)的栅极连接，漏极与第二场效应晶体管(Q2)的源极连接；第一双极型晶体管(T1)的基极与第三场效应晶体管(Q3)的源极连接，集电极与发射极同时接地；第二双极型晶体管(T2)的基极与第四场效应晶体管(Q4)的源极连接，集电极与发射极同时接地；第五场效应晶体管(Q5)的栅极与源极分别跨接在第一场效应晶体管(Q1)的漏极与第三场效应晶体管(Q3)的栅极之间，漏极与第二场效应晶体管(Q2)的漏极同时连接至电源。优选地，所述第一双极型晶体管(T1)的导通电平与第二双极型晶体管(T2)的导通电平相一致。优选地，所述场效应晶体管为NMOS场效应晶体管。优选地，所述温度传感器型号为DS18B20。优选地，所述温度传感器安装在开关柜的三相母线上，每相有两个温度传感器。有益效果：本技术的基于Lora的开关柜母线测温系统，通过将无线温度测量装置分布式地安装在测温点，能快速有效地反应电气节点的温度变化，提高检测的及时性与准确性；采集数据在从节点至主节点之间的数据传输采用稳健的无线通讯传输方式，避免有线连接的布线与安全隐患，解决了高低压隔离问题；采用了低功耗设计，保证系统长期运行。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，附图中的实施例不构成对本技术的任何限制，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术基于Lora的开关柜母线测温系统一实施例结构示意图。图2是本技术上述测温系统温度传感器一实施例分立元件具体电路图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本技术技术方案作进一步详细的说明，这是本技术的较佳实施例。应当理解，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。实施例一本技术一实施例提供了一种基于Lora的开关柜母线测温系统，如图1所示，具体可以包括如下模块：一主节点与多个从节点；主节点包括第一中央处理器MSP430F149、第一时钟振荡器DS1302、第一调制解调器SX1278、第一电源模块、总线模块RS-485、监控设备，第一中央处理器与第一时钟振荡器、第一调制解调器、第一电源模块进行电连接，并通过总线模块与监控设备进行通讯；从节点包括第二中央处理器、第二时钟振荡器、第二调制解调器、温度传感器、第二电源模块，第二时钟振荡器、第二调制解调器、温度传感器、第二电源模块分别与第二中央处理器进行电连接。其中，从节点均以时分复用的方式与主节点以LoRa协议进行无线通讯。如图2所示，在本实施例中，温度传感器由分立元件构成，具体包括两个双极型晶体管、五个场效应晶体管与一个电阻；第一场效应晶体管(Q1)的栅极与第二场效应晶体管(Q2)的栅极连接，源极与第三场效应晶体管(Q3)的漏极连接，漏极通过第一电阻(R1)连接至电源；第四场效应晶体管(Q4)的栅极与第三场效应晶体管(Q3)的栅极连接，漏极与第二场效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Lora的开关柜母线测温系统，其特征在于，包括：/n一主节点，所述主节点包括第一中央处理器、第一时钟振荡器、第一调制解调器、第一电源模块、总线模块、监控设备，所述第一中央处理器与所述第一时钟振荡器、第一调制解调器、第一电源模块进行电连接，并通过所述总线模块与监控设备进行通讯；/n至少一从节点，所述从节点包括第二中央处理器、第二时钟振荡器、第二调制解调器、温度传感器、第二电源模块，所述第二时钟振荡器、第二调制解调器、温度传感器、第二电源模块分别与所述第二中央处理器进行电连接；/n所述至少一从节点以时分复用的方式与主节点进行无线通讯。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于Lora的开关柜母线测温系统，其特征在于，包括：
一主节点，所述主节点包括第一中央处理器、第一时钟振荡器、第一调制解调器、第一电源模块、总线模块、监控设备，所述第一中央处理器与所述第一时钟振荡器、第一调制解调器、第一电源模块进行电连接，并通过所述总线模块与监控设备进行通讯；
至少一从节点，所述从节点包括第二中央处理器、第二时钟振荡器、第二调制解调器、温度传感器、第二电源模块，所述第二时钟振荡器、第二调制解调器、温度传感器、第二电源模块分别与所述第二中央处理器进行电连接；
所述至少一从节点以时分复用的方式与主节点进行无线通讯。


2.根据权利要求1所述的基于Lora的开关柜母线测温系统，其特征在于，所述温度传感器包括两个双极型晶体管、五个场效应晶体管与一个电阻；
第一场效应晶体管(Q1)的栅极与第二场效应晶体管(Q2)的栅极连接，源极与第三场效应晶体管(Q3)的漏极连接，漏极通过第一电阻(R1)连接至电源；
第四场效应晶体管(Q4)的栅极与第三场效应晶体管(Q3)的栅极连接，漏极与第二场效应晶体管(Q2)的源极...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵辉，张征，孙旭升，郝锴，张云飞，宋帅磊，王东，李路培，朱鸿宇，张运祺，
申请(专利权)人：纪年科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41