基于物聯網的無線測溫模塊設計與應用

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：溫度是在很多生產生活場合中具有重要意義的一個參數。比如高壓變電站中，由于觸頭的松動導致設備溫度升高，可能引起火災，造成大量電力設備燒毀，影響日常生產生活；倉庫中溫度的高低會影響糧食的儲存周期；大棚中溫度的變化對植物的生長狀況有很大影響等。因此，對這些場合實行溫度的實時檢測就得尤為必要。設計了一套既適用于變電站等電磁輻射干擾強的特殊場合，又適用于蔬菜大棚等電磁輻射干擾弱的普通場合的無線測溫系統，并已在武漢工程大學附近的一處變電站進行了現場測試并已投入使用，達到了理想效果。該系統的成功開發方便了平時的生活生產，具有重大的現實意義。

關鍵詞：物聯網；無線測溫

 

       溫度是許多生產生活環境中具有重大意義的一個參數，這些場合中溫度的高低狀況都會影響生產的質量和產量以及設備的正常運行，所以要保證這些場合中生產生活的正常運行，就對這些場合中的溫度進行實時檢測。但過去人們采用的傳統測溫方法，比如人工巡視法、紅外探測法及有線測溫法等都存在勞動強度大、效率低及準確性差等諸多不足，因此研發出一套無線溫度數據采集系統意義重大。比如在儲存一些容易變質的農產品時，需要將溫度控制在適宜范圍中以防止其腐爛變質]。再者，隨著近年來經濟及社會的發展，日常生產生活對電能的需求量日益增大，電能就逐漸成為現代社會中重要的能源之一，也是國民經濟的命脈，對人們生產生活及國民經濟起著至關重要的作用。因此，確保電力系統安全可靠地運行是電力管理部門的首要任務。變電站中設備運行狀態的好壞是影響變電站的安全運行及整個電力系統穩定的一個重要指標，根據發生電力系統故障的數據統計，發現大部分故障發生前期及正在發生時都會伴隨著設備溫度的升高，這種溫度的升高會傳導到設備的外殼上，而且發生這些故障時通常很難人為發現，故可以通過測溫的方法來檢測電氣設備的運行狀態，以避免電網事故的發生及設備損壞，但是過去人們常用的測溫方法不僅不能及時地發現故障，而且還容易發生漏報情況，并且這些傳統方法不容易實現對密封狀態下的設備或處于障礙物下的設備進行測溫，再者磁場輻射對長期處在強磁場環境下的監測人員的身體健康也有很大影響。為了解決這些難題，人們迫切需要采用一種新的技術來替代之前采用的那些傳統方法。近年來，物聯網。技術的誕生及飛速發展為無線測溫系統的實現提供了可能。

       物聯網這個概念是美國在1999年提出，當時稱為傳感網，其定義是：通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念。

       本文基于物聯網技術研發出了一種可以既適用于蔬菜大棚等農業場所又適用于變電站等工業場所的無線測溫系統。該系統以低功耗微處理器、溫度傳感器和無線射頻芯片為核心部件，聯合電源模塊組成溫度采集通信模塊，設計了一種超低功耗無線通信協議。該系統具有便于攜帶、安裝方便、準確度高、抗干擾能力強等特點，有效地解決了傳統測溫方式存在的布線復雜、效率低、成本高、維修難等問題，具有重大的工程意義。

 

       整個系統由數據采集端和數據接收端兩部分組成，其中數據采集端由無線模塊組成，數字信號通過傳感器轉換后被發送到無線模塊，再經過調制后發出；數據接收端由主機及無線模塊組成。接收端接收到采集端發來的數據后，按照通信協議解調，還原其中的有效信息和數據后再通過串口發送給計算機，由電腦對數據進行處理分析。系統總體結構框架如圖1所示。