一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，包括溫濕度傳感器、MCU控制器、存儲(chǔ)單元、GSM通信模塊和邏輯控制單元，所述的MCU控制器分別與溫濕度傳感器、存儲(chǔ)單元、GSM通信模塊和邏輯控制單元連接；其中所述的溫濕度傳感器，用于實(shí)現(xiàn)溫度和濕度信息的本地采集；所述的MCU控制器，用于對溫濕度傳感器采用的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理整合歸一化，控制GSM通信模塊工作，并通過控制邏輯控制單元工作；所述的存儲(chǔ)單元，用于對本地采樣到的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄以及進(jìn)行日志管理；所述的GSM通信模塊用來是接收和發(fā)送信息；所述的邏輯控制單元，用于實(shí)現(xiàn)外接設(shè)備的控制連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有操作方便、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溫濕度測量系統(tǒng)，尤其是涉及一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，通過復(fù)雜地形及惡劣氣候條件地區(qū)的輸電線路日益增多，當(dāng)不利條件導(dǎo)致線路故障時(shí)就會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。因此，分析和研究輸電線路各種常見外力破壞現(xiàn)象、原因，并提出針對性措施和加強(qiáng)輸電線路的運(yùn)行管理，對于增強(qiáng)我國電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的水平十分重要。
[0003]對線路上的箱體進(jìn)行溫、濕度監(jiān)測，亦成為輸電線路安全運(yùn)行的很重要的一部分。該監(jiān)測裝置并能通過手機(jī)短信查詢實(shí)時(shí)和歷史信息，可以為業(yè)主節(jié)省大量人力和時(shí)間。該GSM傳感器可對密封的集體箱的溫濕度情況進(jìn)行監(jiān)測，通過蓄電池或太陽能模塊進(jìn)行供電，以滿足對密封箱體的溫濕度情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。
[0004]常用的溫濕度測量方法:
[0005]1.氯化鋰濕度傳感器
[0006]a)電阻式氯化鋰濕度計(jì)
[0007]第一個(gè)基于電阻-濕度特性原理的氯化鋰電濕敏元件是美國標(biāo)準(zhǔn)局的F.ff.Dunmore研制出來的。這種元件具有較高的精度，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)廉，適用于常溫常濕的測控等一系列優(yōu)點(diǎn)。
[0008]b)露點(diǎn)式氯化鋰濕度計(jì)
[0009]露點(diǎn)式氯化鋰濕度計(jì)是由美國的ForbOTo公司首先研制出來的，其后我國和許多國家都做了大量的研究工作。這種濕度計(jì)和上述電阻式氯化鋰濕度計(jì)形式相似，但工作原理卻完全不同。簡而言之，它是利用氯化鋰飽和水溶液的飽和水汽壓隨溫度變化而進(jìn)行工作的。
[0010]2.碳濕敏元件
[0011]碳濕敏元件是美國的E.K.Carver和C.ff.Breasefield于1942年首先提出來的，與常用的毛發(fā)、腸衣和氯化鋰等探空元件相比，碳濕敏元件具有響應(yīng)速度快、重復(fù)性好、無沖蝕效應(yīng)和滯后環(huán)窄等優(yōu)點(diǎn)，因之令人矚目。我國氣象部門于70年代初開展碳濕敏元件的研制，并取得了積極的成果，其測量不確定度不超過±5% RH，時(shí)間常數(shù)在正溫時(shí)為2?3s，滯差一般在7%左右，比阻穩(wěn)定性亦較好。
[0012]3.氧化鋁濕度計(jì)
[0013]氧化鋁傳感器的突出優(yōu)點(diǎn)是，體積可以非常小(例如用于探空儀的濕敏元件僅90 μ m厚、12mg重)，靈敏度高(測量下限達(dá)_110°C露點(diǎn))，響應(yīng)速度快(一般在0.3s到3s之間)，測量信號直接以電參量的形式輸出，大大簡化了數(shù)據(jù)處理程序，等等。另外，它還適用于測量液體中的水分。如上特點(diǎn)正是工業(yè)和氣象中的某些測量領(lǐng)域所希望的。因此它被認(rèn)為是進(jìn)行高空大氣探測可供選擇的幾種合乎要求的傳感器之一。也正是因?yàn)檫@些特點(diǎn)使人們對這種方法產(chǎn)生濃厚的興趣。然而，遺憾的是盡管許多國家的專業(yè)人員為改進(jìn)傳感器的性能進(jìn)行了不懈的努力，但是在探索生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品的工藝條件，以及提高性能穩(wěn)定性等與實(shí)用有關(guān)的重要問題。
[0014]4.陶瓷濕度傳感器
[0015]在濕度測量領(lǐng)域中，對于低濕和高濕及其在低溫和高溫條件下的測量，到目前為止仍然是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，而其中又以高溫條件下的濕度測量技術(shù)最為落后。以往，通風(fēng)干濕球濕度計(jì)幾乎是在這個(gè)溫度條件下可以使用的唯一方法，而該法在實(shí)際使用中亦存在種種問題，無法令人滿意。另一方面，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展，要求在高溫下測量濕度的場合越來越多，例如水泥、金屬冶煉、食品加工等涉及工藝條件和質(zhì)量控制的許多工業(yè)過程的濕度測量與控制。因此，自60年代起，許多國家開始竟相研制適用于高溫條件下進(jìn)行測量的濕度傳感器。考慮到傳感器的使用條件，人們很自然地把探索方向著眼于既具有吸水性又能耐高溫的某些無機(jī)物上。實(shí)踐已經(jīng)證明，陶瓷元件不僅具有濕敏特性，而且還可以作為感溫元件和氣敏元件。這些特性使它極有可能成為一種有發(fā)展前途的多功能傳感器。寺日、福島、新田等人在這方面已經(jīng)邁出了頗為成功的一步。他們于1980年研制成稱之為“濕瓷-1I型”和“濕瓷-1II型”的多功能傳感器。前者可測控溫度和濕度，主要用于空調(diào)，后者可用來測量濕度和諸如酒精等多種有機(jī)蒸氣，主要用于食品加工方面。
[0016]現(xiàn)有的變電站開關(guān)柜的溫濕度測量技術(shù)普遍存在測量精度差、測量范圍窄、維護(hù)不變、數(shù)據(jù)安全性差等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種操作方便、測量精度高的變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0019]一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，其特征在于，包括溫濕度傳感器、MCU控制器、存儲(chǔ)單元、GSM通信模塊和邏輯控制單元，所述的MCU控制器分別與溫濕度傳感器、存儲(chǔ)單元、GSM通信模塊和邏輯控制單元連接；
[0020]其中所述的溫濕度傳感器，用于實(shí)現(xiàn)溫度和濕度信息的本地采集；
[0021]所述的MCU控制器，用于對溫濕度傳感器采用的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理整合歸一化，控制GSM通信模塊工作，并通過控制邏輯控制單元工作；
[0022]所述的存儲(chǔ)單元，用于對本地采樣到的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄以及進(jìn)行日志管理；
[0023]所述的GSM通信模塊用來是接收和發(fā)送信息；
[0024]所述的邏輯控制單元，用于實(shí)現(xiàn)外接設(shè)備的控制連接。
[0025]所述的溫濕度傳感器包括感溫探頭和電阻式氯化鋰濕度計(jì)，其中感溫探頭用于實(shí)現(xiàn)本地溫度的測量，所述的電阻式氯化鋰濕度計(jì)用于感應(yīng)本地的濕度參數(shù)。
[0026]所述的GSM通信模塊包括依次連接的GSM芯片和GSM天線，所述的GSM芯片與MCU控制器連接。
[0027]用戶需要來獲取開關(guān)柜內(nèi)的溫濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)時(shí)，通過短信的方式進(jìn)行查詢，包括可查詢當(dāng)前時(shí)刻的溫濕度數(shù)據(jù)，或查詢具體某一天的平均數(shù)據(jù)以及某天的突變數(shù)據(jù)。
[0028]還包括電源模塊，該電源模塊包括電源管理電路、太陽能電池板和可充電鉛酸蓄電池，所述的電源管理電路分別與太陽能電池板和可充電鉛酸蓄電池連接。
[0029]所述的GSM通信模塊按照設(shè)定的時(shí)間向指定終端發(fā)送溫濕度信息的短信。
[0030]所述的太陽能電池板采用MPPT太陽能控制器。
[0031]還包括與MCU控制器連接的報(bào)警模塊，當(dāng)MCU控制器判斷所采集的溫濕度信息超過設(shè)定閾值時(shí)，控制報(bào)警模塊進(jìn)行本地報(bào)警，同時(shí)將報(bào)警信息立即傳輸給遠(yuǎn)程終端。
[0032]所述的報(bào)警模塊為聲光報(bào)警器。
[0033]所述的MCU控制器通過UART接口與GSM通信模塊，所述的MCU控制器通過IIC總線與溫濕度傳感器連接。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0035]1、操作方便，通過遠(yuǎn)程終端即可實(shí)時(shí)或定時(shí)參看溫濕度信息，提高了變電站的可靠性。
[0036]2、測量精度高，采用高精度數(shù)據(jù)處理芯片，同時(shí)采用高精度采集芯片，大大提高了測量精度。
[0037]3、電池續(xù)航能力強(qiáng)，通過采用太陽能電池板和可充電鉛酸蓄電池雙重供電方式，大大提高了電池續(xù)航能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0040]實(shí)施例
[0041]如圖1所示，一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，包括溫濕度傳感器2、MCU控制器
1、存儲(chǔ)單元3、GSM通信模塊4和邏輯控制單元5，所述的MCU控制器I分別與溫濕度傳感器2、存儲(chǔ)單元3、GSM通信模塊4和邏輯控制單元5連接；
[0042]其中所述的溫濕度傳感器2，用于實(shí)現(xiàn)溫度和濕度信息的本地采集；所述的MCU控制器I，用于對溫濕度傳感器2采用的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理整合歸一化，控制GSM通信模塊4工作，并通過控制邏輯控制單元5工作；所述的存儲(chǔ)單元3，用于對本地采樣到的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄以及進(jìn)行日志管理；所述的GSM通信模塊4用來是接收和發(fā)送信息；所述的邏輯控制單元5，用于實(shí)現(xiàn)外接設(shè)備的控制連接。
[0043]所述的溫濕度傳感器2包括感溫探頭和電阻式氯化鋰濕度計(jì)，其中感溫探頭用于實(shí)現(xiàn)本地溫度的測量，所述的電阻式氯化鋰濕度計(jì)用于感應(yīng)本地的濕度參數(shù)。
[0044]所述的GSM通信模塊4包括依次連接的GSM芯片和GSM天線，所述的GSM芯片與MCU控制器I連接。
[0045]用戶需要來獲取開關(guān)柜內(nèi)的溫濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)時(shí)，通過短信的方式進(jìn)行查詢，包括可查詢當(dāng)前時(shí)刻的溫濕度數(shù)據(jù)，或查詢具體某一天的平均數(shù)據(jù)以及某天的突變數(shù)據(jù)。
[0046]本發(fā)明還包括電源模塊，該電源模塊包括電源管理電路、太陽能電池板和可充電鉛酸蓄電池，所述的電源管理電路分別與太陽能電池板和可充電鉛酸蓄電池連接。所述的太陽能電池板采用MPPT太陽能控制器。
[0047]所述的GSM通信模塊4按照設(shè)定的時(shí)間向指定終端發(fā)送溫濕度信息的短信。
[0048]本發(fā)明還包括與MCU控制器I連接的報(bào)警模塊，當(dāng)MCU控制器I判斷所采集的溫濕度信息超過設(shè)定閾值時(shí)，控制報(bào)警模塊進(jìn)行本地報(bào)警，同時(shí)將報(bào)警信息立即傳輸給遠(yuǎn)程終端。所述的報(bào)警模塊為聲光報(bào)警器。
[0049]所述的MCU控制器I通過UART接口與GSM通信模塊4，所述的MCU控制器I通過IIC總線與溫濕度傳感器2連接。
[0050]具體實(shí)施方法:
[0051]A點(diǎn)安裝一個(gè)溫濕度傳感器，該傳感器需帶有無線通信模塊(移動(dòng)等網(wǎng)絡(luò))，并安裝有SM卡。當(dāng)檢修員需要知道實(shí)時(shí)溫濕度狀況時(shí)，就用指定手機(jī)號向A點(diǎn)SM卡發(fā)送一條短信指令，從而就可以收到A點(diǎn)目前的溫濕度信息的短信。傳感器通信模塊，需具有過濾信息和干擾的功能，例如，非指定手機(jī)號拒接，非指定手機(jī)號短信不回等。
[0052]延伸功能:指定手機(jī)發(fā)送某條指令短信，亦可以得到幾小時(shí)之內(nèi)的溫濕度信息短?目。
[0053]本發(fā)明主要技術(shù)指標(biāo)
[0054]1.工作頻率:發(fā)射頻率為890ΜΗζ-915ΜΗζ ；
[0055]2.接收頻率為 935ΜΗζ-960ΜΗζ ；
[0056]3.蓄電池:12V/3A ;
[0057]4.太陽能電池板功率:峰值20W ；
[0058]5.本地記錄數(shù)據(jù):10000條；
[0059]6.溫度測量范圍:-25?85°C ;
[0060]7.溫度測量精度:2% ;
[0061]8.濕度測量范圍:0?100% RH ；
[0062]9.濕度測量精度:±10% ;
[0063]10.電池最大續(xù)航時(shí)間:1個(gè)月。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，其特征在于，包括溫濕度傳感器、MCU控制器、存儲(chǔ)單元、GSM通信模塊和邏輯控制單元，所述的MCU控制器分別與溫濕度傳感器、存儲(chǔ)單元、GSM通信模塊和邏輯控制單元連接； 其中所述的溫濕度傳感器，用于實(shí)現(xiàn)溫度和濕度信息的本地采集； 所述的MCU控制器，用于對溫濕度傳感器采用的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理整合歸一化，控制GSM通信模塊工作，并通過控制邏輯控制單元工作； 所述的存儲(chǔ)單元，用于對本地采樣到的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄以及進(jìn)行日志管理； 所述的GSM通信模塊用來是接收和發(fā)送信息； 所述的邏輯控制單元，用于實(shí)現(xiàn)外接設(shè)備的控制連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的溫濕度傳感器包括感溫探頭和電阻式氯化鋰濕度計(jì)，其中感溫探頭用于實(shí)現(xiàn)本地溫度的測量，所述的電阻式氯化鋰濕度計(jì)用于感應(yīng)本地的濕度參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的GSM通信模塊包括依次連接的GSM芯片和GSM天線，所述的GSM芯片與MCU控制器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，其特征在于，用戶需要來獲取開關(guān)柜內(nèi)的溫濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)時(shí)，通過短信的方式進(jìn)行查詢，包括可查詢當(dāng)前時(shí)刻的溫濕度數(shù)據(jù)，或查詢具體某一天的平均數(shù)據(jù)以及某天的突變數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括電源模塊，該電源模塊包括電源管理電路、太陽能電池板和可充電鉛酸蓄電池，所述的電源管理電路分別與太陽能電池板和可充電鉛酸蓄電池連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的GSM通信模塊按照設(shè)定的時(shí)間向指定終端發(fā)送溫濕度信息的短信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的太陽能電池板采用MPPT太陽能控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括與MCU控制器連接的報(bào)警模塊，當(dāng)MCU控制器判斷所采集的溫濕度信息超過設(shè)定閾值時(shí)，控制報(bào)警模塊進(jìn)行本地報(bào)警，同時(shí)將報(bào)警信息立即傳輸給遠(yuǎn)程終端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的報(bào)警模塊為聲光報(bào)警器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站開關(guān)柜溫濕度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的MCU控制器通過UART接口與GSM通信模塊，所述的MCU控制器通過IIC總線與溫濕度傳感器連接。
【文檔編號】G08C17/02GK104330117SQ201410682976
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】鄭向陽, 王云濤, 許根喜, 李峰, 張卓云, 許磊 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河南省電力公司焦作供電公司, 上海欣影電力科技股份有限公司