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溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文第1篇

關(guān)鍵詞：潛油電泵井下溫度壓力監(jiān)測；星點等勢法；電流傳輸信號'

1 概述

潛油電泵井下壓力和溫度參數(shù)的監(jiān)測對提升采油技術(shù)水平，實現(xiàn)對機組進行故障預(yù)測與健康管理，保證潛油電泵持續(xù)高效穩(wěn)定的工作，具有著重要的實際價值。

2 總體方案

綜合潛油電泵的特點，系統(tǒng)利用星點等勢法為井下供電。在井上制作一個三相電抗器作為工星點，并且保證該電抗器的三個繞組各相的參數(shù)相同，在電抗器的對稱性足夠好的情況下，星點相當(dāng)于零點，電機繞組的中性點與地面電抗器的中性點等電勢，三相電抗器可以消除三相高電壓不平衡對系統(tǒng)造成的損害，同時在地面星點處疊加直流電壓，可以對井下進行直流供電。信號傳輸通道原理如圖1所示。在潛油電泵井下工作環(huán)境下，電壓容易受到干擾，而且在遠距離傳輸時電纜的阻抗會對傳輸信號有所影響，而電流信號相對穩(wěn)定，因此潛油電泵井下溫度壓力參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)采用兩線制4～20mA電流信號進行數(shù)據(jù)傳輸。本系統(tǒng)利用鎧皮作為地線進行信號傳輸通道，具有較強的抗干擾能力，無需單獨鋪設(shè)電纜，降低成本。

潛油電泵井下溫度壓力參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部硬件按功能主要可分為供電電路、通道切換電路、濾波電路和數(shù)據(jù)采集電路等。如圖2所示為系統(tǒng)原理圖。地面對井下電路進行分時供電，對數(shù)據(jù)進行采集；濾波單元減小交流電壓對監(jiān)測系統(tǒng)的危害；井下通道切換電路根據(jù)地面供電電壓不同來切換測量通路；溫度和壓力變送器輸出的電流信號分時通過電纜鎧皮傳輸至地面，并通過三相動力電纜和鎧皮連成一個回路。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1 溫度壓力變送器選型

變送器的性能對潛油電泵井下參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的信號檢測精度和穩(wěn)定性有著極大的影響，對變送器的選型應(yīng)滿足工作溫度下穩(wěn)定工作，且滿足系統(tǒng)設(shè)計的性能指標。本文選用西安新敏電子科技有限公司生產(chǎn)的CYB15壓力變送器和SBYW溫度變送器，這兩款變送器均為直流電壓供電，二線制4～20mA電流信號輸出，適合石油化工領(lǐng)域的工業(yè)檢測和控制使用。

3.2 通道切換電路

由于系統(tǒng)需要采集溫度和壓力兩個信號量，因此需要在井下設(shè)計一個通道切換電路。本系統(tǒng)采用的通道切換電路是由多通道模擬選擇開關(guān)和電壓檢測電路兩部分所組成。以電流信號作為傳輸媒介，對溫度和壓力進行分時數(shù)據(jù)采集。如D3所示為通道切換電路。ADG5404是一款互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）模擬選擇開關(guān)，內(nèi)置4個單通道。并且它具有轉(zhuǎn)換時間快、小于10歐姆導(dǎo)通阻抗、工作輸入電壓范圍寬等特點。導(dǎo)通電阻曲線在整個模擬輸入范圍都非常平坦，可確保開關(guān)信號時擁有出色的線性度和低失真性能，完全符合本系統(tǒng)研制要求。

采用LM293芯片是因為其產(chǎn)生的時序時間可控，本系統(tǒng)設(shè)置切換時間為20s。在上位機程序上采用的是切斷井下供電延時1s再重新啟動來達到消除時間累積的目的。ADG5405芯片通過加載在A0與A1端的時序信號來選通具體的導(dǎo)通端口。本系統(tǒng)應(yīng)用的是兩個參數(shù)，只需要兩路導(dǎo)通即可，所以應(yīng)用LM293作為ADG5404的時序觸發(fā)信號，在LM293的第3引腳輸出信號并連接到ADG5405的A0與A1管腳，如此便產(chǎn)生了00與11的時序信號，以此來導(dǎo)通S1與S4兩個端口，從而實現(xiàn)通道的選擇，使得溫度和壓力可以分時段切換傳輸。

3.3 濾波電路設(shè)計

潛油電泵井下監(jiān)測系統(tǒng)需要濾波器來消除變頻供電在電機星點中產(chǎn)生的高電壓和三相短路接地時在星點產(chǎn)生的極高脈沖電壓，保證裝置的長時間高效穩(wěn)定的工作。濾波電路如圖4所示。本文采用串聯(lián)電抗及并聯(lián)電容的方法來抑制高電壓和高脈沖電壓，從而有效地保護井下溫度壓力變送器。

3.4 溫度壓力采集電路設(shè)計

溫度壓力采集電路主要通過AD7705芯片和LPC2378單片機來完成。AD7705采用了Σ-Δ技術(shù)，可以獲得16位無誤碼數(shù)據(jù)輸出。具有兩個全差分輸入通道，可編程單極性或雙極性輸入，前端可編程增益等功能。AD7705具有高分辨率、抗噪聲、自校準、低功耗等特點，十分適合儀表測量和工業(yè)控制等領(lǐng)域的應(yīng)用。圖5所示為本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集電路。

LPC2378是通過模擬的SPI通信方式以普通I/O接口與AD7705進行連接。D1是穩(wěn)壓管，D2是肖特基二極管，其作用是為了防止電流過大將AD芯片燒壞。選擇R1、R2是為了增加采樣精度。AIN（+）為信號輸入端，AIN（-）通過+5V電壓、固定電阻R4、R5和可調(diào)電阻R3形成一個偽差分通道。通過調(diào)節(jié)R3可防止數(shù)據(jù)在輸入端和輸出端邊界時導(dǎo)致轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)失真，使AD轉(zhuǎn)換的精度到達最高從而使其適應(yīng)每套系統(tǒng)下不同的電流。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

本系統(tǒng)軟件部分采用C語言編程實現(xiàn)，程序采用模塊化研制，具有可讀性強、移植性高的特點。潛油電泵井下溫度壓力參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)使用NXP公司的LPC2378，該芯片具有抗干擾性強、支持在線編程、低功耗、價格低等特點。其軟件部分主要分為兩部分，其中一部分控制井下電源信號的變化，用于數(shù)字濾波、參數(shù)采樣和數(shù)據(jù)發(fā)送。另一部分主要完成信號采樣、故障處理等功能。如圖6所示就是主程序的軟件流程圖。系統(tǒng)上電后，先進行初始化系統(tǒng)配置，然后開始讀取當(dāng)時的時間參數(shù)，此時單片機控制繼電器接通60V直流電，開始測量溫度參數(shù)，測量20s后，將采集到的時間和溫度參數(shù)進行發(fā)送。然后將繼電器切換到90V直流電通道，開始測量壓力參數(shù)。再將壓力參數(shù)進行發(fā)送。

5 實驗結(jié)果

本文設(shè)計的潛油電泵井下溫度壓力參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)在實驗室中進行了模擬工作試驗。試驗采集了大量有效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析表明該系統(tǒng)具有較高的精確度和穩(wěn)定性，可以證明本文中所研究的系統(tǒng)可以在正常的工作環(huán)境下穩(wěn)定工作，并且能夠保持溫度壓力測量的準確性。經(jīng)過多次測試，該系統(tǒng)表現(xiàn)穩(wěn)定可靠。所測得的數(shù)據(jù)如表1所示。

6 結(jié)束語

本文對潛油電泵井下溫度壓力參數(shù)監(jiān)測的硬件主要模塊和軟件主程序做了詳細講述。結(jié)合潛油電泵的特點，提出采用兩線制電流信號傳輸井下數(shù)據(jù)，通過地面系統(tǒng)對井下監(jiān)測系統(tǒng)進行供電，通道切換電路對溫度和壓力進行分時采集。電路調(diào)試已經(jīng)完成，實驗所得數(shù)據(jù)滿足需求，并且具有較高的穩(wěn)定性和精確度，具備現(xiàn)場的試驗條件。

參考文獻

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作者簡介：白山（1959-），男，教授級高工，碩士生導(dǎo)師，研究方向為特種電機及其控制。

溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文第2篇

關(guān)鍵詞： 光纖傳感器； 拉曼散射； 電力電纜； 載流量/溫度

中圖分類號： TP 212文獻標識碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2013.01.015

引言 隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，對電的需求量越來越大，水電、火電、可再生發(fā)電系統(tǒng)、城市變電的大規(guī)模建立，電纜輸電任務(wù)隨之加大，如何來保證電纜的安全正常有效的運營，保障電纜資產(chǎn)價值，成為一種迫切需要解決的問題。電纜運行不安全因素主要為電纜在運行時電纜發(fā)熱，導(dǎo)致電纜溫度過高致使電纜發(fā)生火災(zāi)。光纖傳感技術(shù)是伴隨著光導(dǎo)纖維和光纖通信技術(shù)發(fā)展而另辟新徑的一種嶄新的傳感技術(shù)。光纖傳感具有抗電磁干擾、靈敏度高、安全可靠、耐腐蝕、可進行分布式測量、便于組網(wǎng)等諸多優(yōu)點。目前國內(nèi)外研究機構(gòu)用光纖傳感監(jiān)測技術(shù)對電力電纜在線測溫及載流量[1]的安全監(jiān)測的研發(fā)和應(yīng)用大多還處于初期研究階段，應(yīng)用也基本停留在對個別設(shè)備和某個部件的監(jiān)測上。比如Micron Optics公司推出的光纖點式測溫系統(tǒng)實現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機組的溫度檢測?；诶植际焦饫w溫度傳感技術(shù)的分布式光纖載流量/溫度安全監(jiān)測系統(tǒng)，不僅具有普通光纖傳感器的優(yōu)點，而且還具有對光纖沿線各點的載流量/溫度的分布式傳感能力。利用這種特點可以連續(xù)實時測量光纖沿線幾十公里內(nèi)各點的溫度。定位精度≤1 m，測溫精度可達1 ℃，非常適用于高壓電力電纜的載流量/溫度傳感監(jiān)測的應(yīng)用場合。1系統(tǒng)工作原理分布式光纖載流量/溫度安全監(jiān)測系統(tǒng)由拉曼分布式光纖測溫傳感器、感溫光纜、載流量軟件以及電流記錄儀組成。拉曼分布式光纖測溫傳感器[24]能對電力電纜全線溫度進行周期性實時在線監(jiān)測，對極易出現(xiàn)故障的電纜接頭進行重點監(jiān)測。該項技術(shù)利用光纖作為傳感器，將光纖直接敷設(shè)在被測物體表面，在一定條件下被測物體各個位置的溫度信號會以光波的形式回傳到光纖端部，最終被提取并顯示出來。這種技術(shù)只需一根或幾根光纖就可以監(jiān)測長達數(shù)十公里的線型設(shè)備或點式設(shè)備。光纖的拉曼散射與溫度有著密切的關(guān)系。依據(jù)光時域反射測定法[5]，將短促的激光脈沖按精確的時間間隔注入光纖之中。在同一根光纖中，散射光的強度隨時間呈現(xiàn)出指數(shù)衰減。如果知道光在光纖中的傳播速度，就能計算出距離。從該指數(shù)衰減的偏差就能得出溫度。光纖既是該信號的生成器，又是該信號的渠道。反射光被分流到傳感器中來加以解碼。在光纖測溫系統(tǒng)連接的監(jiān)控屏上能同時顯示距離和溫度數(shù)據(jù)。利用此技術(shù)把光纖與被測高壓電纜采用接觸方式安裝，測出高壓電纜表面溫度，根據(jù)表面溫度，電纜結(jié)構(gòu)，輻射環(huán)境等因素，精確計算出電纜的線芯溫度，通過線芯溫度計算出通過線芯的載流量，并給出電纜對應(yīng)分區(qū)的最高溫度，電纜的運行溫度和電纜的負荷水平，對溫度異常點進行報警。光學(xué)儀器第35卷

第1期楊斌，等：分布式光纖載流量/溫度安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究

溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文第3篇

關(guān)鍵詞：igBee；無線通信；CC2430；溫度監(jiān)測

Warehouse Temperature Monitoring System Based on igBee Technology

CHEN Weige1,YAN Youyun1,CHEN Chaojun2

(1.Electrical Engineering and Autornation School,Henan Polytechnic University,Jiaozuo,454003,China;[J]2.Jiaozuo Sanhelizhong Power Co.Ltd.,Jiaozuo,454003,Chinaオ

Abstract：The development of communication and sensor technology speeds up the stride in industrial automation forward.As a communication means,wireless technology has broad application perspective.This paper focuses on the study of igBee technology network topology and research on CC2430,using igBee technology to the storage temperature monitoring to remote monitoring purposes.eywords：igBee;wireless communication;CC2430;temperature monitoringオ

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，每年都有大量的新糧收獲也有部分陳糧積壓，由于儲存不當(dāng)造成大量的糧食浪費，給國家和人民造成巨大的經(jīng)濟損失。為了減少損失，以往采取用人工的辦法定期對糧食進行晾曬、通風(fēng)、噴灑藥劑等，防止因存儲不當(dāng)引起蟲害，但這樣做消耗人力和財力，且效果不佳，發(fā)霉變質(zhì)等現(xiàn)象仍然仔在。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的人工定期定點查看糧倉溫度的方法，已逐漸被電子監(jiān)測溫度設(shè)備所取代。本文設(shè)計了一套糧倉溫度監(jiān)測系統(tǒng)。采用igBee技術(shù)的無線通信網(wǎng)絡(luò)對倉庫各點溫度進行監(jiān)測，管理者可以在控制室隨時了解倉庫現(xiàn)場的信息，使糧倉管理實現(xiàn)自動化、智能化。

1 igBee技術(shù)的分析與研究

在工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測、商業(yè)監(jiān)控、汽車電子、家庭數(shù)字控制網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用中，系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通常為小量的突發(fā)信號，即數(shù)據(jù)特征為數(shù)據(jù)量小，要求進行實時傳送，如采用傳統(tǒng)的無線技術(shù)，雖然能滿足上述要求，但存在著設(shè)備的成本高、體積大和能源消耗較大等問題，針對這樣的應(yīng)用場合，人們希望利用具有成本低、體積小、能量消耗小和傳輸速率低的短距離無線通信技術(shù)。igBee技術(shù)就是在這種需求下產(chǎn)生的。它是具有成本低、體積小、能量消耗小和傳輸速率低的無線通信技術(shù)，其中文譯名通常稱為“紫蜂”技術(shù)。

igBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)，主要適合于自動控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備中，同時支持地理定位功能。在igBee技術(shù)中，其體系結(jié)構(gòu)通常由層來量化它的各個簡化標準。每一層負責(zé)完成所規(guī)定的任務(wù)，并且向上層提供服務(wù)。各層之間的接口通過所定義的邏輯鏈路來提供服務(wù)。igBee技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)主要由物理(PHY層、媒體接人控制(MAC層、網(wǎng)絡(luò)/安全層以及應(yīng)用框架層組成，其各層之間如圖1所示。

PHY層的特征是啟動和關(guān)閉無線收發(fā)器，能量檢測、鏈路質(zhì)量、信道選擇、清除信道評估，以及通過物理媒體對數(shù)據(jù)包進行發(fā)送和接收。MAC層的具體特征是信標管理、信道接入、時隙管理、發(fā)送確認幀、發(fā)送連接及斷開連接請求，且為應(yīng)用合適的安全機制提供方法。

igBee技術(shù)有星型和對等兩種拓撲結(jié)構(gòu)，每種都有自己的組網(wǎng)特點。本設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)特點，選用組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單的星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，盡管該方式只能組建包含較少的無線接點的無線網(wǎng)絡(luò)，但已經(jīng)能夠滿足系統(tǒng)的需要。

星型拓撲結(jié)構(gòu)有一個叫作PAN主協(xié)調(diào)器的中央控制器和多個從設(shè)備組成，主協(xié)調(diào)器必須是一個具有完整功能的設(shè)備，從設(shè)備可以使完整功能設(shè)備，也可以是簡化功能設(shè)備。當(dāng)一個具有完整功能的設(shè)備(FFD第一次被激活后，它就會建立一個自己的網(wǎng)絡(luò)，讓自身成為一個PAN主協(xié)調(diào)器。所有星型網(wǎng)絡(luò)的操作獨立于當(dāng)前其他星型網(wǎng)絡(luò)的操作，通過選擇一個PAN標識符確保網(wǎng)絡(luò)的惟一性。―旦選定了―個PAN標識符，PM主協(xié)調(diào)器就會允許其他從設(shè)備加入到它的網(wǎng)絡(luò)中，無論是具有完整功能的設(shè)備，還是簡化功能的設(shè)備都可以加入到這個網(wǎng)絡(luò)中。在星形拓撲結(jié)構(gòu)中，PAN主協(xié)調(diào)器是主要的耗能設(shè)備，而其他從設(shè)備均采用2節(jié)干電池供電。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 igBee芯片介紹

CC2430出自挪威Chipcon公司,是一款真正符合IEEE802.15.4標準的片上igBee產(chǎn)品。該芯片延用以往CC2420芯片的結(jié)構(gòu)，在單個芯片上集成igBee射頻(RF）前端、內(nèi)存和微控制器。它使用一個8位MCU(8051，具有32/64/128 kB可編成閃存和8 kB的RAM，還包含模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC、幾個定時器、AES-128安全協(xié)處理器、看門狗定時器、32kHz晶振的休眠模式定時器、上電復(fù)位電路、掉電檢測電路。

CC2430還有21個可編程的I/O口引腳，P0、P1口是完全的8位口，P2口只有5個可使用的位。通過軟件設(shè)定一組SFR寄存器的位和字節(jié)，可使這些引腳作為通常的I/O口或作為連接ADC、計時器或USART部件的設(shè)備I/O口使用。其I/O口引腳功能如下：

1～6腳（P1.2～P1.7）：具有4 mA輸出驅(qū)動能力；

8，9腳（P1.0，P1.1）：具有20 mA的驅(qū)動能力；

11～18腳（P0.0～P0.7）：具有4 mA輸出驅(qū)動能力；

43～46，48腳（P2.0～P2.4）：具有4 mA輸出驅(qū)動能力。

CC2430芯片采用0.18 μm CMOS工藝生產(chǎn)，工作時的電流損耗為27 mA；在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于27 mA或25 mA。CC2430的休眠模式和轉(zhuǎn)換到主動模式的超短時間的特性，特別適合那些要求電池壽命非常長的應(yīng)用。

2.2 系統(tǒng)硬件電路

該系統(tǒng)采用星狀無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，系統(tǒng)只有一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和若干個RFD節(jié)點。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器安裝在有人值守的監(jiān)控室，負責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)，并顯示當(dāng)前整個網(wǎng)絡(luò)的狀況，且把收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機中。RFD負責(zé)安裝在各個倉庫中，負責(zé)采集溫度值，然后定期或有中斷時，把數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。監(jiān)控人員在控制室通過顯示器就可以對倉庫溫度進行監(jiān)視，無須到倉庫現(xiàn)場。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器有CC2430、串口部分、天線、按鍵和顯示模塊組成。天線用的是非平衡天線，它與非平衡變壓器連接，使天線性能更好。CC2430模塊通過天線接收到信號后，通過SPI口直接輸出到液晶顯示器上。串口部分用UART模塊，UART再外接一個RS 232模塊用于連接計算機，給計算機傳輸數(shù)據(jù)，將計算機外部來的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字節(jié)，供計算機內(nèi)部使用并行數(shù)據(jù)的器件使用。所連接的計算機的作用是用來觀察串口輸出的數(shù)據(jù)。

RFD節(jié)點有CC2430、溫度傳感器和天線組成。節(jié)點通過溫度傳感器TC77檢測所處環(huán)境的溫度，然后通過天線發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。溫度傳感器使用TC77，它是Microchip公司生產(chǎn)的串聯(lián)可訪問數(shù)字溫度傳感器，特別適合于廉價，小尺寸的應(yīng)用中。溫度數(shù)據(jù)從內(nèi)部溫度敏感元件轉(zhuǎn)換而來，隨時都可以轉(zhuǎn)化成13位數(shù)字。

為了減少對其他設(shè)備和系統(tǒng)的干擾和影響，在保證設(shè)備能夠正常地工作的條件下，每個設(shè)備的發(fā)射功率應(yīng)盡可能地小。通常，igbee的發(fā)射功率在0～+10 dBm,通信距離范圍為10 m，可擴大到約300 m，其發(fā)射功率利用設(shè)置的相應(yīng)服務(wù)原語進行控制。本設(shè)計中RFD節(jié)點的最小發(fā)射功率為-3 dBm。

在網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器端，為保證設(shè)備能正常接收到RFD節(jié)點發(fā)射的信號，其有用信號不能太大，否則，將造成接收信息堵塞，不能正常地接收。通常接收端的有用信號的最大輸入電平就是有用信號的最大功率值，本設(shè)計接收機的最大輸入電平值為-20 dBnb。

3 系統(tǒng)軟件流程

系統(tǒng)軟件分主機和分機兩部分，主機作為全功能系統(tǒng)，負責(zé)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)和人機對話，分機作為簡單功能系統(tǒng)，等待主機命令，傳輸本機點數(shù)據(jù)。其系統(tǒng)流程如圖2所示。

4 結(jié) 語

igBee是一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其有廣泛的應(yīng)用前景。該系統(tǒng)是在歸納國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，采用igBee技術(shù)構(gòu)建的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對倉庫溫度的監(jiān)測，具有組網(wǎng)簡單、系統(tǒng)花費少、擴展網(wǎng)絡(luò)容易、通訊穩(wěn)定、無需支付網(wǎng)絡(luò)費用等優(yōu)點。在實際中有很好的應(yīng)用價值。

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溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】電力設(shè)備;智能化;無線技術(shù);溫度;數(shù)據(jù)收集

1.智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理

智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)被設(shè)定成三個子系統(tǒng)，分別是采集系統(tǒng)、匯總系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)。三個子系統(tǒng)通力協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)了電力設(shè)備溫度的實時、準確、便捷的智能無線監(jiān)測。

智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的三個子系統(tǒng)間的連接方式是不同的，無線通信方式是應(yīng)用于采集系統(tǒng)和匯總系統(tǒng)之間，而通信線纜則是使用在匯總系統(tǒng)與監(jiān)測 系統(tǒng)之間，即一個無形，另一個有形。對應(yīng)部位的熱感應(yīng)元件將其所監(jiān)測到的溫度信息通過無線通信設(shè)備傳輸?shù)絽R總系統(tǒng)的總站，總站將會對收集到的所有溫度信息 進行分類整理、分析并處理，再將處理完畢的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)奖O(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測計算機上。同時，調(diào)節(jié)端監(jiān)測計算機也將收到同樣的數(shù)據(jù)信息。監(jiān)測計算機對接收到的 數(shù)據(jù)信息進行二次處理分析，當(dāng)處理所得數(shù)據(jù)結(jié)果超高設(shè)定的極限值時，監(jiān)測計算機就會發(fā)出警示信號。每個總站可以管理數(shù)百個子站，信息量的采集將是非常巨大 的。

2.智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的組成

2.1采集系統(tǒng)

通過將熱敏電阻、傳感器等熱感應(yīng)元件安裝在容易因工作而產(chǎn)生不正常散熱的部位，實時的對溫度數(shù)據(jù)進行測量與采集工作，并將采集到的信息發(fā)送出去。交流電作為長期供能電源及太陽能電池板作為的后備電源（確保突然斷電后的數(shù)據(jù)持續(xù)收集的）是采集系統(tǒng)的正常工作的依靠。

2.2匯總系統(tǒng)

信息匯總系統(tǒng)主要由無線接收裝置構(gòu)成，在收集到采集系統(tǒng)所傳遞而來的數(shù)據(jù)信息后，再傳遞給總站，總站接收到分站的溫度數(shù)據(jù)之后，繼而再將其傳遞給當(dāng)?shù)乇O(jiān)視系統(tǒng)，與此同時還將溫度數(shù)據(jù)傳遞給調(diào)節(jié)終端。實時溫度變化同樣被調(diào)節(jié)終端監(jiān)視，如此便避免了無人監(jiān)測的情況。

2.3監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng)又可以細分為站級監(jiān)測系統(tǒng)和調(diào)節(jié)端監(jiān)測系統(tǒng)。用于監(jiān)測系統(tǒng)的計算機直接接受總站所傳遞的溫度信息等數(shù)據(jù)，并與總站是直接通信的關(guān)系。 監(jiān)測計算機對總站所傳遞來的數(shù)據(jù)信息進行匯總、整理、分析后，存儲于特定的數(shù)據(jù)存儲庫（可以對數(shù)據(jù)庫進行靈活改動，比如擴容）。監(jiān)測計算機可以對數(shù)據(jù)信息 進行報表統(tǒng)計，準確記錄處于何時、何地、何種狀況下的溫度情況。同時，監(jiān)測計算機在溫度越過某一設(shè)定極限值時會有警示信號出現(xiàn)。監(jiān)測計算機的另一個便捷之 處在于，可以根據(jù)需要進行任何時間段的任何部件的溫度查詢。調(diào)節(jié)端監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳輸用到的是匯集系統(tǒng)的通訊管理器，通過數(shù)據(jù)傳輸線纜直接傳輸?shù)?pcm設(shè)備之中，在經(jīng)過線纜轉(zhuǎn)送給調(diào)節(jié)端，經(jīng)pcm的數(shù)據(jù)信息還可以作為存儲資料被下載到調(diào)節(jié)端監(jiān)測計算機。

3.智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的特點

3.1免于布置排線

因為采用了無線傳輸設(shè)備，所以不用布置排線，熱感應(yīng)元件的安裝更方便。

3.2免于經(jīng)常的維護

智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)都是整體化設(shè)計，所以免于維護。

3.3節(jié)能

智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的各個部分均采用節(jié)能、低功率消耗設(shè)置，同時應(yīng)用太陽能電池板更是綠色節(jié)能。

3.4警示系統(tǒng)更完善

當(dāng)溫度過高時，總站智能終端電源，后臺監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時發(fā)出警報。

3.5穩(wěn)定性更高

智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)中的設(shè)備均有堅實的外殼保護，同時又有靜電保護。數(shù)據(jù)在傳遞過程中安全、穩(wěn)定，能夠抵抗外界的干擾。

3.6具有較好的兼容性

能夠應(yīng)用更多的應(yīng)用軟件和控制系統(tǒng)。

4.智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)與傳統(tǒng)監(jiān)測間的對比

4.1智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)由于裝有位于各個需要測量的部位的熱感應(yīng)元件的幫助，這使得數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測具有了實時性、連續(xù)性和準確性的優(yōu) 點，通過對每年、月、日甚至每小時的溫度數(shù)據(jù)的變化情況，總結(jié)出電力設(shè)備不同部位的相應(yīng)溫度的變化規(guī)律，確定出其溫度規(guī)律的峰值，有效的對電力設(shè)備的工作 穩(wěn)定性就行預(yù)見性分析，消除潛在的威脅。而傳統(tǒng)的電力設(shè)備溫度的監(jiān)測是依靠監(jiān)測人員定期的監(jiān)測與測量才能得出的，傳統(tǒng)的電力設(shè)備溫度的監(jiān)測耗費大量的人力 物力，由于人類生理的局限性，所測得的數(shù)據(jù)存在不確定誤差，甚至?xí)霈F(xiàn)錯誤，而且潛在的故障威脅不能及時發(fā)現(xiàn)并作出應(yīng)有的處理，致使出現(xiàn)不必要的人員或財 力的損失。

4.2智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理速度以及對故障的預(yù)見性分析是人類所不能比擬的，其所存儲的數(shù)據(jù)信息能夠被極其方便的調(diào)閱，對數(shù)據(jù)信 息的存儲量也是相當(dāng)?shù)木薮?。而傳統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息要進行存儲就需要建立專門的存檔管理機構(gòu)，而且常年所存儲的信息量是無妨想象的，要對某段數(shù)據(jù)進行查閱也 是極為不便的，費時費力，極不現(xiàn)實，而智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)則解決了上述所存在的所有問題。

4.3智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用軟件簡單，操作方便，減少人員培訓(xùn)上崗時間。而傳統(tǒng)的監(jiān)測測量則需要專門的工作人員進行培訓(xùn)。

5.智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)的后臺監(jiān)控功能

5.1熱感應(yīng)元器件所監(jiān)測的部位的溫度能夠?qū)崟r的傳遞給監(jiān)控計算機并于顯示屏上呈現(xiàn)出來，出現(xiàn)警示溫度時的時間及故障位置都會以數(shù)據(jù)的形式保存起來，保存期限可長達數(shù)年。

5.2可設(shè)置警示音的類型，如可以以真人語音的形式播報出來或者以文字警示的方式顯示到屏幕上。

5.3監(jiān)測計算機所監(jiān)測到數(shù)據(jù)信息可以以年、月、日等為單位用線性圖或者表格的形式一目了然的展現(xiàn)出來，也可以直接抽查或打印出來。

5.4當(dāng)智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)中的任何部件出現(xiàn)問題時（如電源故障、信號傳輸中斷等），都會有警示出現(xiàn)，及時警示給工作人員。

5.5都可以實現(xiàn)對監(jiān)測位置的編碼、命名處理，方便系統(tǒng)化管理。

6.智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀

在國外許多國家，智能無線溫度監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展極為迅速，它被廣泛應(yīng)用到了人們生活中的吃穿住行。當(dāng)傳統(tǒng)的監(jiān)測方式產(chǎn)生多年后，智能無線溫度監(jiān) 測系統(tǒng)在萬眾期待中登上了歷史舞臺，監(jiān)測技術(shù)從此掀開了新的一頁。現(xiàn)今已經(jīng)不僅僅局限于電力設(shè)備的維護方面了，精密生產(chǎn)線、醫(yī)療系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)方面都已成熟融 合。智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)在電力方面的應(yīng)用，也是國外首創(chuàng)的。

在中國國內(nèi)，智能無線溫度監(jiān)測技術(shù)的起步就相對較晚了，但憑借著多年的不懈努力終于成功由實驗走到了實驗。智能無線溫度監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用范圍之 廣已不用過多闡述，將其應(yīng)用在監(jiān)測溫度的設(shè)備上已是非常常見的了。智能無線溫度監(jiān)測技術(shù)最突出的優(yōu)點就在于不需要布線，用智能無線溫度監(jiān)測技術(shù)監(jiān)測溫度還 突出了其準確簡潔的優(yōu)勢。目前，智能無線溫度監(jiān)測技術(shù)仍在朝著攻克減小功耗、增加傳輸距離的技術(shù)難題努力。

【參考文獻】

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溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文第5篇

關(guān)鍵詞 DS18B20；以太網(wǎng)；溫度采集

中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）91-0218-02

在生活和生產(chǎn)過程中有很多時候需要根據(jù)實時的溫度值來做一些決策。比如：森林防火，實驗室科學(xué)研究等，尤其在工業(yè)生產(chǎn)中，對溫度數(shù)據(jù)的實時掌握更顯得尤為重要。本系統(tǒng)設(shè)計主要以溫度傳感芯片（DS18B20）為核心， DS18B20芯片是一個單總線驅(qū)動模式，以時序電路的方式進行復(fù)位與讀寫寄存器。下面就系統(tǒng)設(shè)計涉及到的主要技術(shù)分為四部分進行分析。

1 DS18B20單總線通信協(xié)議

單總線協(xié)議是主機與采集芯片通信的唯一方法。它主要是靠時間片產(chǎn)生不同脈沖信號來相互傳送數(shù)據(jù)。DS18B20可以單總線控制多個采集芯片工作，通過不同的64位ROM標識進行分別控制。

由圖可以看出與DS18B20的通信經(jīng)過一個單線接口，在單總線接口方式下，在ROM操作未建立之前不能使用寄存器操作和控制操作。主機首先要進行下面五種操作：1）Read ROM；2） Match ROM；3）Search ROM；4）Skip ROM；5）Alarm ROM這五種操作中的一種之后才能對其進行功能操作。

2 Linux操作系統(tǒng)驅(qū)動

Linux操作系統(tǒng)的最基本功能就是提供一種統(tǒng)一操作驅(qū)動硬件的方式，這種操作方式類似于為軟件與硬件之間搭建一個接口，使得應(yīng)用程序可以用很普通的方式去對硬件設(shè)備進行操作

Linux內(nèi)核是一個整體是結(jié)構(gòu)，因此向內(nèi)核添加任何東西?；蛘邉h除某些功能 ，都十分困難。為了解決這個問題。引入了內(nèi)核機制，從而可以動態(tài)的想內(nèi)核中添加或者刪除模塊。模塊不被編譯在內(nèi)核中，因而控制了內(nèi)核的大小。然而模塊一旦被編入內(nèi)核，就和內(nèi)核其他部分一樣。這樣一來就會增加一部分系統(tǒng)開銷。同時，如果模塊出現(xiàn)問題，也許會帶來系統(tǒng)的崩潰。

3交叉開發(fā)環(huán)境

嵌入式開發(fā)有其局限性，因其硬件資源過于貧乏，不適合在現(xiàn)有的設(shè)備上建立一套適合開發(fā)的系統(tǒng)，所以更多的時候都是采用的開發(fā)模式是交叉開發(fā)（Cross Developping）來開發(fā)嵌入式系統(tǒng)。比較受大多數(shù)開發(fā)人員接受的方式是在PC機（或者工作站）上進行應(yīng)用程序的開發(fā)工作，而在嵌入式設(shè)備上進行應(yīng)用程序的終端運行。前者稱為宿主機（Host），后者則是目標機（Target）。通常，調(diào)試工作也是在宿主機和目標機之前交互進行。

我們通常用Host上的操作系統(tǒng)（如：Wdindows，Linux等）來對嵌入式應(yīng)用進行支撐，因其有豐富的軟件資源可以提供開發(fā)者進行更便利的開發(fā)。 而Target可用的軟件資源較少，一般用來運行專用的嵌入式操作系統(tǒng)。

基于上述的在Host機與Target機之間進行嵌入式開發(fā)的模式我們稱之為嵌入式交叉開發(fā)系統(tǒng)，主要工具包括以下兩個：

1）交叉編譯工具：指在Host機上，能夠編寫源程序并且編譯成可以在Target機上運行的可執(zhí)行程序的軟件；

2）交叉調(diào)試工具：指在Host機上，能夠?qū)arget機上運行的程序進行源碼或匯編級調(diào)試的軟件。

GCC（GNU Compile Collection）是一個包含了預(yù)處理器、編譯器、匯編器、連接器等組件的強大的工具集合。它在需要的時候調(diào)用其他的組件（預(yù)處理器、編譯器、匯編器、連接器）。輸入文件的類型和傳遞給GCC的參數(shù)決定了GCC調(diào)用具體的哪些組件。對于一般或初級的開發(fā)者，它可以提供簡單的使用方式，即只給它提供C源碼文件，它將完成預(yù)處理、編譯、匯編、連接所有工作，最后生成一個可執(zhí)行文件。而對應(yīng)中高級開發(fā)者，它提供了足夠多的參數(shù)，可以讓開發(fā)者全面控制代碼的生成，這對于嵌入式系統(tǒng)級軟件開發(fā)相當(dāng)重要。

基本上現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)都是在GNU工具鏈上來配置交叉工具，并且進行大部分的開發(fā)和調(diào)試工作。

4根文件系統(tǒng)

根文件系統(tǒng)一直是Linux系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于數(shù)據(jù)文件及存取設(shè)備的控制，對文件和目錄的分層組織以及數(shù)據(jù)緩沖等控制。

4.1根文件系統(tǒng)重要目錄介紹：/lib目錄和/etc目錄

/lib目錄：該目錄包含兩類在程序運行必須使用的庫文件，即以*.so為后綴的庫文件以及以*.so.version為后綴的主修版本鏈接文件。

/etc目錄：該目錄的主要組成部分是系統(tǒng)配置文件，主要有兩類：

1）Linux引導(dǎo)時必需的

initab：init進程的配置文件，rc.sh，fstab需要mount的文件系統(tǒng)。

2）運行時需要的

Passwd、group：如果不使用多用戶，可以不要。

Termcap：終端能力配置文件。

shadow、passwd：文件，可以不要。

inetd.conf：inetd：守護進程的配置文件。

nsswitch.conf：Glibc的nss配置文件。

4.2 Linux 嵌入式系統(tǒng)常用根文件系統(tǒng)類型：Ramdisk上的Ext2fs

Ext2fs是Linux的標準文件系統(tǒng)，是擴展文件系統(tǒng)（或Extfs）的發(fā)展版本。原Extfs所能支持的文件的最大長度為2GB，所能支持的最大文件名稱為255個字符，不支持節(jié)點的索引，并且隨著增加、修改文件內(nèi)容等操作，指向文件的鏈表會變得混亂無序，給文件系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來很大影響。經(jīng)過在Extfs的基礎(chǔ)上的不斷優(yōu)化、修改和整合，發(fā)展成了比較穩(wěn)定可靠的Ext2fs文件系統(tǒng)，它不僅與原有的UNIX的文件系統(tǒng)保持一致的風(fēng)格，同時又有了一些新的先進的功能，是事實上的Linux文件系統(tǒng)的標準。

5結(jié)論

本文著重對基于局域網(wǎng)的溫度監(jiān)控主要技術(shù)的介紹，系統(tǒng)功能的實現(xiàn)主要是對室內(nèi)溫度進行一般性監(jiān)控以便根據(jù)自身的需要進行溫度調(diào)節(jié)或者其他。但局限性畢竟存在，如對溫度數(shù)據(jù)需要高精度掌控的地方可以更換采集芯片，以滿足對溫度掌控的要求。

參考文獻