标准规范下载简介和预览
温度监测系统中无线通讯部分的设计与实现在现代温度监测系统中，无线通信模块的设计与实现是关键环节，它直接影响系统的实时性、稳定性和应用范围。本设计基于低功耗、远距离传输的需求，采用主流无线通信技术（如LoRa、ZigBee或NBIoT）实现温度数据的可靠传输。
系统主要包括温度传感模块、微控制器单元（MCU）和无线通信模块三部分。温度传感器负责采集环境温度数据，MCU对数据进行处理和封装，无线模块则将数据发送至远程服务器或网关。为提升系统适应性，通信协议采用轻量级设计，支持数据重传、校验机制，以提高传输可靠性。
在硬件设计方面，选用低功耗微控制器和高灵敏度无线模块，确保系统在复杂环境下的稳定运行；在软件设计中，采用定时唤醒与休眠机制，显著降低系统功耗，延长电池使用寿命。系统支持多节点组网，适用于大面积环境的温度监测，如仓储物流、农业大棚、冷链物流等场景。
刘滨涛，金煜，殷小祥，韩学军
（东北电力学院电力工程学院屋面隔汽层施工技术交底，吉林吉林132012
国内外的研究表明，对高压断路器实施状态监 测经济效益显著。高压断路器液压操动机构应工 作在严格规定的环境温度下，温度过高、过低都会导 致其工作不正常。因此变电站运行人员必须随时掌
握高压断路器液压操动机构的工作环境温度的变 化。特别是在东北地区，冬季十分严寒，为了保持机 构箱的温度，需要加盖防寒被，这使得巡视人员的抄 表工作变得十分艰苦。笔者研究开发了一套高压断路 器液压操动机构箱温度在线监测系统，采用了无线通 讯技术，相对于有线通讯，安装和维护都非常方便，为 了适应变电站复杂的电磁环境，在软硬件方面特意加 强了抗干扰方面的设计，采用了数据中继和抗干扰电 路设计等方法。该系统有助于提高变电站的运行自动 化水平，降低人员的工作强度，从而提高了高压断路 器设备运行的管理水平和运行的可靠性
图1温度监测系统总体结构
工作子站由温度传感器DS18B20，单片机主控 芯片MSP430F149.无线通讯芯片nRF401和温控继
第42卷第5期 2006年10月
电器组成。每个断路器的液压机构箱都带有一个2x 500W的加热器，每个断路器放置一台工作子站。现 场工作子站就地采集温度数据，并通过启停阀值自 动控制加热器的投人和退出。监控主机系统实时显 示各机构的温度数据并能用图表形式显示其历史走 势，还可远方手动通过温控继电器的开闭来控制加 热器的投人和退出，也可以远方设定加热器的启停 阀值
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图2 工作子站电路图
功能。图3为工作总站的电路图。
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时产生的反电动势干扰。仅加续流二极管会使继电 器的断开时间滞后，增加稳压二极管后继电器在单 位时间内可动作更多的次数。 (2)在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般 是RC串联电路）.减小电火花影响
上位机软件采用C++Builder6.0编写，采用了 自带的Paradox数据库，通过数据库引l擎BDE连接 上位机软件图形界面采用了仿XP界面，美观大方 使用方便，主要由串口数据通讯程序和数据库数据 处理程序两大部分组成。对于一个监测软件来说，数 据通讯的稳定高效是软件好坏的关键，特别是在变 电站这样一个电磁环境复杂，干扰严重的场所下运 用无线通讯技术，数据通讯能否通畅、准确至为重 要。为了克服数据帧断帧，掉帧的情况，通过现场实 地的比较，选用了功能强大的串口通讯控件 TYbCommDeviceo 数据通讯协议组成见图4：帧头是16进制 0x2F，帧尾是16进制0x40。地址域包括类地址（区 分设备)，站地址(区分工作子站)，路由表(用于数 据中继）。控制码的作用是标示该数据帧的用途，
图4 数据通讯协议组成
TybCommDevice是一个功能强大、使用简单的 串行通信控件，它的数据帧识别功能可使收到的数 据是完整的每帧数据。它的一些常用属性有： Baud，Parity，ByteSize，StopBits：分别为波特率； 奇偶校验；数据位数，一般为8；停止位； Read：读串口(接收数据)； Write：写串口（发送数据）； UsePackage：使用数据帧协议。如果启动数据帧 协议，可以用ReadPackage和WritePackage方法发 送和接收数据帧。 ReadPackage：读数据顿（接收数据帧）
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Vol.42 Oct.2006
主站对子站读取温度数据采用定时查询方式， 主站每隔一个周期轮流向子站1，子站2，，子站n 发送读取命令字。在无线通讯环境下，由于受到电磁 干扰，受子站发射功率的影响（nRF401最大发射功 率只有+10dBm）.子站向主站发送的数据，主站时
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软件不仅能遥测温度数据，而且可以对机构箱 内的加热器通过通讯命令字进行投切动作，实现远 程遥控功能。在加热器与电源之间加装一中间继电 器，通过对继电器的开闭实现对加热器的投入、退出 控制。一般状态下，工作子站运行在自动状态下，单 片机根据设定的温度值对加热器进行投切控制，上 位机的手动远方操作为自动运行的备选，大大提高 了系统的灵活性和稳定性
3.2数据库数据处理模块
该窗口显示历史曲线，用来查阅历史数据，分析 事故原因等。也可实时显示各子站的温度数据。可以 任意放大数据显示界面，得到各个时刻的温度数据 存储温度数据的数据库有两个，一个是存储当前实
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时数据的数据库data，它包含了当前的数据以及7 天前的历史数据；一个是存储历史数据的备份库 backup，它包含了从运行起所有的温度数据。利用 SQL语言实现数据的插人，查询，修改等。软件关闭 前，程序自动备份当前数据到备份库backup中，并 检测当前库data中的数据是不是超过了7天的容 量，如果超过了，对超期的数据进行删除，并对data 数据库进行物理压缩，保持data数据库在一个比较 合适的大小。图7是现场2号主变压器机构箱5月 24日的实际温度曲线
图7 2号主变压器机构箱温度历史曲线
介绍了一种新型温度监测系统的软硬件无线通 讯部分的设计与实现方案，采取了多种抗干扰方式 该系统不仅局限于温度监测，结合不同的传感器，还 可对高压断路器进行不同的状态监测，稍作改动，也 可运用在其他需要做温度监测的电气设备上，如变 压器油温等。经过在现场实地的运行，达到了预期的 效果小(一)型病险水库除险加固工程施工组织设计(投标)，总站与工作子站的通讯稳定可靠，采集的温度 数据也非常准确，误差不超过0.5℃。现已在鸡西市某 变电所投人运行