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[导读] 本文采用低频唤醒的方式设计无线采集模块,让它工作在瞬时发送,长时休眠的模式下,在低频唤醒信号中加入地址信息,每次只有效唤醒一个点进行温度采集,有效避免了多个无线采集模块同时发送信息的冲突问题,用时分复用和码分复用相结合的方式实现了多个传感器组网。
发电厂内部控制发电机组运行的一系列开关柜是重要的电器设备,对其触头温度实施在线监测尤为重要。设备内部要求高低压隔离使得监测装置朝着非接触式检测方向发展,目前大多采用无线电方式进行传输,但也存在着传感器组网和功耗问题。本文采用低频唤醒的方式设计无线采集模块,让它工作在瞬时发送,长时休眠的模式下,在低频唤醒信号中加入地址信息,每次只有效唤醒一个点进行温度采集,有效避免了多个无线采集模块同时发送信息的冲突问题,用时分复用和码分复用相结合的方式实现了多个传感器组网。
1 系统工作原理及硬件设计
触头温度监测系统框图如图1所示。
每个高压开关柜有六个触头温度需要监测,下位机为置于触头臂上的无线采集模块,主要完成温度数据的采集及无线发送。上位机为置于高压开关柜外表面的无线接收模块,主要完成对应开关柜内的温度数据接收存储、液晶显示及上传报警。上位机定时发送125 kHz低频唤醒信号,下位机被唤醒后回传433 M触点温度信息。
测温模块中的微控制器采用了TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F1132,无线收发芯片采用了TI公司的极低功耗的单片收发芯片CC10 00。
下位机利用MSP430F1132内部10位AD转化模块与美信公司的MAX6613低功耗模拟温度传感器完成温度采集和编码;低频唤醒部分由低频唤醒信号接收芯片ATA5283构成,定时接收上位机发送的125 kHz的低频唤醒信号,被唤醒后启动CC1000射频模块完成一次温度采集上传,其余时间单片机进入休眠状态,CC1000射频模块进入掉电模式。电源采用电流感应方式从电力线路上获取能量,结合稳压器件和超级电容实现稳定的电能输出。
上位机的低频唤醒部分由低频唤醒信号发送芯片ATA5276构成,结合单片机定时发送125kHz的带有地址信息的低频唤醒信号,每次唤醒一个下位机,然后接收存储它上传的触点温度信息,采集完六个下位机的信息后等待PC轮询时上传。
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