CN105928628A - 一种基于ble技术的开关柜温度采集*** - Google Patents

一种基于ble技术的开关柜温度采集*** Download PDF

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李梦诗
王学健
吴青华
余达
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    • G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/024—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for remote indication
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Abstract

本发明公开了一种基于BLE技术的开关柜温度采集***，包括开关柜、多个节点单元、集中单元及监控终端单元；所述节点单元包括温度测量模块、节点蓝牙模块及节点电源模块；所述集中单元包括集中蓝牙模块及集中电源模块；所述监控终端单元包括上位机及移动终端；所述温度测量模块位于开关柜内部，采集开关柜内温度，通过节点蓝牙模块传输到集中单元，所述集中单元通过集中蓝牙模块将数据传输到监控终端单元。本发明成本低，功耗低，后期维护简单，适于大范围内推广使用。

Description

一种基于BLE技术的开关柜温度采集***
技术领域
本发明涉及电气设备技术领域，具体涉及一种基于BLE技术的开关柜温度采集***。
背景技术
高压开关柜在输配电***中一直都承担着重要作用，包括电力线路的关合、电能的转换、线路故障的保护和监测运行电量数据等重要作用，因此其在电力***中获得了越来越广泛的应用。
根据统计，每年国内都会有很多发电厂、变电***因为高压开关柜故障的缘故造成巨大的经济损失。导致高压开关柜发生故障的主要原因有开关柜部件常年运行引起的老化、产品的质量问题、封闭运行导致的热量集中、开关柜满负荷以至超负荷运行等。而造成高压开关柜故障的最直接的原因就是开关柜内部刀闸的接头与隔离的触头等部位因为产品质量的不合格或者触头的氧化、松动、负荷过大等引起接触电阻增大而引起的发热。封闭的柜体结构使得热量没办法散发出去，这样长久得不到处理最终会引发火灾乃至大规模停电。因此高压开关柜内部电缆接头和断路器触头等部位的温度必须采取有效手段对其进行监测，以保障开关柜的安全稳定运行。
目前常用的高压开关柜测温方法主要包含：示温腊片变色法、红外手持设备测温法、光纤测温法。其中示温腊片变色法在早期高压开关柜和其它电气产品中应用的比较多，而随着电力***和现代科技的不断进步，已逐渐退出应用市场，目前市场上只有少数场合还在使用这种方法。红外手持设备测温法这种测温方法是一种非接触式的测温法，测温精度高，但是巡检间隔长，不能及时发现触点温度的变化状况。目前电力行业红外测温仪市场上适合的产品比如一套美国FSI红外成像的测试***，价格高至10多万元。除此之外红外测温仪容易受到环境的影响，当存在障碍物时不方便测量其温度数值。光纤测温法对精度和实时性的要求高，有一定的市场，但是测温***成本比较高，并且维护困难，不利于大范围的推广应用，新型高压开关柜集成化越来越高、空间越来越狭小的内布置光纤测温***也越来越困难。因此设计一种利用无线通信技术对开关柜内部温度数据进行实时采集监测的装置，这对于开关预防性检修有着重要的意义。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于BLE技术的开关柜温度采集***。
本发明功耗低，可靠性高，适用于替代现有高压开关柜的温度采集***。
本发明采用如下技术方案：
一种基于BLE技术的开关柜温度采集***，包括开关柜、多个节点单元、集中单元及监控终端单元；
所述节点单元包括温度测量模块、节点蓝牙模块及节点电源模块；
所述集中单元包括集中蓝牙模块及集中电源模块；
所述监控终端单元包括上位机及移动终端；
所述温度测量模块位于开关柜内部，采集开关柜内温度，通过节点蓝牙模块传输到集中单元，所述集中单元将数据传输到监控终端单元。
所述温度测量模块包括温度传感器DS18B20，多个温度传感器安装在开关柜内的母线及电缆接头位置。
所述节点电源模块与集中电源模块均采用锂电池及纽扣电池供电。
所述节点蓝牙模块及集中蓝牙模块均采用蓝牙芯片CC2540。
节点单元与集中单元及集中单元与监控终端单元的数据传输基于BLE蓝牙通讯协议。
本发明的有益效果：
本发明基于BLE技术的开关柜温度采集***测温时间短，可实时将温度数据传输到远程终端，方便对开关柜内部温度进行监控和管理，同时巡检人员可在集中单元附近可实时用手机终端采集温度数据，缩短了巡检时间。另外本发明准确度高、成本低、功耗低，长期无需更换电源。后期便于维护，适于大范围内推广使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明节点单元与集中单元建立连接的流程图；
图3是本发明节点单元与集中单元之间的温度数据传输流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，一种基于BLE技术的开关柜温度采集***，包括开关柜、多个节点单元、集中单元及监控终端单元；
每个节点单元包括温度测量模块、节点蓝牙模块及节点电源模块，所述温度测量模块具体为温度传感器DS18B20，其温度测量范围-55℃～125℃，满足高压开关柜内部温度范围；因其体积小，封装形式多种多样，放置在开关柜内部，主要安装在在母线和电缆接头部位，支持多点组网功能，即多个温度传感器DS18B20可并联在唯一的三线上，实现多点测温；可直接测量温度数据，通过节点蓝牙模块传输到集中单元。
所述节点蓝牙模块及集中蓝牙模块均为蓝牙芯片CC2540，该芯片是TI公司的低功耗、低成本的单晶体芯片，芯片内部集成了增强型8051微控制器和低功耗蓝牙，拥有21个通用型输入输出数字接口，2个UART接口，全速USB2.0接口等，拥有多种低功耗的休眠模式，各种模式之间转换时间短，功耗极低，可将采集到的温度数据通过BLE蓝牙通讯协议发射出去，安装在开关柜的外壳上。
所述节点电源模块及集中电源模块采用两种供电方式，具体锂电池供电及纽扣型电池供电，无需有线电源，锂电池电量可工作数年之久，纽扣电池作为备用电源，一颗即可工作一年以上，两种供电方式保证了整个***可在数年之间无需更换电源。
所述集中单元不负责温度采集任务，负责可将多个节点单元传输过来的数据集中接收，然后通过串口发送到监控终端单元，具体是通过BLE协议发送出去，移动终端及上位机同时接收数据。
所述监控终端单元包括上位机及移动终端，将集中单元发送过来的各个节点数据在界面显示，实现实时监控。
本发明传输数据均是基于BLE协议，
如图2及图3所示，节点单元及集中单元之间建立连接关系具体为：集中单元首先发出扫描请求，扫描正在发送广告的节点设备，若两者的GAP服务的UUID相匹配，则可建立连接。
集中单元和节点单元建立连接之后，集中单元向节点单元发送上述特性的UUID，节点单元收到UUID后返回特性值的句柄给集中单元，集中单元再将此特性值的句柄发送给节电单元，节点单元最后再返回特性值，即温度值。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于BLE技术的开关柜温度采集***，其特征在于，包括开关柜、多个节点单元、集中单元及监控终端单元；
所述节点单元包括温度测量模块、节点蓝牙模块及节点电源模块；
所述集中单元包括集中蓝牙模块及集中电源模块；
所述监控终端单元包括上位机及移动终端；
所述温度测量模块位于开关柜内部，采集开关柜内温度，通过节点蓝牙模块传输到集中单元，所述集中单元将数据传输到监控终端单元。
2.根据权利要求1所述的开关柜温度采集***，其特征在于，所述温度测量模块包括温度传感器DS18B20，多个温度传感器安装在开关柜内的母线及电缆接头位置。
3.根据权利要求1所述的开关柜温度采集***，其特征在于，所述节点电源模块与集中电源模块均采用锂电池及纽扣电池供电。
4.根据权利要求1所述的开关柜温度采集***，其特征在于，所述节点蓝牙模块及集中蓝牙模块均采用蓝牙芯片CC2540。
5.根据权利要求1所述的开关柜温度采集***，其特征在于，节点单元与集中单元及集中单元与监控终端单元的数据传输基于BLE蓝牙通讯协议。
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