CN113310584A - 一种适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法及其*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适用于电力设备监测的智能无源无线RFID‑LoRa测温方法及其***，通过模块化设计，以MCU模块沟通RFID模块和LoRa模块。通过LoRa模块实现无线自组网，实现低功耗、远距离传输，克服RFID难以应用于布线困难、跨度大距离远的应用环境。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法及其***。
背景技术
电力设备中，开关柜为封闭式结构，设备内部温度不能通过外部手段进行测量。目前主流的红外测温是通过测量物体表面的自身辐射的红外能量大小和波长进行温度测量，在开关柜封闭结构下，红外能量难以直接测量，导致红外测量不适用于开关柜的内部温度测量。光纤温度测量通过光的振幅、相位、频率、偏振等状态量的变化反推温度，从而得到对应光纤环境温度。光纤测温技术门槛较高，布置设计严格，***结构复杂。在开关柜封闭结构中，光纤的布置设计困难，难以在狭小的空间内布置复杂的光纤***。光纤光栅会在高温退敏，在积灰后绝缘特性下降，结构易碎易折，存在爬电的危险，导致开关柜一二次电气隔离破坏。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有的适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法及其***中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明所要解决的问题在于如何克服RFID的距离传输问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法，其包括以下步骤，
通过RFID模块采集终端数据、数据上下行传输、指令控制发送；
通过LoRa模块进行数据上下行传输，利用星形和点对点的方式，进行RFID***的自组网和数据的有效远程传输，采用LoRa模块进行***的数据传输，采用网关配合，提高远程传输距离；
通过MCU模块控制***的工作状态、任务分配及数据传输。
作为本发明所述适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法的一种优选方案，其中：
***开机，进行***初始化，实现三个模块的默认配置；
在初始化后，MCU进行任务判断，当检测到有检测任务时，MCU进入工作状态；
MCU发送指令给RFID模块，唤醒模块，使模块进入工作状态；
RFID模块在接收到MCU控制指令后，进行温度读取指令的发送，下行发送电子标签的温度读取指令；
RFID电子标签在接收到RFID模块指令后，进行数据采集，通过射频能量收集电路收集的能量，触发温度传感电路、数模转换电路、数据存储芯片，在执行完数据采集后，上行返回数据；
RFID模块接收标签数据，并进行解码，传输给MCU模块；
MCU模块进行数据处理、存储、状态评估，在状态评估后，出现超温过热的情况和预设值的范围内时，MCU模块调动LoRa模块，唤醒LoRa模块；
LoRa模块进入传输模式，通过透传模式、点对点传输模式，向上位机进行无线数据传输；
上位机在接收到LoRa上行数据后，进行数据处理并进行状态异常预警。
作为本发明所述适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法的一种优选方案，其中：所述RFID模块包括RFID通讯接口、射频天线、RFID控制电路和RFID电源***。
作为本发明所述适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法的一种优选方案，其中：所述LoRa模块包括LoRa通讯芯片、串口模块及上位机通讯接口。
作为本发明所述适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法的一种优选方案，其中：所述MCU模块包括单片机控制芯片、键控模块、显示模块、电源模块及通讯接口。
作为本发明所述适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法的一种优选方案，其中：所述MCU模块通过模块功能设计统一串口数据格式，采用***的数据传输交流进行统一，实现各个模块之间的功能配合，通过MCU模块连接RFID模块和LoRa模块，采用控制***安排传输时序和工作状态。
作为本发明所述适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法的一种优选方案，其中：选取射频距离和射频频率在800MHz到1100MHz之间；
搭建采用电子标签和阅读器分离的芯片集成***，电子标签集成温度传感电路、数模转换电路、数据存储芯片、射频能量收集电路；
其中，温度传感电路采用IC集成芯片，通过数字芯片对CMOS电子元件的电气特性的影响，测量反应标签环境温度数据；存储芯片将温度芯片测量到的数据进行离线存储，数模转换电路将温度传感电路测量到的模拟量转换成对应的数据量，配合数据存储芯片进行数字信号的存储，通过将RFID阅读器发射的电磁波进行感应、整流，给电子标签进行供能；
电子标签采用音叉式、绑带式设计，将温度芯片和射频技术结合，实现小型化高集成度的温度测量终端。
作为本发明所述适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法的一种优选方案，其中：数据传输采用工作频段398MHz-525MHz频段范围的LoRa频段，发射功率代表值20dBm，接收灵敏度-138dBm；
LoRa模块通过天线进行电磁波发送，采用SMA天线，封装采用DIP封装方式，包括发射状态、接收状态和休眠状态；
数据接口采用UART接口，比特率采用1200bps-115200bps，模块与MCU连接通过TTL电平串口进行数据传输通讯，通过引脚触发低电平发送数据到串口。
作为本发明所述适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温***的一种优选方案，其中：包括，RFID模块、MCU模块和LoRa模块；
所述RFID模块包括RFID通讯接口、射频天线、RFID控制电路、RFID电源***；
所述MCU模块包括单片机控制芯片、键控模块、显示模块、电源模块、通讯接口；
所述LoRa模块包括LoRa通讯芯片，串口模块，上位机通讯接口。
作为本发明所述适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温***的一种优选方案，其中：所述单片机控制芯片与所述键控模块、显示模块、电源模块、通讯接口连接；
所述通讯接口与所述上位机通讯接口连接，所述LoRa通讯芯片连接与所述上位机通讯接口连接；
所述RFID通讯接口与所述MCU模块连接。
本发明有益效果为：本发明提供过的一种适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法及其***，通过模块化设计，以MCU模块沟通RFID模块和LoRa模块。通过LoRa模块实现无线自组网，实现低功耗、远距离传输，克服RFID难以应用于布线困难、跨度大距离远的应用环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法流程图；
图2为射频距离和射频频率关系图；
图3为适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温***的结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1～图3，为本发明的第一个实施例，提供了一种适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法，包括以下步骤：
通过RFID模块采集终端数据、数据上下行传输、指令控制发送；
通过LoRa模块进行数据上下行传输，利用星形和点对点的方式，进行RFID***的自组网和数据的有效远程传输，采用LoRa模块进行***的数据传输，采用网关配合，提高远程传输距离；
通过MCU模块控制***的工作状态、任务分配及数据传输。
基于上述，本实施例中的***的构建分为三个模块的搭建和模块形成后的交互连接。
根据图2，射频距离和射频频率的关系在800MHz到1100MHz呈现驼峰的特点。当频率处于915MHz时，射频的读取距离最佳。在准许使用的频率频段内，综合考虑射频距离、射频功耗、穿透效果，选取功率范围在860MHz-920MHz范围的RFID传输频率最经济最高效。
在选取合适的频段后，射频模块的搭建采用电子标签和阅读器分离的专用芯片集成***，电子标签集成温度传感电路、数模转换电路、数据存储芯片、射频能量收集电路。温度传感电路采用IC集成芯片，数字芯片通过温度对CMOS电子元件的电气特性的影响，测量反应标签环境温度数据；存储芯片将温度芯片测量到的数据进行离线存储，数模转换电路将温度传感电路测量到的模拟量转换成对应的数据量，配合数据存储芯片进行数字信号的存储。射频收集电路是RFID***中进行上下行数据传输、指令控制、能量收集的实现电路，通过将RFID阅读器发射的电磁波进行感应、整流，给电子标签进行供能。
其中，电子标签采用音叉式、绑带式设计，将温度芯片和射频技术结合，实现小型化高集成度的温度测量终端。
LoRa模块的选取方案为：数据传输采用工作频段398MHz-525MHz频段范围的LoRa免授权频段，发射功率代表值20dBm，接收灵敏度-138dBm，传输距离在晴朗空旷的环境下可以实现3500米的数据传输。
LoRa模块需要通过天线进行电磁波发送，采用SMA天线，封装采用DIP封装方式。工作状态分为三种可选状态，分别为发射状态、接收状态和休眠状态。
数据接口采用通用的UART接口，比特率采用1200bps-115200bps。模块与MCU连接通过TTL电平串口进行数据传输通讯，通过引脚触发低电平发送数据到串口，数据发送完成后，引脚拉高。
进一步的，模块搭建成立后，***的交互连接通过MCU作为主控单元，进行***的工作状态的切换和任务功能的实现。
基于上述，整个过程的具体流程是：
***开机后，进行***初始化，实现三个模块的默认配置。在初始化后，MCU进行任务判断，当检测到有检测任务时，MCU进入工作状态。MCU发送指令给RFID模块，唤醒模块，使模块进入工作状态。RFID模块在接收到MCU控制指令后，进行温度读取指令的发送，下行发送电子标签的温度读取指令。RFID电子标签在接收到RFID模块指令后，进行数据采集，通过射频能量收集电路收集的能量，触发温度传感电路、数模转换电路、数据存储芯片，在执行完数据采集后，上行返回数据。RFID模块接收标签数据，并进行解码，传输给MCU模块。MCU模块进行数据处理、存储、状态评估，在状态评估后，出现超温过热的情况和预设值的范围内时，MCU模块调动LoRa模块，唤醒LoRa模块。LoRa模块进入传输模式，通过透传模式、点对点传输模式，向上位机进行无线数据传输。上位机在接收到LoRa上行数据后，进行下一步数据处理，关键重要高价值数据的存储，并进行状态异常预警，最远可以达到3500米的异常状态预警。
实施例2
参照图1～图3，为本发明的第二个实施例，提供了一种适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温***，包括：包括，RFID模块、MCU模块和LoRa模块；
RFID模块包括RFID通讯接口、射频天线、RFID控制电路、RFID电源***；
MCU模块包括单片机控制芯片、键控模块、显示模块、电源模块、通讯接口；
LoRa模块包括LoRa通讯芯片，串口模块，上位机通讯接口。
基于上述，单片机控制芯片与键控模块、显示模块、电源模块、通讯接口连接；通讯接口与上位机通讯接口连接，LoRa通讯芯片连接与上位机通讯接口连接；RFID通讯接口与MCU模块连接。
基于上述，整个过程的具体流程是：
***开机，进行***初始化，实现三个模块的默认配置；
在初始化后，MCU进行任务判断，当检测到有检测任务时，MCU进入工作状态；
MCU发送指令给RFID模块，唤醒模块，使模块进入工作状态；
RFID模块在接收到MCU控制指令后，进行温度读取指令的发送，下行发送电子标签的温度读取指令；
RFID电子标签在接收到RFID模块指令后，进行数据采集，通过射频能量收集电路收集的能量，触发温度传感电路、数模转换电路、数据存储芯片，在执行完数据采集后，上行返回数据；
RFID模块接收标签数据，并进行解码，传输给MCU模块；
MCU模块进行数据处理、存储、状态评估，在状态评估后，出现超温过热的情况和预设值的范围内时，MCU模块调动LoRa模块，唤醒LoRa模块；
LoRa模块进入传输模式，通过透传模式、点对点传输模式，向上位机进行无线数据传输；
上位机在接收到LoRa上行数据后，进行数据处理并进行状态异常预警。
本实施例提供的RFID-LoRa***与传统RFID***相比，通过模块化设计、LoRa达到电气设备狭小恶劣环境温度测量远距离无线传输的目的。
如下表所示，本实施例中还提供了采用适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温***和方法进行温度测量，和传统的温度测量的数据对比表。
从表中对比可以明显看出，采用本实施例提供的方法和***进行测量的精度明显高于传统方法。
应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机***通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机***的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“***”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地***、分布式***中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它***进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法，其特征在于：包括以下步骤，
通过RFID模块采集终端数据、数据上下行传输、指令控制发送；
通过LoRa模块进行数据上下行传输，利用星形和点对点的方式，进行RFID***的自组网和数据的有效远程传输，采用LoRa模块进行***的数据传输，采用网关配合，提高远程传输距离；
通过MCU模块控制***的工作状态、任务分配及数据传输。
2.如权利要求1所述的适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法，其特征在于：
***开机，进行***初始化，实现三个模块的默认配置；
在初始化后，MCU进行任务判断，当检测到有检测任务时，MCU进入工作状态；
MCU发送指令给RFID模块，唤醒模块，使模块进入工作状态；
RFID模块在接收到MCU控制指令后，进行温度读取指令的发送，下行发送电子标签的温度读取指令；
RFID电子标签在接收到RFID模块指令后，进行数据采集，通过射频能量收集电路收集的能量，触发温度传感电路、数模转换电路、数据存储芯片，在执行完数据采集后，上行返回数据；
RFID模块接收标签数据，并进行解码，传输给MCU模块；
MCU模块进行数据处理、存储、状态评估，在状态评估后，出现超温过热的情况和预设值的范围内时，MCU模块调动LoRa模块，唤醒LoRa模块；
LoRa模块进入传输模式，通过透传模式、点对点传输模式，向上位机进行无线数据传输；
上位机在接收到LoRa上行数据后，进行数据处理并进行状态异常预警。
3.如权利要求2所述的适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法，其特征在于：所述RFID模块包括RFID通讯接口、射频天线、RFID控制电路和RFID电源***。
4.如权利要求3所述的适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法，其特征在于：所述LoRa模块包括LoRa通讯芯片、串口模块及上位机通讯接口。
5.如权利要求4所述的适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法，其特征在于：所述MCU模块包括单片机控制芯片、键控模块、显示模块、电源模块及通讯接口。
6.如权利要求5所述的适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法，其特征在于：所述MCU模块通过模块功能设计统一串口数据格式，采用***的数据传输交流进行统一，实现各个模块之间的功能配合，通过MCU模块连接RFID模块和LoRa模块，采用控制***安排传输时序和工作状态。
7.如权利要求6所述的适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法，其特征在于：选取射频距离和射频频率在800MHz到1100MHz之间；
搭建采用电子标签和阅读器分离的芯片集成***，电子标签集成温度传感电路、数模转换电路、数据存储芯片、射频能量收集电路；
其中，温度传感电路采用IC集成芯片，通过数字芯片对CMOS电子元件的电气特性的影响，测量反应标签环境温度数据；存储芯片将温度芯片测量到的数据进行离线存储，数模转换电路将温度传感电路测量到的模拟量转换成对应的数据量，配合数据存储芯片进行数字信号的存储，通过将RFID阅读器发射的电磁波进行感应、整流，给电子标签进行供能；
电子标签采用音叉式、绑带式设计，将温度芯片和射频技术结合，实现小型化高集成度的温度测量终端。
8.如权利要求7所述的适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温方法，其特征在于：数据传输采用工作频段398MHz-525MHz频段范围的LoRa频段，发射功率代表值20dBm，接收灵敏度-138dBm；
LoRa模块通过天线进行电磁波发送，采用SMA天线，封装采用DIP封装方式，包括发射状态、接收状态和休眠状态；
数据接口采用UART接口，比特率采用1200bps-115200bps，模块与MCU连接通过TTL电平串口进行数据传输通讯，通过引脚触发低电平发送数据到串口。
9.一种适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温***，其特征在于：包括，RFID模块、MCU模块和LoRa模块；
所述RFID模块包括RFID通讯接口、射频天线、RFID控制电路、RFID电源***；
所述MCU模块包括单片机控制芯片、键控模块、显示模块、电源模块、通讯接口；
所述LoRa模块包括LoRa通讯芯片，串口模块，上位机通讯接口。
10.一种适用于电力设备监测的智能无源无线RFID-LoRa测温***，其特征在于：所述单片机控制芯片与所述键控模块、显示模块、电源模块、通讯接口连接；
所述通讯接口与所述上位机通讯接口连接，所述LoRa通讯芯片连接与所述上位机通讯接口连接；
所述RFID通讯接口与所述MCU模块连接。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113959592A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-21 | 珠海黑石电气自动化科技有限公司 | 一种电气设备uhf rfid测温***天线配置方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106643904A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-10 | 珠海晶通科技有限公司 | 一种基于超高频rfid的电力***智能监测装置 |
| US20170160111A1 (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-08 | Structural Health Systems, Inc. | Method and system for monitoring building structures |
| CN107192412A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-09-22 | 合肥工业大学 | 基于RFID与LoRa技术的火力发电厂环境监测*** |
| WO2018110927A1 (ko) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 주식회사 아모라이프사이언스 | 패치형 센서모듈 |
| CN108197689A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-06-22 | 国网辽宁省电力有限公司营口供电公司 | 无源rfid电缆测温标签 |
| CN110763347A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-02-07 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种基于rfid监控电力电容器温度的方法、***及装置 |
| CN111294407A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-16 | 济南东朔微电子有限公司 | 面向冷链物流保温箱的全程温度与位置监测***及方法 |
-
2021
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170160111A1 (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-08 | Structural Health Systems, Inc. | Method and system for monitoring building structures |
| WO2018110927A1 (ko) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 주식회사 아모라이프사이언스 | 패치형 센서모듈 |
| CN106643904A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-10 | 珠海晶通科技有限公司 | 一种基于超高频rfid的电力***智能监测装置 |
| CN107192412A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-09-22 | 合肥工业大学 | 基于RFID与LoRa技术的火力发电厂环境监测*** |
| CN108197689A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-06-22 | 国网辽宁省电力有限公司营口供电公司 | 无源rfid电缆测温标签 |
| CN110763347A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-02-07 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种基于rfid监控电力电容器温度的方法、***及装置 |
| CN111294407A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-16 | 济南东朔微电子有限公司 | 面向冷链物流保温箱的全程温度与位置监测***及方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113959592A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-21 | 珠海黑石电气自动化科技有限公司 | 一种电气设备uhf rfid测温***天线配置方法 |
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