基于無線通信的高壓設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)樣本

基于無線通信高壓設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：在對既有高壓設(shè)備溫度監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行分析研究基本上，研制了基于無線通信高壓設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)高壓側(cè)單片機(jī)通過高壓側(cè)無線發(fā)射接受模塊與低壓側(cè)無線發(fā)射接受模塊進(jìn)行無線雙向通信，實(shí)現(xiàn)了高壓設(shè)備溫度監(jiān)測信號向低壓側(cè)傳送。本文針對該系統(tǒng)核心問題，重點(diǎn)簡介了以PCB板銅箔為介質(zhì)無線通信天線設(shè)計(jì)基本辦法與計(jì)算式，設(shè)計(jì)了無線發(fā)射模塊PCB板銅箔環(huán)形天線參數(shù)；簡介了高壓側(cè)以太陽能電池為主專用電源設(shè)計(jì)，該電源由處在低壓側(cè)單片機(jī)系統(tǒng)控制聚光燈為高壓側(cè)太陽能電池提供能量，通過低功耗穩(wěn)壓模塊輸出穩(wěn)定電壓3.3V；簡介了綜合性能較好溫度傳感器及其特性解決方式。實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營驗(yàn)證了該系統(tǒng)通信可靠性。核心詞：高壓設(shè)備；無線通信；太陽能電池；溫度監(jiān)測Designoftemperaturemonitoringsystemforhigh-voltage

equipmentbasedonwirelesscommunicationAbstract：Basedontheanalysisofcurrenttemperaturemonitoringtechnologiesforhigh-voltageequipment，thisarticledevelopsasystemonthebasisofwirelesscommunications.Inthissystem，theMCUonthehighpotentialsidecommunicatesinteractivelywiththelowpotentialsidebymeansofthewirelesstransceivermodulesonbothsides，sothatthetemperaturesignalofthehigh-voltageequipmentcanbesenttothelowpotentialside.Thisarticlefocusesonthefollowingkeytechniques：thedesignoftheantennamadeofPCBinwirelesscommunications；thepowersourcebasedonsolarcellsinthehigh-voltageequipment，forwhichenergyisprovidedbytheMCU-controlledspotlightonthelowpotentialside，whichsteadilyproducesa3.3Vvoltagethroughthelowpowervoltagecontrolmodule；andtheparametersandtheprocessingmethodofawell-performedtemperaturesensor.Thetestsinlaboratoryindicatethereliabilityofthissystemincommunication.Keywords：high-voltageequipment；wirelesscommunication；solarcell；temperaturemonitoring1引言收稿日期：-收稿日期：-10ReceivedDate：-102背景技術(shù)分析研究3高壓設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)總體框圖4信號無線傳播天線設(shè)計(jì)在小功率短距離無線通信系統(tǒng)中，通信可靠性與天線密切有關(guān)，天線設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)之一。普通有二種天線，一種是柱形，一種是環(huán)形。處在高電壓系統(tǒng)附近柱形天線尖端側(cè)電荷特別密集，其附近空氣中電場特別強(qiáng)，使得空氣中少量離子加速運(yùn)動(dòng)。這些高速運(yùn)動(dòng)離子撞擊空氣分子，便有更多分子電離。這時(shí)空氣成為導(dǎo)體，于是就產(chǎn)生了尖端放電現(xiàn)象。因而在在高電壓系統(tǒng)中不能選用柱形天線。同樣也不能用普通環(huán)形天線。這里選取以PCB板銅箔形成環(huán)形天線，因而要按照天線設(shè)計(jì)規(guī)定仔細(xì)設(shè)計(jì)，否則將無法通信或通信不可靠。如圖2所示粗線某些為環(huán)形天線，圖3為PCB示意圖，其等值線路(發(fā)送模式)如圖4所示[8]。通過實(shí)驗(yàn)表白，本文設(shè)計(jì)以PCB板構(gòu)成環(huán)形天線滿足設(shè)計(jì)規(guī)定，在開闊場地100m范疇內(nèi)通信可靠，在室內(nèi)可以相隔三四個(gè)控制室進(jìn)行正常通信。這將為此后建立高電壓系統(tǒng)各種參數(shù)在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)奠定基本。5太陽能電池供電電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于單片機(jī)與無線發(fā)射接受模塊工作電壓均為3.3V，因而太陽能電池輸出電壓通過穩(wěn)壓模塊后直接作為系統(tǒng)工作電源。nRF905最大工作電流為在接受狀態(tài)下也僅為12.5mA，加上單片機(jī)系統(tǒng)等，整個(gè)線路消耗電流在接受或發(fā)送狀態(tài)下最大為41mA（實(shí)測），故所選太陽能電池完全能滿足規(guī)定。6溫度傳感電路設(shè)計(jì)7單片機(jī)與nRF905有關(guān)接線8軟件設(shè)計(jì)PWR_UPTRX_CETX_EN工作模式0XX掉電和SPI模式10X待機(jī)和SPI編程模式110接受模式111發(fā)送模式序號配備字闡明10b01101010工作頻率433.0MHz（433MHz頻段基準(zhǔn)頻率）20b00001100不自動(dòng)重發(fā)數(shù)據(jù)包、正常接受模式、

輸出功率+10dB(0CH)30b01000100發(fā)送與接受地址均為4字節(jié)4N1接受有效數(shù)據(jù)寬度5N2發(fā)送有效數(shù)據(jù)寬度6nRX地址,即本機(jī)站號,下同70xCCRX地址80xCCRX地址90xCCRX地址100b010110008bitCRC校驗(yàn)、外接16M晶體、無外部時(shí)

鐘信號