浅谈无线测温在电力物联网技术中的研究与应用

关键词：物联网；电力；无线测温

 

这些年来，随着社会经济和科学技术的发展，物联网技术也实现了飞快发展，为电力无线测温系统的实现提供了可能。物联网是按照约定协议通过射频识别、全球定位系统、激光扫描器和红外感应器等等信息传感设备将互联网和物品连接起来，然后进行信息交换以及通信，从而能够进行智能识别、跟踪、定位和监控以及管理的网络技术。

 

在设计无线测温系统时，一般要求其测温节点体积较小，以减少占用空间，为以后的安装与更换提供便利。其次，要保证系统运行稳定，安全可靠性比较高，同时将误差尽可能地减少。由于可能存在不确定的屯磁干扰等因素对系统环境造成影响，无线测温系统需要具备较强的抗干扰性能。另外，每一个无线测温系统都是商用产品设计。在可能会超过一百个测温节点的情况下，应该将系统成本这个因素充分考虑进去，从而满足系统的要求，将成本尽可能地降低，为电力企业在的市场竞争力创造优势。除此之外，采用电池为温度采集点进行供电，可以将测温节点的功耗降低，从而将测温节点的寿命延长，使得电池更换不再频繁，有利于人力消耗的节约。

电力无线测温系统由测温节点、测温终端以及测温工作站三个部分组成。其中，根据RS485协议，测温工作站会在同一时间将32个测温终端进行连接，再采用RS485通信，它的网络拓扑结构为星型网络。另外，按照系统设计，各个测温终端与100个测温点之间也可以同时进行连接。与测温工作站和测温终端之间不一样，测温终端和测温点之间采用的通信方式为无线，采用的也是星型的网络拓扑结构。因此，网络结构不但结构比较简单，而且覆盖的范围也比较广。对系统网络拓扑结构进行合理设计有利于使网络覆盖范围以及容量增加，使得电力无线系统具备较好的稳定性、较高的通信效率、较简单的结构以及较强的抗干扰能力等。

电力无线测温系统由无线温度采集传感器、无线温度接受仪以及后台主机组成。其中无线温度采集传感器的功能为温度数据采集、计算以及发送等，无线温度接受仪负责温度的数据接收与转发，后台主机主要负责数据展示和存储以及转发。如果用户有需要，还要配置远程监控装置，以实时监控远程数据。在物联网技术的基础上，电力无线测温系统主要包括3层，即感知层、网络层以及应用层，分别以传感器、接收设备与传输设备、监控后台与用户终端为主体。

4.1感知层

这一部分包括硬件部分和软件部分，其中硬件部分由无线通讯模块、主控芯片和感温芯片组成。主控芯片负责对温度传感器的数据采集工作，而无线通信模块的功能为数据发送。因此，在无线温度传感器内，由主控芯片采集数据之后，会经无线通信模块将其发送出去。硬件部分的另一小部分为感温芯片，能够将温度进行准确地测量，然后再发送数据。

4.2网络层

网络层由数据服务器、通信信道以及无线温度接收仪来组成。其中无线温度数据接收仪由光通信和主控芯片以及无线通信模块组成。无线通信模块将无线传感器的温度数据接收进来，然后由主控芯片进行包装纸盒，经通信模块将包装后的数据传送到主站。而在通信模块中，其通讯接口会按照无线测温系统要求而采用光纤或RS485媒介。而一般来说，RS485是比较普遍的通讯模式，通常会被应用于速率比较低、干扰比较小、成本需求比较低以及距离比较短的场合。而光纤相对会被应用于速率较高、电磁干扰比较强以及距离比较远的场合。由于应用环境的不同，可以将两种方式兼容起来，考虑将两个接口都接进去。无线温度接收仪具有比较复杂的固件，主要负责数据接收与转发，将温度数据实时显示出来，而且为历史数据提供查询的依据，还具备超温报警的功能。而对于数据服务器来说，主要在无线温度接收仪将温度数据转发过来之后，由其进行接收，然后再储存所接收的数据，被用户需要时可以进行调用以及访问。

4.3应用层

应用层是电力无线测温系统十分重要的一个部分，它主要面对客户。一个好的后台软件，要做到应用层功能操作实用，人机界面友好，版面设计遵循美观的原则。另外，应用层设计还应该进行系统设备的建档和配置工作，实时地将数据召唤以及显示出来，要具备历史数据以便查询以及显示，建立温度超限报警系统或者其他多个方式的危机提醒。此外，还要实现对无线温度传感器的定位，允许通过公共网络进行访问。

5.1测温传感器

a.电池供电型无线温度传感器

安装于发热部位，采集温度量并通过无线方式传输的传感器。

目前无线温度传感器有三款：