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摘 要

随着工业电气业发展，高压环境下设备的温度监测显得尤为重要，由此也出现了很多针对高压环境下设备的温度监测，无线测温既是其中之一。它通过将温度探测工具直接与测温节点表面相接触，将采集到的温度数据利用无线方式传输，使得被测温设备与接受采集器之间无直接的电气关联，从根本上避免了高压设备温度采集时遇到的温度采集困难，温度采集信息不准确，采集设备易损坏等问题。

本文在对高温变电柜无线监测系统的发展背景、现状及研究意义，无线测温硬件系统的系统构成和无线测温传感器以及无线测温监测器的设计过程进行了描述，对无线测温系统的系统组成、无线测温传感器的芯片选择及模块设计以及无线测温监测器的设计和功能实现进行了重点论述。在以往高温变电柜测温的研究基础上提出了利用锂电池做电源基于射频收发传输的无线测温系统设计方案，确保系统的低功耗性耐用性成本低等优势。关于课题的设计论述主要分为三块：无线测温系统的系统组成及工作流程、无线测温传感器的设计过程以及无线测温监测器的各个模块设计。在此基础上还研究了无线测温硬件系统如何与上位机温度工作站进行交互联系。最后针对无线测温系统的测温特性和功耗分别进行了测试。

关键词：无线测温；射频收发

Design and implementat of wireless temperature measurement system hardware platform for high temperature transformer

Abstract

Active wireless temperature measurement system is a new method to monitor the temperature of high voltage substation after analyzing the defects of the existing temperature monitoring technology.Use radio waves to signal transmission, the sensor is arranged in the high-voltage equipment, and the receiving device without electrical contact, so the system fundamentally solves the problem of real-time online monitoring of the operating temperature of high voltage equipment contact.

The in of high temperature electric cabinet wireless monitoring system development present situation and significance of the research, wireless temperature measurement system hardware system structure and wireless temperature sensor and design of wireless temperature monitor are described, focusing on the composition of wireless temperature measurement system hardware, wireless temperature measurement pass sense module design and wireless temperature monitor module design has carried on the analysis. Based on the previous research on temperature measurement of high temperature transformer, this paper puts forward a design scheme of wireless temperature measurement system based on the radio frequency transceiver of lithium battery.On the subject of the study is divided into three parts: wireless temperature measurement system hardware composition, wireless temperature sensor design and function realization and wireless temperature monitor design and function realization.On the basis of this, the interaction between the wireless temperature measurement hardware system using RS485 bus interface and the temperature workstation is also studied..

Key Words: Wireless temperature measurement; RF transceive

目　　录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 课题的研究意义及研究现状 1

1.2.1 课题的研究意义 1

1.2.2 课题的研究现状 2

1.3　本文所做工作 4

第二章　无线测温系统的系统构成 7

2.1 无线测温系统的组成 7

2.2 无线测温硬件系统的开发环境 9

2.2.1软件平台介绍 9

2.2.2 硬件开发平台介绍 10

第三章 无线测温传感器的开发 12

3.1 无线测温传感器的总体设计 12

3.2 CPU控制模块 13

3.3 无线传输模块 14

3.4 感温模块 15

3.5锂电池模块 17

3.6 无线测温传感器的PCB版图设计 18

3.7 软件设计 18

第四章 无线测温监测器的设计与实现 19

4.1 无线测温监测器的设计要求 19

4.2 无线测温监测器的组成及各模块介绍 19

4.2.1 CPU模块 20

4.2.2 射频收发器模块 21

4.2.3 UART转换接口 22

4.2.4存储器模块 24

4.2.5 LED显示模块 25

4.2.6按键电路模块电源模块 26

4.3 无线测温监测器PCB板图 27

4.4 无线测温监测器的程序设计： 28

4.4.1 无线测温监测器的程序架构 28

第五章 无线测温系统的测试 31

5.1 热敏电阻的应用测试 31

5.2 无线测温传感器的功耗测试 32

5.3 无线测温传感器所用锂电池的测试 35

第六章　总结与展望 37

6.1　总结评价 37

6.2　展望 37

参考文献 38

致 谢 40

第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景

现在在工业、电力行业等相关方面，大型电气设备能否正常进行工作和社会的稳定以及人民的生活安全息息相关，因而电气设备可靠稳定的工作就显得至关重要。对此众多企业工厂提出对重要电气设备进行预防性监护以避免隐患出现，温度作为预防性维护中最重要的监控参数之一又显得异常重要。电气设备在使用过程中温度过高或过低均代表了设备可能存在安全隐患，为了防止安全隐患导致安全事故这类惨剧的发生，对电气设备进行实时温度监测便成了有效有力的重要手段^[1]。

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