溫度監(jiān)測系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文

關鍵詞：數(shù)據(jù)融合； DSl8B20；風機；監(jiān)測；算術平均值

     隨著煤炭產業(yè)的發(fā)展及其開采的深度延伸，礦井里瓦斯涌出量不斷上升，加之環(huán)境溫度變化反差大，增加了井下隔爆風機溫度監(jiān)測的難度，而由風機溫度升高引發(fā)的爆炸事故頻繁，因而對煤礦井下通風隔爆電機的監(jiān)測系統(tǒng)的研究變得尤為緊迫和重要。為此，我們在對煤礦井下隔爆風機及其工作環(huán)境進行了深入地調研和仔細地分析后發(fā)現(xiàn)：目前井下隔爆通風電機溫度監(jiān)測的難點主要集中在觀測點難以確定、測量方法單一，測量過程出現(xiàn)不確定性以及準確性低等。針對這些問題，我們選擇了電機溫度變化顯著的部位及其工作環(huán)境溫度變化明顯的不同空間位置為觀測點，對電機進行內外環(huán)境溫度同時獨立采集，然后采用數(shù)據(jù)融合算法，在時間域上求得一組融合值，再進行優(yōu)化處理，尋找出其溫度與時間的動態(tài)規(guī)律性，并對其進行溫度監(jiān)控，便可提高溫度監(jiān)測的準確性和穩(wěn)定性。第一作者的姓名、性別、出生年、民族、職稱、學位、研究方向、聯(lián)系電話請在稿件首頁頁腳注明。     1.數(shù)據(jù)融合簡介

數(shù)據(jù)融合技術即采用計算機技術對按時序獲得的若干觀測信息，在一定準則下加以自動分析、綜合，以完成所需的決策和評計任務而進行的信息處理過程。按其融合方法分為基于統(tǒng)計理論融合、基于信息論融合和基于認識模型融合等。

數(shù)據(jù)融合在現(xiàn)代傳測控技術中應用，主要利用多個傳感器資源，通過對這些傳感器及其觀測信息的合理支配和使用，把多個傳感器在空間或時間上的冗余或互補的信息依據(jù)某種準則進行組合，以獲得被測對象一致性解釋或描述。可見，數(shù)據(jù)融合的硬件基礎是多傳感器系統(tǒng)，加工對象是源信息，核心是協(xié)調優(yōu)化與綜合處理。其基本目標就是通過數(shù)據(jù)的組合推導出更多的信息，最佳的協(xié)同作用結果，提高傳感器系統(tǒng)的有效性和被控系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

    2．溫度監(jiān)測系統(tǒng)

    2.1控制方案的確定

由于采用等準確度的傳感器進行溫度測量，其測量結果具有正態(tài)分布的特點，所以溫度檢測元件我們選用了具有等準確度的DSl8B20，在風機的三相定子繞組的每相埋設兩個傳感器以及風機的兩端軸承處各埋設一個，共用8個傳感器；同時在隔爆風機的工作環(huán)境，即采煤工作面的不同空間位置選了8個觀測點，各埋設了一個傳感器，便獲取16路獨立的溫度數(shù)據(jù)，再將16路數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送入主機PLC的CPU進行數(shù)據(jù)融合處理，獲得真實值，再進行系統(tǒng)結構優(yōu)化，參數(shù)的修正等，并通過RS-845聯(lián)機通信，實現(xiàn)對井下隔爆風機溫度的智能化在線監(jiān)控，原理圖如圖2-1所示。

          

                 　圖2-1溫度檢測與控制原理結構圖

 

    2.2 溫度采集電路的設計

由于數(shù)字溫度傳感器（DSl8820）能夠獨立完成信號調理或線性化，且測量溫度范圍為[-55,+125] 0C，能夠滿足礦井溫度范圍變化大的要求，并可通過數(shù)據(jù)總線直接與主機PLC相連，節(jié)省設計時間，因此本系統(tǒng)的檢測元件采用DSl8820，采集電路如圖2-2所示。

            

                                圖2-2  十六路Sl8820與PLC的總線接線圖

     2.3 溫度數(shù)據(jù)融合算法規(guī)則

     為了避免傳統(tǒng)的單一的算術平均值算法的不足，本系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)融合算法，即將由16路傳感器測得值送入PLC的CPU中，通過分布圖法剔除疏失誤差后得出一致性測量數(shù)據(jù)，然后按傳感器所在空間位置不相鄰的準則將其分成兩組，先求出兩組數(shù)據(jù)的算術平均值，再進行分批估計算法，估計出溫度真實值的融合值T，從而消除測量過程不確定性，獲得采煤工作面的溫度測量真實值，具體步驟如下：

     設被測溫度真值為T0， H為測量溫度方程系數(shù)矩陣，V為誤差向量，則測量溫度方程可表示為：T=HT0+V

    

         式(2-1)及(2-2)中的i，j分別是第一、二組中傳感器的編號，則對應的標準誤差分別是：

      

     根據(jù)分批估計理論，分批估計后得溫度的融合值的標準誤差是：

    

     (2-8)公式說明:若實際測量數(shù)據(jù)誤差越大,即分得的兩組數(shù)據(jù)誤差越大，則公式 (2-8)對改善誤差的效果越明顯；反之，其相對于求算術平均值的優(yōu)越性也就不顯著了，所以此測溫方法適合于溫度反差變化大的環(huán)境場所。

    3.實驗驗證

    3．1數(shù)據(jù)采集

為了使實驗設計能夠充分滿足數(shù)據(jù)融合法規(guī)的要求，我們把淮南礦業(yè)集團的新莊孜煤礦井下3#采煤工段的隔爆風機為研究對象，在風機的內外變化溫度明顯處選擇了16個測視點，各埋設一個DSl8B20，同時進行獨立的溫度測量，共獲得16路數(shù)據(jù)，溫度采集電路如上圖2-2所示。通過顯示器（LCD）獲得不同時刻的真實值，即融合值，∈ [8 、12.5、15、 16.6、18、19.7 、20、 21.5、 22、23、24.6、 25、26] 0C，對應的融合時間t∈[1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14]h,對應的關系圖如3-1所示.

                   

                  

此圖表明:采用數(shù)據(jù)融合技術計算的測量結果較接近于線性測量,可把溫度的非線性測量轉換為線性測量,大大降低了測量控制的難度.

   3.2 數(shù)據(jù)處理

   采用先進的應用軟件,如MATALAB對通過多次反復數(shù)據(jù)融合值進行線性擬合,并進行反復調試、優(yōu)化,得到最佳的溫度監(jiān)測動態(tài)關系式為:

       y=at+b       (3-1)

這里的a,b對于某一測控對象是確定的值,但當測量對象發(fā)生變化時,其值需要通過實驗進行修正. 我們在新莊孜礦1#采煤區(qū)求得實驗擬合函數(shù)式為:

     y=1.133t+11.4813     (3-2)

t為實際溫度動態(tài)跟蹤的數(shù)據(jù)融合值，對應的溫度監(jiān)測波形如3-2所示.此圖表明: 采用多傳感器數(shù)據(jù)融合的動態(tài)模型計算溫度值,用此值擬合出溫度檢測系統(tǒng)的函數(shù), 再反控被測對象,提高了控制的準確性和穩(wěn)定性.

    4.總結

    理論分析和實踐檢驗表明： 該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測系統(tǒng)相比，實時性較強，計算量較小，適用于數(shù)字化溫度采集系統(tǒng)。特別是被控對象在環(huán)境溫度惡劣的條件下作業(yè)，如煤礦井下隔爆風機，采用多路傳感器融合技術實現(xiàn)溫度在線測量，便可獲得可靠的實時性的測量數(shù)據(jù)，不僅可以消除測量過程中的不確定性，而且能夠提高測量結果的準確性和可靠性，值得進一步推廣與研究。

參考文獻:

[1]韓芳,朱玉琴.煤礦風機智能化監(jiān)控系統(tǒng)[J].煤礦機械,2009,30(2):142-143.

[2]鄭曉東，朱玉琴等.一種防爆對旋式風機智能器動器[J].煤礦機電.2009,2(1):89-91.

[3] 隋明發(fā).電機實時溫度測量技術的研究[D].沈陽理工大學 碩士學位論文，2008.1.

第2篇：溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文

關鍵詞： C/S；B/S；冷庫；溫度

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）27-6075-04

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，各行各業(yè)均需要進行各種數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測和分析。而工業(yè)控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術，對工業(yè)生產過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調度、管理和決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術，主要包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。

目前，工業(yè)控制自動化技術正在向智能化、網(wǎng)絡化和集成化方向發(fā)展。已有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)大都是有線的和C/S結構的，由于受到許多特殊的地理條件的限制，如煤礦井下工作區(qū)、遼闊的蔬菜溫室基地等，對有線網(wǎng)絡、有線傳輸?shù)牟季€工程帶來極大的不便，采用有線傳輸施工周期長、成本高，甚至根本無法實現(xiàn)。另外，這些監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析都是在專業(yè)軟件上進行，這些軟件通常是C/S（客戶端/服務器）模式的，即數(shù)據(jù)分析端需要到安裝有指定客戶端軟件的監(jiān)控中心進行，不能隨時隨地進行監(jiān)測。

基于以上弊端，該文將數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測分析分開來，將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過無線傳感器布置于現(xiàn)場，構建C/S結構的數(shù)據(jù)采集和存儲系統(tǒng)；而將數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析過程移植到Web上，構建B/S結構的數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析系統(tǒng)，使用戶無需安裝專門的客戶端軟件，只需要打開瀏覽器就可以查看并分析數(shù)據(jù)，這樣，該操作就可以隨時在任何聯(lián)網(wǎng)的個人電腦、智能手機或Pad等終端設備上進行。

C/S和B/S雙重構架理論適用于大多數(shù)工業(yè)控制生產中，利用目前廣闊的互聯(lián)網(wǎng)技術和無線通信技術，將工業(yè)生產數(shù)據(jù)的監(jiān)測和分析過程脫離現(xiàn)場，甚至將該過程擴展到網(wǎng)絡能夠覆蓋的所有物理區(qū)域，大大提高了工業(yè)管理水平和生產效率。

本文以C/S和B/S雙重構架為理論基礎，擬開發(fā)一套應用實例——“冷庫溫度數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測系統(tǒng)”，將該理論應用于實際生產中。

1 C/S和B/S構架技術

C/S結構，即Client/Server（客戶機/服務器）結構，通過將任務合理分配到Client端和Server端，降低了系統(tǒng)的通訊開銷，可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢。

B/S結構，即Browser/Server（瀏覽器/服務器）結構，是隨著網(wǎng)絡技術的興起，對C/S結構的一種變化或者改進的結構。在這種結構下，用戶界面完全通過瀏覽器實現(xiàn)，不需要事務邏輯在前端實現(xiàn)，而將全部事務邏輯放在服務器端實現(xiàn)，形成所謂3-tier結構。

C/S結構和B/S結構各有優(yōu)缺點，C/S要求系統(tǒng)必須安裝客戶端軟件，因此無法隨時隨地使用系統(tǒng)，但它響應速度快，業(yè)務邏輯可以作到更復雜；而B/S結構無須安裝客戶端軟件，只需一個瀏覽器，在有網(wǎng)絡的任何機器任何地點都可以使用系統(tǒng)，但它的運行速度受網(wǎng)絡速度限制，且很多功能也受到技術限制；

本系統(tǒng)擬開發(fā)的應用實例——“冷庫溫度數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測系統(tǒng)”，將這兩種結構有機結合起來，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，屏氣其劣勢，使數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)更加完善。

2 系統(tǒng)需求分析

隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人們的生活水平日益提高，對于食品的保質和保鮮質量也提出了更高的要求。因此，在食品生產、加工、運輸?shù)榷喾N環(huán)節(jié)中，實時監(jiān)控溫度具有重要意義，運用智能溫度監(jiān)測、記錄、報警等科技手段已經(jīng)成為了強制性的要求。特別是近年來與食品運輸關系最為密切的冷庫企業(yè)要能在激烈的競爭中取得優(yōu)勢，就必須建立符合企業(yè)自身特點的冷庫溫度監(jiān)測管理系統(tǒng)，通過計算機軟件方便地對冷庫系統(tǒng)的運行狀況進行實時管理，最大限度地提高冷庫工作人員的管理效率和管理水平。

冷庫溫度采集與監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能是測量冷庫的當前溫度值并判斷是否報警、記錄和分析下位機采集的冷庫歷史溫度值以及設置每一個冷庫的報警上下限和報警使能。經(jīng)過多次現(xiàn)場調研和用戶走訪，并對用戶提出的需求加以分析和整理，按照快捷、準確、方便、善于操作和識別的原則，提煉出冷庫溫度監(jiān)測管理系統(tǒng)的如下主要功能：

1） 對系統(tǒng)硬件進行配置，可以添加、修改或刪除傳感器；

2） 對測控點進行管理，可以添加、修改或刪除測控點；

3） 對測控點進行部署，原則上每個測控點監(jiān)測一個冷庫的溫度，每個測控點選擇指定的傳感器類型，以便使用相應的驅動程序讀取監(jiān)測數(shù)據(jù)；同時可以設置測控點的報警上限和下限值；

4） 監(jiān)測每個冷庫的溫度，并以數(shù)值和曲線兩種方式顯示；

5） 查看每個冷庫的歷史溫度值，以表和曲線兩種方式顯示，表中明確區(qū)分出超出報警上限和報警下限；

6） 查看冷庫的報警數(shù)據(jù)，當數(shù)據(jù)超過上限或下限值時產生報警，報警方式有兩種：聲音報警和彈屏報警；

7） 可以設置和查看每個冷庫的報警上限、報警下限。

8） 可以設置和查看下位機的測量周期。

9） 權限管理，分為登錄管理界面、管理員列表界面和退出管理界面。

10） 系統(tǒng)界面友好，操作簡單。

基于以上功能，設計出本系統(tǒng)的功能結構圖，如圖1所示。

3 開發(fā)工具

1） C/S端編程語言：使用VB開發(fā)數(shù)據(jù)采集程序；

2） 數(shù)據(jù)庫：使用SQL Server2005將VB程序處理的數(shù)據(jù)進行存儲；

3） B/S端編程語言：用2005搭建網(wǎng)站，讀取SQL Server數(shù)據(jù)庫中的實時數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)做成曲線顯示在網(wǎng)頁中，還可以通過網(wǎng)頁查詢實時數(shù)據(jù)曲線、歷史數(shù)據(jù)曲線，報警信息等。

4 系統(tǒng)整體設計

由于本系統(tǒng)采用的是C/S和B/S相結合的架構模式，數(shù)據(jù)采集部分采用C/S構架，以便靈活、可靠和快速地采集到相應數(shù)據(jù)；而數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析部分采用B/S構架，用戶可以在任何一臺可上網(wǎng)的電腦、智能手機或Pad等終端設備上登錄系統(tǒng)，因此設計本系統(tǒng)的整體結構如圖2所示。

5 數(shù)據(jù)庫設計

本系統(tǒng)采用大型關系型數(shù)據(jù)庫SQL Server 2005，將傳感器采集的溫度值通過無線網(wǎng)絡傳入上位機（工控計算機），然后寫入數(shù)據(jù)庫中，以便隨時進行查詢和分析。

根據(jù)對本程序的需求分析，本程序一共需要用到4張數(shù)據(jù)表，分別為傳感器類型表（cgq）、測控點表（ckd）、溫度表（wendu）、用戶表（users）。如表1-4所示。

6 系統(tǒng)實現(xiàn)

為了避免開發(fā)期間冗余代碼的大量出現(xiàn)，也為了便于系統(tǒng)運行期的維護和將來系統(tǒng)升級，本系統(tǒng)采用面向對象設計思想，程序代碼盡量做到模塊化。例如，數(shù)據(jù)庫是本系統(tǒng)的核心，而幾乎每一個界面都存在與數(shù)據(jù)庫的交互，為了提高系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸效率和代碼的利用率，本系統(tǒng)將數(shù)據(jù)庫的訪問編寫成一個獨立的模塊，方便其它類進行調用；各個實體模塊也建立了相應的實體類。

7 結束語

本系統(tǒng)采用C/S（客戶端/服務器）模式開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，再用 B/S（瀏覽器/服務器）模式開發(fā)數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)分析過程移植到Web上，使得用戶無需安裝專門的客戶端軟件，只需要打開瀏覽器就可以查看并分析數(shù)據(jù)，這樣，該操作就可以隨時在任何聯(lián)網(wǎng)的個人電腦上進行，甚至可以通過隨身攜帶的手機進行數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析。該理論適用于大多數(shù)工業(yè)控制生產中，大大提高了工業(yè)管理水平和生產效率。

參考文獻：

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[2] 陳艷華 + SQL Server網(wǎng)絡系統(tǒng)開發(fā)與實例[M].北京：人民郵電出版社，2010：43.

[3] 張偉.冷庫溫度監(jiān)測管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].太原：山西大學，2011.

第3篇：溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文

LabVIEW在測量領域的強大功能可以替代傳統(tǒng)儀器完成數(shù)據(jù)的處理。整個系統(tǒng)具有傳輸數(shù)據(jù)速度快，適應性好和可靠性高等優(yōu)點，在現(xiàn)實生產生活中具有較高的實用價值。

【關鍵詞】溫度檢測；無線通信；單片機；串口通信；LabVIEW

【Abstract】The design combines the sensor technology，radio frequency technology and computer technology to make full use of the characteristics of fast and flexible MCU and the advantages of low cost and strong function of virtual instrument.The hardware part is mainly composed of MCU， temperature sensor，wireless transmission module，serial communication and so on.The temperature acquisition，the wireless transmission of data between single chip microcomputer and the communication between the single chip microcomputer and the host computer are realized.The host computer uses LabVIEW to create an interactive interface，which can display and record the data. It can be carried out on the upper and lower limits of the temperature alarm.LabVIEW’s powerful function in the field of measurement can replace the traditional instrument to complete the data processing. The whole system has the advantages of high speed of data transmission， good adaptability and high reliability，and has high practical value in real life.

【Key words】Temperature measurement；Wireless communication；MCU；Serial communication；LabVIEW

0 引言

S著傳感器技術的發(fā)展，溫度的檢測已經(jīng)成為一種常見的技術。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式均是通過有線電纜來實現(xiàn)的，有線通訊存在布線難、檢測難等問題。而無線通訊技術的日漸成熟，困擾其發(fā)展的傳輸速率和抗干擾能力得到大大提升，無線溫度檢測成為必然的選擇，其成本低、建網(wǎng)快捷、傳輸距離長等優(yōu)點使其擁有廣闊的發(fā)展前景[1-4]。

1 系統(tǒng)總體設計

本設計通過DS18B20測量溫度并傳送給單片機從機，nRF905無線模塊完成單片機從機到主機的數(shù)據(jù)傳輸，單片機主機與LabVIEW通訊的同時通過LCD1602顯示溫度，LabVIEW完成溫度的顯示、記錄等功能。總體設計方案如圖1所示：

2 系統(tǒng)硬件設計

系統(tǒng)硬件部分由單片機最小系統(tǒng)、溫度檢測模塊、無線傳輸模塊、液晶顯示模塊、串口通信模塊組成。

單片機最小系統(tǒng)又分為STC89C52單片機，復位電路和晶振電路。單片機20腳為地，40腳為+5V電源。當31腳接電源時，訪問內部存儲器。32～39腳為P0口，1～8腳為P1口，21～28腳是P2口，10～17腳為P3口。其中，P1/P2/P3均為帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口，而P0是漏極開路輸出，用作I/O口時，需外接上拉電阻。

溫度檢測模塊采用外部電源的供電方式，DS18B20的DQ端接單片機的P3.7，在VCC和DQ之間接一個4.7K的上拉電阻即可。

nRF905模塊共有四種模式，分別為：活動模式：Shock Burst RX模式，Shock Burst TX模式；節(jié)電模式：掉電和SPI編程模式，STANDBY和SPI編程模式；nRF905工作模式由TRX_CE、TX_EN、PWR_UP的設置來設定。

LCD1602的1腳和2腳分別接GND和VCC，3腳接電位器用來調節(jié)對比亮度，4腳、5腳、6腳分別接P1.0、P1.1、P1.2，7～14腳按順序接單片機的P0口，15腳和16腳分別接VCC和GND。

本設計采用RS-232電路完成串口通信。其中，計算機的RS-232C標準采用的EIA電平為負邏輯，高、低電平為-12V和+12V。單片機的TTL電平為正邏輯，高、低電平分別為+5V和0V。因此，要完成計算機與單片機的通信需要借助MAX232進行電平間的轉換。

3 系統(tǒng)程序設計

3.1 下位機程序設計

下位機由單片機從機和主機組成。單片機從機的主要功能是對溫度進行采集并完成數(shù)據(jù)的無線傳輸，程序流程圖如圖2所示。單片機主機的主要功能是完成數(shù)據(jù)的無線接收，并實時顯示同時將數(shù)據(jù)上傳到PC機，程序流程圖如圖3所示。

3.2 上位機軟件設計

首先，通過LabVIEW自帶的VISA工具包來配置串口，VISA的本質是I/O口軟件庫。在LabVIEW中，串口通信的步驟分別為串口初始化、讀寫串口、關閉串口。從VISA讀取節(jié)點讀取到的數(shù)據(jù)是字符串類型的，需要將字符串轉換為字節(jié)數(shù)組。下位機傳送的溫度數(shù)據(jù)是高八位和低八位的形式，通過轉換獲得16位的二進制數(shù)值，再結合下位機程序對溫度數(shù)據(jù)的編寫處理對溫度值處理，最終得到正確的數(shù)值。為了方便編程，這里將溫度值的計算設計為一個獨立的VI。除了完成溫度從16進制轉為10進制的過程，還利用布爾函數(shù)中的“與”函數(shù)，通過與F000相與判斷溫度的正負。接著，利用條件結構對正負溫度進行不同的轉換處理。

本設計通過LabVIEW中的條件結構，分別設計了高溫和低溫報警，高于設定上限時進行高溫報警，低于設定下限時進行低溫報警。@種報警方式將高低溫分離，更為直觀，方便使用者對溫度進行準確控制。

在實際應用中，實時溫度數(shù)據(jù)的意義更在于作為控制的參考量，單個數(shù)據(jù)并不能說明太多問題。因此，本模塊不僅設計了溫度的實時顯示，還有溫度數(shù)據(jù)表格和溫度曲線。同時，利用LabVIEW右鍵函數(shù)編程菜單中的“文件I/O”選項，選擇寫入測量文件，將溫度數(shù)據(jù)通過Access數(shù)據(jù)庫進行保存。當上位機運行時，會默認彈出選擇保存路徑的選項，文件格式為.xlsx。這些數(shù)據(jù)記錄和曲線可以看出溫度變化，方便對測量環(huán)境的把握。上位機界面如圖4所示：

4 結束語

以STC89C52單片機，DS18B20溫度傳感器，nRF905無線模塊和LabVIEW虛擬儀器為核心，設計了一種無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)。通過DS18B20進行溫度采集，nRF905完成無線傳輸，同時，串口電路將數(shù)據(jù)傳送給LabVIEW，LabVIEW負責溫度數(shù)據(jù)的顯示、記錄等。本設計的特色在于通過nRF905無線傳輸溫度數(shù)據(jù)，可以遠距離進行溫度采集，比有線采集適用性更強，維護、擴展都更為方便。并且，采用LabVIEW作為上位機，能與主流的測試設備相兼容，自身更是具備了各種測量領域的工具包。通過簡單地函數(shù)設置就能完成測量程序的設計，十分方便。

【參考文獻】

[1]周益青，王勇.基于LabVIEW軟件的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)[J].制導與引信，2012（1）：24-28.

[2]許齊敏.高速無線數(shù)據(jù)采集終端的設計與優(yōu)化[D].秦皇島：燕山大學，2013.

第4篇：溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文

關鍵詞：聲表面波；溫度監(jiān)測，無線無源

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：16727800（2013）002009302

0 引言

近年來，我國快速的現(xiàn)代化發(fā)展對電網(wǎng)系統(tǒng)提出了越來越越高的要求，現(xiàn)代電力朝著高電壓和大容量發(fā)展。在此背景下，對電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行提出了更高的要求。隨著材料技術、微電子加工技術、信號處理技術等科學技術的飛速發(fā)展，使得在聲表面波技術基礎上研制出的具有體積小以及可靠性高等優(yōu)點的聲表面波器件在電力通訊領域得到了應用。

由于電網(wǎng)系統(tǒng)中的高壓開關柜密閉運行，人工巡視無法實現(xiàn)，而它又是電網(wǎng)系統(tǒng)的核心部分之一，它的安全穩(wěn)定運行非常重要。作為高壓開關柜內的開關觸頭及母排連接節(jié)點更是重要隱患，當其中某個節(jié)點發(fā)生氧化腐蝕導致接觸電阻增大，會使其局部溫度升高，從而可能發(fā)生火災等事故，給電網(wǎng)的運行帶來無法預料的后果。對高壓開關柜內的觸頭等位置進行在線溫度監(jiān)測可及時發(fā)現(xiàn)異常，從而可提前維護，避免事故發(fā)生或者減小損失，提高經(jīng)濟效益和社會效益。 聲表面波器件體積小，因此由其研制出的溫度傳感器，適合不同的安裝方式，無線信號傳輸不受高壓開關柜內的結構影響，并且它無須供電，耐壓高，高低壓隔離，可免除高壓擊穿的危險，可實現(xiàn)連續(xù)不斷的溫度監(jiān)測，使其結合計算機技術可以達到高壓開關柜內的觸頭接觸點溫度在線監(jiān)測，很好地解決了電網(wǎng)系統(tǒng)中高壓開關柜觸頭接觸點測量存在的問題。

1 無線無源溫度監(jiān)測系統(tǒng)

1.1 聲表面波溫度傳感器無線測溫原理

由溫度采集器發(fā)射一定頻率的電磁波信號，經(jīng)由無線天線由聲表面波溫度傳感器的叉指換能器接收轉換成聲表面波，再由器件反射器發(fā)射回叉指換能器，并重新轉換為電磁波信號經(jīng)由無線天線傳回采集器。如果在聲表面波溫度傳感器表面施加有溫度參量的擾動，會引起聲波速度的變化，從而引起接收端反射信號的頻率或者相位發(fā)生相應的變化，實現(xiàn)對待測量的無線檢測，聲表面波無線測溫工作原理見圖1。

1.2 系統(tǒng)硬件結構

聲表面波無線無源溫度監(jiān)測系統(tǒng)由溫度傳感器、溫度采集器、測溫主控制端組成，如圖2所示。溫度傳感器是觸點的溫度感知元件，安裝在被監(jiān)測的觸點處。溫度采集器用于與一個或者多個溫度傳感器進行無線通訊以及進行數(shù)據(jù)的處理，它一般安裝在被測溫度傳感器的低壓側，并通過CAN/RS485總線與站內測溫主控終端進行通訊。測溫主控終端用于將站內所有的溫度傳感器數(shù)據(jù)匯總，可通過網(wǎng)絡繼續(xù)與上一級監(jiān)控單元通信。

1.3 溫度監(jiān)測系統(tǒng)

一個高壓開關柜內安裝有若干個溫度傳感器，溫度傳感器的主要功能為檢測柜內被測觸點的表面溫度，溫度采集器獲得溫度傳感器傳回的數(shù)據(jù)，進行分析和處理，然后實時輸出溫度數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)傳至測溫主控終端。

在系統(tǒng)運行時，首先通過溫度采集器得到各被測觸點的表面溫度，然后分別判斷溫度是否超過設定的報警和預警溫度，如果超過報警溫度，表明該觸點溫度越限，則在測溫主控終端顯示觸點報警信息、彈出報警圖標、蜂鳴器鳴叫、發(fā)出報警短信；如果超過預警溫度，則在測溫主控終端顯示觸點預警信息。溫度檢測系統(tǒng)工作流程見圖3。

2 電網(wǎng)系統(tǒng)測溫方案比較

由于電網(wǎng)系統(tǒng)溫度監(jiān)測的特殊性，通常情況被測觸點很多，位置也千差萬別。柜內的電磁干擾很強，都給柜內觸點的溫度監(jiān)測帶來一定的困難。目前電網(wǎng)系統(tǒng)中主要的溫度監(jiān)測方案有如下幾種：

（1）有源無線測溫。采用電池供電，利用溫度敏感元件和無線通信技術相結合。這種方法無絕緣問題，測溫精度比較高，缺點是電池壽命有限，尤其是在高溫環(huán)境中，需要定期更換電池，不利于連續(xù)測溫。

（2）紅外測溫。通過將被測目標的紅外輻射能量轉換為溫度值，是一種非接觸式測量，也無絕緣問題，缺點是需要定期巡檢，在線測溫成本比較高。

（3）光纖測溫。利用光在光纖中傳輸產生的散射和光時域反射原理來獲取空間溫度分布信息，可在線測溫，溫度測量準確，缺點是存在光纖臟污引起的絕緣隱患。

（4）無線無源測溫。通過聲表面波技術，利用電磁波能量實現(xiàn)測溫監(jiān)控，無絕緣問題，溫度測量準確，可連續(xù)在線測溫，缺點是對安裝要求比較高。

3 聲表面波無線無源測溫實例

聲表面波無線無源溫度監(jiān)控系統(tǒng)應用實例如圖4，將溫度傳感器固定到被測觸點處，由采集器接收溫度傳感器傳回的數(shù)據(jù)信息并進行相應的處理，轉換為實測溫度，然后通過RS485總線將數(shù)據(jù)上傳至測溫主控終端，并將采集溫度數(shù)據(jù)保存到主控終端本地數(shù)據(jù)庫中，作為歷史數(shù)據(jù)方便用戶查詢使用。見圖5中左邊為有實時數(shù)據(jù)顯示部分，右邊為歷史數(shù)據(jù)曲線部分。當系統(tǒng)測得某個被測觸點溫度超出用戶設定的報警溫度時，會在界面顯示報警信息，同時蜂鳴器發(fā)出報警聲音，并會發(fā)出短信通知用戶排除故障，避免重大事故及經(jīng)濟損失。

4 結語

本文提出了一種基于聲表面波無線無源溫度監(jiān)控方案。在電力系統(tǒng)中，如何測量密閉高壓開關柜內各個監(jiān)測點的溫度，一直以來都被廣泛關注。基于聲表面波技術的無線無源測溫技術，可為電網(wǎng)系統(tǒng)設備被測觸點進行實時監(jiān)測，對設備的安全運行無任何影響，目前已經(jīng)成功應用到云南省一些電網(wǎng)系統(tǒng)的高壓開關柜溫度監(jiān)測項目中。由于該技術無線無源的獨特優(yōu)點，今后可能會成為智能電網(wǎng)中溫度測量的一種主流方案，隨著聲表面波技術的越來越完善，它必將為電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行提供更可靠的保障。

參考文獻：

＼[1＼] 武以立，鄧盛剛，王永德.聲表面波原理及其在電子技術中的應用＼[M＼].北京：國防工業(yè)出版社，1983.

＼[2＼] 王生江.基于聲表面波諧振器的無線測量系統(tǒng)＼[J＼].測控技術，1999（9）.

第5篇：溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文

Abstract: The principle,structure,functions;features of intelligent wireless real-time temperature online monitoring system are introduced. The system monitors and tracks the electrical equipment access parts of the temperature which can effectively prevent electrical accidents caused by overload operation to ensure the safety of mine power supply.

關鍵詞:在線監(jiān)測;溫度;采樣;傳輸;安全供電

Key words: online monitoring;temperature;sampling;transmission;safety supply

中圖分類號:F270 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)15-0165-02

0引言

礦井地面變電所擔負礦井全部供電負荷,屬一類負荷,它的正常運轉與否直接關系礦井人員的生命安全和煤礦正常生產。溫度是考證一次設備正常運行的一個重要參數(shù),設備嚴重超負荷運行、觸點氧化等原因造成壓接不緊、壓力不夠、觸頭接觸部分發(fā)生變化、最終導致接觸電阻增大,在大電流通過時,溫度升高,從而引起設備老化,絕緣下降,嚴重的還能觸發(fā)電弧短路,燒壞設備,擴大設備損壞范圍,降低設備使用壽命,尤其是隔離刀閘的動、靜觸頭部分更加嚴重,故障率高,這些都時時刻刻威脅電力設備的安全運行。因此對電力設備接觸部位溫升故障點的運行狀態(tài)進行實時追蹤監(jiān)測,可以有效防止此類事故的發(fā)生,確保礦井安全供電。

1電氣設備常用檢測溫度的方法

通常檢測電力設備溫度的方法分為接觸式測量和非接觸式測量,具體有以下幾種:①熱像儀或點溫儀測溫:定期用熱像儀或點溫儀對設備進行檢測,不能實現(xiàn)實時監(jiān)測和及時告警,會造成設備測溫不準的現(xiàn)象發(fā)生。②光纖有線測溫:是用光纖傳導的方式進行溫度監(jiān)測,由于光纖要和感溫一起緊貼在被測物體表面,而被測物體的表面都是高壓部分,這樣對光纖的本身和使用的環(huán)境要求很嚴格,光纖本身的絕緣要老化,安裝不方便,總之使用光纖有線測溫對電力設備的安全運行本身就存在安全隱患。③紅外線測溫:是通過紅外線信號接收設備接收來自一次設備上的紅外線信號來測量溫度,這種方法測量的溫度值誤差較大,而且受到外界的環(huán)境的干擾影響較大。

2智能無線實時溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)原理

智能無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)是根據(jù)電力系統(tǒng)運行的特點對電力設備接觸點、刀閘動靜觸頭、電纜頭實現(xiàn)溫度實時監(jiān)測。將感溫元件緊貼在被測物體的表面,它能真實地反映設備的實時溫度,對運行設備沒有任何影響。當設備的運行溫度超過預設告警溫度值時,系統(tǒng)自動告警,避免由于溫度升高而引起設備故障,保證供電安全可靠運行。

根椐礦井電力設備分布特點,采用工控機無線溫度監(jiān)測系統(tǒng),由高頻無線溫度采集單元、高頻無線溫度接收單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、集成后臺監(jiān)控單元等組成,可同時處理600個電氣接點溫度的實時溫度數(shù)據(jù)(每個溫度發(fā)射模塊具有獨立的地址碼)。

①智能無線溫度傳感器(溫度采集單元)采集變電所開關柜動靜觸頭、開關柜出線母排接點及電纜接頭、變壓器接頭等電氣接點溫度,并進行處理、保存、發(fā)送。②接收模塊收到溫度、校驗信息等數(shù)據(jù)后,通過RS485總線傳輸?shù)胶笈_監(jiān)控,發(fā)射模塊與接收模塊采用超高頻載波通信,發(fā)射與接收模塊之間通訊距離最大為100m。③接收模塊與后臺監(jiān)控通過有線方式連接,最遠傳輸距離為10km。④后臺監(jiān)控處理單元將采集數(shù)據(jù)進行顯示、處理、保存等操作,同時還具有無源報警訊號輸出,進行報警、預警。

電腦的組網(wǎng)拓樸圖如下:

3智能無線實時溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結構

智能無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)在物理上和功能上均采用分層分布式結構,保證了系統(tǒng)組態(tài)的靈活性和功能配置方便性。系統(tǒng)整體上分為采集層、收集層、監(jiān)測層三層采集層與收集層之間采用無線通訊方式,收集層與監(jiān)測層采用通訊網(wǎng)絡線相連。系統(tǒng)還充分考慮了遠傳調度端,實現(xiàn)遠端監(jiān)測,其通過光纖通訊網(wǎng)PCM將數(shù)據(jù)傳至調度端。

采集層的無線測溫裝置將感溫元件采集到溫度通過無線通訊的方式發(fā)送給收集層的無線接收管理終端,無線接收管理終端將各無線測溫裝置溫度數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理,處理后通過RS485及數(shù)據(jù)線傳給監(jiān)測層本地計算機,本地計算機同時經(jīng)過光纖通道網(wǎng)轉發(fā)給調度端監(jiān)測計算機,計算機對數(shù)據(jù)進行管理,并定時存儲于數(shù)據(jù)庫,根據(jù)用戶設置的周期對實時數(shù)據(jù)庫中相應點進行記錄,形成歷史數(shù)據(jù)庫,能夠提供分、時、日曲線顯示,報表打印,記錄溫度越線時間及數(shù)值等,發(fā)出告警信號。

4智能無線實時溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)功能

電力設備及線路接點溫度無線實時監(jiān)測系統(tǒng)是一個基于超高頻無線通信、CAN(或RS485)現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)相結合的分層分布式實時監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)對地面電力設備、電力線路電氣接點溫度的在線監(jiān)測。系統(tǒng)功能簡介如下:①現(xiàn)場通過工控機,采集、監(jiān)測地面變電所高壓系統(tǒng)所有開關柜手車接點、母排接頭、主變接頭、電纜搭接頭溫度狀況。通過瀏覽其的顯示界面,運行人員可直觀方便地觀察各個電氣接點當前溫度數(shù)據(jù)、歷史報警事件記錄及其變化曲線等數(shù)據(jù)信息。②系統(tǒng)設置預防報警和事故報警兩級報警功能,并可現(xiàn)場設定警戒值,在溫度超過預警線時系統(tǒng)發(fā)出聲、光報警,進行報警提示。③通過查詢系統(tǒng)的后臺電腦,管理人員可直觀方便瀏覽地面電力設備危險溫度電子分布圖、實時溫度值、溫度變化曲線,在電子地圖界面,值勤人員可快速方便的查找到報警點位置。④通過查詢系統(tǒng)歷史溫度記錄表及其變化曲線,值班人員可很容易地對本電力線路及設備的所有接點溫度進行分析,預測溫度變化趨勢。⑤報警方式詳述:a.預防報警。超過一定的溫度值,需要提醒值班人員,此時仍可繼續(xù)運行;溫度上升過快;和室溫相差過大,報警輸出:報警燈亮,報警接點動作;相間溫差過大。b.事故報警。超過一定的溫度值或溫升速率超過一定值(默認設置為8℃/5min),嚴重影響到正常操作,報警燈亮,報警接點動作。

5智能無線實時溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)特點

電力設備及線路接點溫度無線實時監(jiān)測系統(tǒng)是基于無線數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理、高速實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡系統(tǒng)。具有以下特點:①先進性:系統(tǒng)采取無線射頻技術,采用接觸式的溫度采集和無線數(shù)據(jù)取樣,實現(xiàn)絕對的電氣隔離。②實時性:對變電所開關柜的動靜觸頭、母排接點、變壓器電纜接點、電纜溝中的電纜及其接頭、架空線路及其接頭溫度進行實時采樣、無線數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理, 由通信主機上傳到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。③開放性:所有數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議都采用國際標準,采用485總線或CAN總線進行數(shù)據(jù)通信,為未來系統(tǒng)功能升級、擴充提供了技術基礎。④易于擴展性:提供相應的數(shù)據(jù)接口與通信接口,485總線通信采用MODBUS協(xié)議,CAN總線采用iCan協(xié)議,單位內部采用以太網(wǎng)的TCP/IP通信。⑤可靠性設計:采用軍工級要求進行設備的生產與測試,具有防雷、防火、防爆、防潮的特點。

第6篇：溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文

1 引言

隨著社會經(jīng)濟和電力行業(yè)的發(fā)展，全封閉式高壓開關柜已廣泛應用于各電壓等級變電站10kV、35kV供電系統(tǒng)中，在配電網(wǎng)中極為重要，是作為架空線、電纜、母聯(lián)的樞紐節(jié)點。柜內接點（插頭）接觸位置偏移、動靜觸指彈簧松動、材質不良等因素均會導致開關柜內的刀閘觸頭、母線排過渡點、電纜終端接頭等關鍵部位產生嚴重發(fā)熱，影響設備安全運行。

目前國內變電站內普遍采用的測溫手段是示溫變色蠟片法、紅外測溫法、接觸式測溫電阻法。示溫變色蠟片法測溫誤差大，實用性差；紅外測溫法無法透過設備外殼監(jiān)測到設備內部的高溫，且不能實時監(jiān)測設備溫度；設備內部采用的接觸式測溫電阻法，存在高電壓隔離和測溫器件溫度過熱的問題，實用性差。隨著電壓等級的提高和用電負荷的逐年增長，以上方法的局限性越來越明顯。

由此可見，設計一種實用性強，精度高的溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，實時地對開關柜內關鍵部位的溫度進行非接觸式測溫，具有十分重要的應用價值。

2 系統(tǒng)介紹

本文設計的開關柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要包括溫度采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、聲光報警模塊、GSM遙信報警模塊。

該系統(tǒng)利用紅外測溫技術，可遠離測量點進行非接觸式測溫，解決了高壓隔離以及傳感器溫度過高的問題，響應速度快，精度高。裝置安裝于金屬柜門內側，實時監(jiān)測并顯示開關柜內部關鍵部位的溫度，不影響開關柜的正常運行。數(shù)據(jù)顯示模塊布置在透觀察窗口處便于運維人員檢查記錄。

該裝置內部設計有聲光報警模塊，當溫度達到或超過預先設定的報警溫度限定值時，在現(xiàn)場發(fā)出聲光報警信號，便于巡視人員在巡視時及時發(fā)現(xiàn)高溫缺陷。當溫度達到或低于報警溫度值時，裝置自動取消報警。本裝置還設計有GSM遙信報警模塊，在出現(xiàn)高溫現(xiàn)象時，可以將溫度數(shù)據(jù)以短信息的形式發(fā)送到運維人員值班手機上，以便運維人員及時到現(xiàn)場檢查處理。此外還有短信查詢功能，可以遠方查詢開關柜內的溫度。

3 硬件設計

開關柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的結構示意圖如圖1所示。

紅外傳感器MLX90614是一款非接觸式的紅外線溫度感應芯片，測溫范圍-40～125℃。MLX90614在信號調節(jié)芯片中使用了先進的低噪音放大器，一枚17-bit ADC以及功能強大的DSP元件，從而實現(xiàn)高精度溫度測量。

TC35是Siemens公司推出的新一代無線通信GSM模塊，可以快速、安全、可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸和短消息服務，穩(wěn)定性強，不易受干擾，網(wǎng)絡覆蓋面廣。

單片機芯片STC89C52RC，超強抗干擾，寬電壓，不怕電源抖動，寬溫度范圍-40℃～85℃。能夠控制其它模塊實現(xiàn)溫度在線檢測和高溫報警功能。

聲光報警模塊，結合了聲音和燈光的優(yōu)點，首先通過聲音初步確定報警來源，再觀察燈光信號，精確定位發(fā)生高溫故障的開關柜。

裝置通過強磁鐵吸附的方式固定于金屬柜門內側，安裝方便。

4 軟件設計

系統(tǒng)運行程序設計流程圖見圖2，系統(tǒng)初始化后，進入無限循環(huán)的溫度采集流程中。

利用Keil C51軟件編譯C語言程序，設定兩個溫度限定值T1、T2，劃分為三個溫度狀態(tài)：正常溫度時，溫度T≤T1，綠燈亮，蜂鳴器不響；異常高溫時，T1T2℃，紅燈亮，蜂鳴器響，間隔一定時間t發(fā)送報警短信息，格式如“Normal temp

5 系統(tǒng)應用情況

5.1 現(xiàn)場應用

將研制好的裝置分別放置在五個10kV高壓開關柜內試運行，對開關柜內三相電纜接頭溫度進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)了預期功能，運行狀況良好。由于目前現(xiàn)場所選的開關柜運行狀況良好，電纜溫度在允許范圍內，并未收到報警短信。裝置現(xiàn)場應用情況如圖3。

5.2 效果檢查

利用溫度校驗儀MX824-J模擬產生高溫來檢驗裝置測溫準確性和報警情況，設定T1=45℃，T2=75℃，檢查結果如表1所示。

由檢查情況可知，誤差值范圍在+0.6℃～-0.6℃，精確度高，滿足現(xiàn)場應用的要求。溫度報警動作正確，短信發(fā)送正常并且延時在允許范圍內。本裝置對開關柜內電纜頭的溫度監(jiān)測的精度以及報警準確性均能滿足現(xiàn)場實際應用。

6 結語

隨著越來越多的無人值守變電站的投入運行，對供電可靠性和電網(wǎng)異常、發(fā)生事故時的應急響應和處理速度的要求不斷提高，要解決人力不能超越的問題就必須深化并保證信息的采集和處理。本文中設計的基于紅外測溫技術的開關柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，可實時檢測到開關柜內的高溫缺陷，提前發(fā)現(xiàn)事故隱患并進行消缺，降低了設備故障率，提高了設備運行的安全性、可靠性。該系統(tǒng)為設備的狀態(tài)檢修提供了科學依據(jù)，促進了智能化開關柜及電網(wǎng)遙感、遙測等現(xiàn)代化技術的完善與發(fā)展。

參考文獻

[1]韓玉蘭，蘆興，路燦，田競.高壓開關柜隔離觸頭溫度紅外檢測系統(tǒng)的研制[J].高壓電器，2008，44（6）：578-581.

第7篇：溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文

關鍵詞　發(fā)射機房　溫度監(jiān)測　RS485接口　SQL2000數(shù)據(jù)庫　VB語言

中圖分類號：TP311.52

文獻標識碼：A

目前我國大部分廣播電視發(fā)射臺均是由中央控制室和獨立的發(fā)射機房構成，值班人員在中央控制室負責全部的播出業(yè)務。發(fā)射機房內無人值班，只進行定期的巡視。雖然現(xiàn)階段機房安裝的各種進口高功率發(fā)射機，性能穩(wěn)定，自我保護功能完善，但目前發(fā)射機在一些關鍵點上設置的溫度傳感器，僅僅是為了保護設備安全的開關式傳感器，無法在溫度越限之前提供有效溫度的信息，這就導致整個機房和重要設備的實時運行溫度等數(shù)據(jù)信息不能及時反饋到中央控制室，這就成為整體可靠運行的一個缺口。鑒于此，安裝一套監(jiān)測范圍廣、采集精度高、運行穩(wěn)定、報警靈敏的溫度監(jiān)測系統(tǒng)顯得尤其重要，對當前“有人留守，無人值班”運行模式下的安全播出提供又一個可靠的保障。

本系統(tǒng)實現(xiàn)分為硬件設計和軟件設計兩方面：

1 硬件設計

1.1 系統(tǒng)構建

發(fā)射臺內只有控制值班室是24小時有人值班，因此采集到的數(shù)據(jù)信息最后必須統(tǒng)一在控制值班室顯示和報警。控制值班室和發(fā)射機房雖然在一棟建筑內，但相隔距離較遠，而且發(fā)射機房也由主機部分、饋線部分和冷凝器設備等幾個獨立空間，面積大、設備多、分布廣、傳輸距離遠，另外需要溫度檢測的點比較多，直接由主機訪問所有的傳感器難度較大。因此整個系統(tǒng)必須采取分布式的架構，即每個機房作為一個獨立單元，由一個下位機模塊統(tǒng)一采集管理這些采集點，在中央控制室設立上位機，對所有的下位機進行統(tǒng)一的管理，形成上位機、下位機和傳感器這種分布式系統(tǒng)架構，使結構清晰，管理方便，而且易于擴展。

在系統(tǒng)通訊方面，RS485接口規(guī)范的通信模式，傳輸速度快、抗干擾能力強、布線少、接入方便，被廣泛采用。但RS485的通信距離為1.2千米左右，考慮到有效的傳輸性能，距離會更短一些，因此在一個機房內使用RS485總線比較合適，但從機房到中央控制室的距離較遠、現(xiàn)場環(huán)境惡劣，使用RS485總線在傳輸上難以滿足系統(tǒng)需求，另外總線位置相對固定，不利于后期的調整。隨著信息化的蓬勃發(fā)展，目前各臺站的網(wǎng)絡建設日趨完善，尤其臺內網(wǎng)的建設方面都已比較成熟，在各機房都可以方便地接入網(wǎng)絡，因此采用臺內網(wǎng)連接上位機和下位機，可以用最少的用線量和最低的施工成本實現(xiàn)上位機與下位機之間的數(shù)據(jù)傳輸，利用網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)不僅使子系統(tǒng)接入方便，而且上位機可以設置在任意一個網(wǎng)絡終端，更加靈活方便。

1.2 硬件的選擇

1.2.1 傳感器的選擇

在傳感器的選擇上主要考慮以下幾方面問題：（1）需要采集的點較多，設備類型和安裝位置多樣化，所以需要傳感器體積較小，方便安裝；（2）需要傳感器工作范圍較寬，從–25癈 ～+120癈以上，且在此范圍內有較好的工作穩(wěn)定性和測量精度；（3）需要傳感器有較強的抗干擾能力；（4）傳感器接入系統(tǒng)方便，硬件開銷小。通過考察市場和相應的研究，發(fā)現(xiàn)采用符合一線制（1-Wire）的數(shù)字溫度傳感器DS18B20比較適合當前系統(tǒng)。

1-Wire總線是美國Dallas公司的一項專有技術——單總線技術(1-Wire Bus Technology)，該技術在理論上每條總線連接的1-Wire器件數(shù)量可達248支，適用于單主機、多從設備的系統(tǒng)。它與其他串行通信方式最大的不同在于它采用單一信號線，同時傳輸時鐘又傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的。1-Wire使用較低的數(shù)據(jù)傳輸速率，通常是用來溝通小型設備，如數(shù)位溫度計等。1-Wire有兩種速率：標準模式16kbps，驅動模式142kbps。

DS18B20是由美國DALLAS公司生產的數(shù)字溫度傳感器，支持單總線數(shù)據(jù)通信；有超小的體積，多種封裝方式，封裝后的DS18B20可用于各種非極限溫度場合。適用于各種狹小空間設備數(shù)字測溫和控制領域。溫度在檢測點即轉換為數(shù)字信號，與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾能力更強；測溫范圍寬，檢測范圍可達-55癈 ～ +125癈；每個傳感器內置產品序列號（ID），方便多機掛接；對溫度反應靈敏，傳輸速度快；傳感器內含CRC校驗碼，更有效地保證了數(shù)據(jù)交換的可靠性。

多個DS18B20并聯(lián)在一根總線上，采用碼分多址、串行方式進行訪問，訪問過程一般分為三步：首先系統(tǒng)反復操作搜索每個傳感器的內置產品序列號，然后啟動所有在線DS18B20進行溫度檢測，最后逐個讀出DS18B20的輸出溫度。

1.2.2 下位機的設計

下位機即數(shù)據(jù)采集器是聯(lián)系溫度傳感器和上位機的紐帶，是現(xiàn)場測量的處理和轉發(fā)，向下傳遞給統(tǒng)一管理所有的溫度傳感器，采集各個點的溫度，向上響應上位機的訪問請求并傳送數(shù)據(jù)。

第8篇：溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文

[關鍵詞]單片機 數(shù)字式溫度傳感器 鐵電存儲器 單總線

[中圖分類號]TP[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2010)02-0060-03

引言

環(huán)境溫度的監(jiān)測和控制是許多試驗的必要條件,傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測系統(tǒng)多采用前端溫度采集電路和后端上位機數(shù)據(jù)處理的方式,比如利用單片機對傳感器輸出信號進行采集,將采集到的數(shù)據(jù)送往PC機進行處理和實時顯示[1]。然而這種方式由于持續(xù)的溫度數(shù)據(jù)傳輸占用了大量的總線資源,受到PC機性能的影響,同時PC終端的不可移動性和安全性則無法滿足無人值守或遠程的實驗。

針對這個問題,本文提出了一種具有數(shù)據(jù)存儲功能的多通道溫度監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)設置了數(shù)據(jù)存儲功能,可以將檢測到得數(shù)據(jù)存儲在本地存儲器中,實驗完成后再和上位機聯(lián)接將數(shù)據(jù)讀出,也可以進行實時的數(shù)據(jù)傳輸而并不受到上位機的影響。這樣就提高了系統(tǒng)的靈活性,并拓寬了其使用范圍。

1 溫度監(jiān)測系統(tǒng)的構成

溫度監(jiān)測系統(tǒng)有前端多路溫度采集電路和上位機數(shù)據(jù)庫管理軟件兩部分構成。前端多路溫度采集電路由溫度采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊組成,如圖1組成。電路由單片機C8051F410為控制核心,實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的實時采集、存儲、閾值判斷及報警、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋鞲衅鬏敵龅臄?shù)據(jù)經(jīng)電路調理后進入單片機進行處理,并存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中,同時在單片機內

設置閾值并進行判斷實現(xiàn)超限報警,如果與上位機聯(lián)機時,單片機通過聯(lián)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸控制。

2 溫度采集模塊設計

傳統(tǒng)的溫度傳感器輸出的都是模擬量,信號處理電路結構復雜,并且在實驗中,往往需要同時監(jiān)測多個不同點的溫度變化,這會導致整個系統(tǒng)規(guī)模龐大而降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本系統(tǒng)選用美國Dallas公司出品的單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20作為溫度檢測器件。DS18B20內部集成了溫度信號調理和模數(shù)轉換電路,可直接輸出溫度的數(shù)字信號,大大簡化了應用電路的設計。并且數(shù)據(jù)接口采用 “1-wire”專利技術,可以在一條單總線上可以掛接多個傳感器,節(jié)省了微處理器的端口資源和電路,非常適合多點組網(wǎng)測溫。

DS18B20的檢測溫度范圍為-55～+125℃;可以通過編程選擇9-12位數(shù)據(jù)格式,選擇9位時溫度分辨率為0.35℃,轉換時間小于100ms。每個DS18B20內部有一個64bit的標識碼固化在ROM中,并且每個DS18B20的標識碼都是唯一的,使用標識碼,可對指定的DS18B20進行操作。

本系統(tǒng)由8個傳感器組成測溫網(wǎng)絡。進行溫度采集時,控制軟件利用SKIP ROM命令,同時激活所有在線溫度傳感器,進行一次溫度轉換。轉換完成后,利用MATCH ROM命令和唯一的標識碼逐一讀取相應的傳感器溫度值,直至將所有傳感器的溫度值都讀取完,再進行下一次溫度轉換。

3 數(shù)據(jù)存儲模塊設計

根據(jù)測溫系統(tǒng)的工作特性要求,系統(tǒng)采用非易失存儲器,同時滿足數(shù)據(jù)讀寫的方便,在復雜的環(huán)境中有一定的抗干擾能力,能多次重復使用等要求。系統(tǒng)采用具有SPI的鐵電存儲器FM25L512作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲芯片。這是一款512Kb的非易失性存儲器,串行接口時鐘頻率可達20MHz,且數(shù)據(jù)以總線速度進行寫操作,無寫入延時,操作較EEPROM和FLASH存儲器更為簡便。此外,器件真正提供了無限次的寫入次數(shù),供電范圍3.0V~3.6V,可以在-40℃~+85℃范圍內工作。

將存儲器的存儲空間劃分為若干獨立的小塊,分開存放各個采樣通道的數(shù)據(jù)。其中,開始的256字節(jié)空間用來記錄本次測試的一些條件參數(shù),如采樣起始時間,采樣頻率等。每個溫度采集通道可以獲得最大8160字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲空間。若采樣頻率為每分鐘一次,則最多能存儲68小時的溫度測試數(shù)據(jù),可以滿足一般的存儲測試測試要求。

4 系統(tǒng)控制流程設計

多通道溫度監(jiān)測系統(tǒng)的控制主要涉及系統(tǒng)的初始化,溫度數(shù)據(jù)的采集、存儲,溫度超限報警、與上位機通信等功能,由一片低功耗混合信號單片機C8051F410實現(xiàn)。系統(tǒng)控制電路主要包括電壓轉換電路、單片機最小系統(tǒng)、傳感器接口、上位機通信接口等部分組成,電路如圖2所示。

單片機通過軟件控制系統(tǒng)工作過程。完成一次溫度采集后,單片機先將采集到的溫度數(shù)據(jù)與預設的溫度報警上限進行比較,若測得的溫度值大于預設值,則利用蜂鳴器發(fā)聲警報。比較結束后,根據(jù)所選的工作模式將溫度數(shù)據(jù)通過UART接口發(fā)給PC機由相應的PC機程序進行處理和顯示,或按通道存入相應的存儲空間。測試完成后由PC機命令將數(shù)據(jù)讀出,利用相應PC機程序進行處理和分析。

5 系統(tǒng)驗證實驗

利用本系統(tǒng)對高低溫交變濕熱試驗箱的溫度進行測量。將8個傳感器分別布設在試驗箱內的不同位置,當試驗箱開始工作時開始測溫,存儲器記錄試驗箱的工作時間及相應的溫度。實驗結束后,將溫度監(jiān)測系統(tǒng)的記錄數(shù)據(jù)和試驗箱顯示數(shù)據(jù)進行比對,從而檢驗系統(tǒng)的實際效果。

試驗中,試驗箱的起始溫度為25℃,以10℃為單位升溫,到預設值后保持一段時間再次進行升溫,當溫度達到55℃時結束。溫度監(jiān)測系統(tǒng)設定的采樣頻率為1次/秒,測試時間為15分鐘。

實驗時高低溫試驗箱溫度記錄如表1。

溫度監(jiān)測系統(tǒng)采集并存儲的是DS18B20的12位數(shù)字化的溫度信息,其中前面5位是符號位,如果測得的溫度大于0,這5位為0,只要將測到的數(shù)值乘以0.0625即可得到實際溫度;如果溫度小于0,這5位為1,測得的數(shù)據(jù)需要取反加1再乘以0.0625即可得到實際溫度。將讀出的數(shù)據(jù)轉換成溫度值后作圖得試驗箱內部溫度隨時間變化的曲線(圖3)。

比較試驗箱顯示溫度以及系統(tǒng)所測數(shù)據(jù)值可以發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)所測數(shù)據(jù)較好地表現(xiàn)了試驗箱內溫度隨時間變化的規(guī)律,所得數(shù)據(jù)與試驗箱顯示溫度有0.8℃左右的誤差,產生誤差的原因可能有試驗箱自身的溫度顯示誤差,溫度傳感器自身精度及滯后效應等。

6 結語

本文設計一種多通道溫度監(jiān)測系統(tǒng),利用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20的“1-wire”接口技術組成傳感器網(wǎng)絡,采用單片機控制,并在此基礎上增加了數(shù)據(jù)存儲模塊。與傳統(tǒng)的實時溫度監(jiān)測系統(tǒng)相比,本系統(tǒng)實現(xiàn)了對溫度環(huán)境的存儲測試,可以在脫離上位機的情況下獨立運行,特別適合遠程和無人值守實驗的環(huán)境溫度監(jiān)測。通過實驗驗證,系統(tǒng)能夠很好地實現(xiàn)對溫度環(huán)境的存儲測試,工作穩(wěn)定可靠。同時,該系統(tǒng)具有一定的可擴展性,如增加傳感器的數(shù)目或替換更大容量的存儲器,可以使系統(tǒng)實現(xiàn)更復雜的實驗環(huán)境下,更長時間溫度監(jiān)測,具有一定的應用前景。

[參考文獻]

[1] 羅文廣,蘭紅莉,陸子杰.基于單總線的多點溫度測量技術[J].傳感器技術,2002,21(3).

[2] 羅來邦,王述琪.小型多通道數(shù)據(jù)采集與回放測量系統(tǒng)[J].探測與控制學報,2005,27(1):38-40.

[3] 李群芳,肖看.單片機原理、接口及應用――嵌入式系統(tǒng)技術基礎[M].北京:清華大學出版社,2005,3.

第9篇：溫度監(jiān)測系統(tǒng)范文

關鍵詞:Internet;監(jiān)測;溫濕度

中圖分類號:TP393.09文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2009)25-7103-02

Temperature and Humidity Observation System Based on Network Transmission

RON Wu, YANG Ya-fang

(Yangtze University, Jingzhou 434023,China)

Abstract: Based on Internet networking constitution temperature and humidity observation system,Construction in the Internet, microcomputer and transmitting instrument oftemperature and humidity and so on.Realizes to the many special warehouse temperature and humidity long-distance real-time monitor,uses programming and so on VC 、C++ and .

Key words: internet; observation; temperature and humidity

隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展,其應用越來越廣泛,不僅在辦公自動化及各項管理中得到了廣泛的應用,而且在各領域的視頻監(jiān)控及企業(yè)對生產過程和環(huán)境信息的監(jiān)測也得到了應用推廣。

1 系統(tǒng)的硬件組成

本系統(tǒng)的結構如圖1所示。主要由JWSL―2系列壁掛型溫濕度變送器、PC微機、網(wǎng)絡通信、后臺服務器及客戶端等組成。JWSL―2系列壁掛型溫濕度變送器采集當前溫度和濕度,再通過變送器內部的A/D轉換芯片將溫濕度轉換為數(shù)字量。當PC機通過串口向變送器發(fā)送一條數(shù)據(jù)接收指令時,變送器將對應于溫濕度的數(shù)字信息發(fā)送給RS-485總線上,經(jīng)長距離傳輸?shù)絇C機,其中,要經(jīng)過RS―485電平轉換成RS―232電平,才能被PC微機的串口接收。PC機通過串口通信接收和處理數(shù)據(jù),并與互聯(lián)網(wǎng)相連后將數(shù)據(jù)上傳到后臺服務器,客戶終端可以上網(wǎng)查看監(jiān)視各個監(jiān)測點溫濕的變化情況,并做出相應的管理措施。

2 JWSL―2系列壁掛型溫濕度變送器

變送一體化設計,用于感應、處理與輸出溫濕度值,適用于普通室內環(huán)境溫濕度的測量。

2.1 主要技術參數(shù)

量程:濕度: 0～100%RH,溫度:±0.5℃(0～50℃)

輸出信號:電流輸出型:兩線制4-20mA;電壓輸出型:0-5V ;網(wǎng)絡輸出型:RS485 RS232

3.2 通訊協(xié)議

1)符合 MODBUS 標準(16 進制方式)。主機查詢,變送器應答的主從方式查詢溫濕度數(shù)據(jù)。

地址 03 00 00 00 02

例:對地址為01的變送器讀溫濕度的操作為:010300000002C40B

應答為:

其中,CRCH為CRC 校驗的高字節(jié),CRCL為CRC 校驗的低字節(jié)。

2)數(shù)據(jù)H(高位字節(jié))和數(shù)據(jù)L(低位字節(jié))為各自對應的當前溫濕度值:

上傳的數(shù)據(jù)需要除十,如濕度上傳16進制數(shù)0X0311,對應十進制為00785,即78.5%RH。

零下溫度換算,如溫度上傳16進制0XFF8C,對應十進制數(shù)為:0XFFFF-0XFF8C=0X73=115表示-11.5℃。

3)幀格式中有8位數(shù)據(jù)位,無校驗,1位停止位,波特率可以設定1200,2400,4800,9600。

3 軟件編程

3.1 PC機RS-232C串口接收溫濕度變送器傳送來的溫濕度值

Microsoft Communications Control(簡稱MSComm)是Microsoft公司提供的簡化Windows下串行通信編程的ActiveX控件,它為應用程序提供了通過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡便方法,MSComm控件通過串行端口傳輸和接收數(shù)據(jù)。選用VC編程,通過調用復雜的API函數(shù),而且采用事件驅動(Event-driven)的方法。利用MSComm控件的OnComm事件,就可以在OnComm事件處理函數(shù)中加入自己的處理代碼,遵守溫濕度傳感器的通訊協(xié)議編程,即實現(xiàn)捕獲并處理通訊事件中接收到的溫濕度值,并存入相應的表格中,。只需擁有一個MSComm控件對應著一個串行端口。

// 接受數(shù)據(jù)

for(k=0; k {

safearray_inp.GetElement(&k,rxdata+k); //轉換為BYTE型數(shù)組

BYTE bt=*(char*)(rxdata+k); //字符型

strtemp.Format(“%c”,bt); //將字符送入臨時變量strtemp存放

recd+=strtemp; }

3.2 保存采集的數(shù)據(jù)

在C++ 環(huán)境中利用ADO方式連接SQL數(shù)據(jù)庫并將捕獲的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中,步驟如下:

1)首先需要導入ADO類,方式如下:

#import"C:\\ProgramFiles\\CommonFiles\\System\\ado\\msado15.dll" no_namespace rename("EOF","adoEOF")rename("BOF","adoBOF")

2)添加一個指向Connection對象的指針:

_ConnectionPtr m_pConnection; //連接對象

m_pConnection.CreateInstance("ADODB.Connection");

3)連接數(shù)據(jù)庫:

m_pConnection->Open("Provider=SQLOLEDB.1;server=.;database=temperatuer;uid=yinan;pwd=123456;","","",adModeUnknown);

//其中temperature為數(shù)據(jù)庫名,yinan和123456 為測試的測試名和密碼。

4)執(zhí)行SQL命令將采集的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中:

m_pConnection->Execute("insert into data(temperature,humidty,name,) values (tem, hum,’倉庫1’)",&RecordsAffected,adCmdText);

//其中tem為采集的溫度,hum為采集的濕度,倉庫1為倉庫的名稱

5)關閉與數(shù)據(jù)庫的連接,釋放內存資源:

if(m_pConnection->State)m_pConnection->Close();

3.3 客戶端瀏覽數(shù)據(jù)

使用B/S模式讓客戶在瀏覽器中觀察采集的數(shù)據(jù),采用的方式是使用編程。具體方式如下:

添加一個.aspx頁面,頁面中包括一個Repeater數(shù)據(jù)綁定控件,用來顯示數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),還包括一個下拉列表框,用來選擇查看數(shù)據(jù)的方式,該頁面所對應的.cs文件的關鍵代碼如下:

if (ddlChoice.SelectedValue == "storage")

{cmdStr = "select name, temperature ,humidity,addDate from data,storage where data.storageid = storage.idorder by name desc,addDate desc";

BindData(cmdStr);

}

if (ddlChoice.SelectedValue == "date")

{ cmdStr = "select name, temperature ,humidity,addDate from data,storage where data.storageid = storage.idorder by data.addDate desc,name desc";

BindData(cmdStr);

}

// 其中ddlChoice為下拉列表框的名稱,cmdStr是要執(zhí)行的SQL語句,BindData方法實現(xiàn)了綁定數(shù)據(jù)的過程,該頁面瀏覽效果如圖2所示。

也可按時間來查看,效果如圖3所示。

4 結論

該文全面介紹了基于網(wǎng)絡傳輸?shù)臏貪穸葯z測系統(tǒng)的總體設計以及各部分的主要結構。該系統(tǒng)已經(jīng)用于大范圍的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。該計算機網(wǎng)絡應用技術適用范圍廣,監(jiān)測數(shù)據(jù)快速準確,達到了無人置守,是一項非常有意義的嘗試,應用前景廣闊。

參考文獻:

[1] 龔建偉,熊光明.Visual C++/Turbo C串口通信編程實踐[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.