五年无需更换电池的无线测温方案
时间:2017-09-20 15:15来源:ZLG致远电子
摘要:在中高压开关柜中由于铜排氧化腐蚀、螺栓松动引起温度升高,如果不及时维护将会造成重大的安全事故,一起来看看现场。
在中高压开关柜中由于铜排氧化腐蚀、螺栓松动引起温度升高,如果不及时维护将会造成重大的安全事故,一起来看看现场。
随着用电需求的不断增加人们对于用电安全也越来越重视,中高压开关柜的测温一直是人们关注的焦点。由于无线 zigbee 的技术越来越普及,这种方案很好的解决了中高压开关柜的铜排温度监控问题。但是这种方案也有缺陷,怎样做到低功耗以及小体积、快速开发一直限制着无线测温的应用。开关柜中铜排布局紧凑不可能有较大空闲位置,一般都采用表带的方式进行安装,这种方式就要求温度采集模块体积做的非常小。由于现场不方便取电,所以多采用电池供电,整个温度采集模块使用寿命最少为3年,为了做到绝缘安全都采用胶水封死的方法导致更换电池也很不方便。一般无线温度采集多采用:MCU+zigbee+ 温度传感器,这种方案体积大、功耗大、开发繁琐,下面给大家介绍一种比较方便实用的方案。
为了降低功耗以及控制体积,不能增家额外 MCU,所有的采集控制必须在 zigbee 模块中完成。为了 zigbee 模块休眠时整个系统不消耗电能,将温度传感器 DS18B20 设置成单线通信模式,当 zigbee 休眠时 DS18B20 不消耗电能。当 zigbee 模块唤醒采集时,zigbee 与温度采集模块通信并同时给温度传感器 DS18B20 中的电容充电。用户可以通过上位机软件设置休眠唤醒时间,可以按照秒设置也可以按照分来设置。配置好后模块定时休眠,当模块唤醒后将温度采集通过 zigbee 网络传送给主节点,传送完成后再次进入休眠。此方案不仅功耗低而且体积小巧,再有大大缩短了用户的研发周期,用户只需关注自己主节点的研发,从节点只需通过配置即可。
本方案采用 DS18B20 作为温度传感器,该传感器体积小便于安装,可以采用单线通信不需要额外的电源接口,zigbee 模块休眠时 DS18B20 处于关断状态。
随着用电需求的不断增加人们对于用电安全也越来越重视,中高压开关柜的测温一直是人们关注的焦点。由于无线 zigbee 的技术越来越普及,这种方案很好的解决了中高压开关柜的铜排温度监控问题。但是这种方案也有缺陷,怎样做到低功耗以及小体积、快速开发一直限制着无线测温的应用。开关柜中铜排布局紧凑不可能有较大空闲位置,一般都采用表带的方式进行安装,这种方式就要求温度采集模块体积做的非常小。由于现场不方便取电,所以多采用电池供电,整个温度采集模块使用寿命最少为3年,为了做到绝缘安全都采用胶水封死的方法导致更换电池也很不方便。一般无线温度采集多采用:MCU+zigbee+ 温度传感器,这种方案体积大、功耗大、开发繁琐,下面给大家介绍一种比较方便实用的方案。
图 1 无线温度采集表带
一、zigbee+ 温度传感器一体化解决方案为了降低功耗以及控制体积,不能增家额外 MCU,所有的采集控制必须在 zigbee 模块中完成。为了 zigbee 模块休眠时整个系统不消耗电能,将温度传感器 DS18B20 设置成单线通信模式,当 zigbee 休眠时 DS18B20 不消耗电能。当 zigbee 模块唤醒采集时,zigbee 与温度采集模块通信并同时给温度传感器 DS18B20 中的电容充电。用户可以通过上位机软件设置休眠唤醒时间,可以按照秒设置也可以按照分来设置。配置好后模块定时休眠,当模块唤醒后将温度采集通过 zigbee 网络传送给主节点,传送完成后再次进入休眠。此方案不仅功耗低而且体积小巧,再有大大缩短了用户的研发周期,用户只需关注自己主节点的研发,从节点只需通过配置即可。
图 2 温度采集框图
zigbee 模块以及电池被集成到一个表带当中,然后将表带绑在被测铜牌上,表带背面有开孔方便温度传感器与被测铜牌接触。图 3 现场安装图片
整个网络采用星型网络拓扑结构,开关柜中的智能控制开关作为主节点,温度采集表带作为子节点,子节点定时上传采集到的温度然后再次休眠。主节点之间通过 RS-485 网络相连,然后再通过 GPRS DTU 传送到监控后台。图 4 无线测温系统框图
二、核心部件:zigbee 模块介绍- 超小体积
图 5 zigbee 模块体积
- 超度功耗
图 6 zigbee 模块功耗
下图是同类产品功耗对比图 7 功耗对比
- 3.6V 供电,无需其他电源模块
图 8 电池
- 支持上位机软件配置,产品开发速度快
图 9 上位机软件配置
三、温度传感器介绍本方案采用 DS18B20 作为温度传感器,该传感器体积小便于安装,可以采用单线通信不需要额外的电源接口,zigbee 模块休眠时 DS18B20 处于关断状态。
图 10 单线供电
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