一种用于配电设备温度监测的RFID测温系统的制作方法

一种用于配电设备温度监测的rfid测温系统
技术领域
1.本发明涉及传感器的技术领域，尤其涉及一种用于配电设备温度监测的rfid测温系统。


背景技术：

2.目前传统的测温手段的特点如下：远红外测温：采用人工巡检测温，不实时，且元件遮挡时无法检测；光纤测温：采用光纤温度传感器，不易安装，易损坏，耐温范围小；声表面波测温：易受干扰，多个传感器时，id区分困难；有源无线测温：电池供电，受电池寿命限制，更换电源难，利用rfid温度标签进行温度测量传感的技术虽然在冷链运输等领域已有应用，但由于其无线识别通讯距离有限、标签数量较少、续航能力较差等特点，在变电站开关室等场所应用时有较大的限制，无法满足该场景下对于开关柜等电力设备的实时监测。
3.综上，现有测温手段存在实时监测难、安装困难、与一次设备难以融合等缺陷。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有用于配电设备温度监测的rfid测温系统存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明目的是提供一种用于配电设备温度监测的rfid测温系统。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于配电设备温度监测的rfid测温系统，包括，测温组件，包括计算机、与计算机电连接的数据采集终端以及与计算机电连接的温度传感部件；所述温度传感部件包括中央处理器、与中央处理器电连接的射频收集件以及与中央处理器电连接的射频收发件；以及，数据采集组件，包括无线通信模块以及与无线通信模块电连接的射频增益模块；保护组件，所述保护组件设置在温度传感部件外。
8.作为本发明所述用于配电设备温度监测的rfid测温系统的一种优选方案，其中：所述保护组件包括母板、设置在母板上的外壳以及设置在母板上的绝缘导热层，所述母板上设置有射频天线，所述温度传感部件与射频天线相连。
9.作为本发明所述用于配电设备温度监测的rfid测温系统的一种优选方案，其中：所述射频天线包括设置在母板上的伸长杆、设置在伸长杆上的信号接收板以及设置在伸长杆上的旋起件，所述伸长杆设置有两个，两个所述伸长杆之间设置有伸缩杆，所述伸缩杆后端向外伸出且与母板相连。
10.作为本发明所述用于配电设备温度监测的rfid测温系统的一种优选方案，其中：所述旋起件包括设置在伸长杆外的螺旋槽、设置在螺旋槽内的若干支撑块以及设置在螺旋槽端部的伸出管，所述伸出管内滑移连接有辅助杆，位于最前端的所述支撑块与辅助杆后
端固定连接。
11.作为本发明所述用于配电设备温度监测的rfid测温系统的一种优选方案，其中：所述支撑块内部中空，所述支撑块前端设置有耳板，所述耳板后端设置有挂板，每个所述支撑块后端设置有配合板，所述配合板与耳板之间设有转轴，所述支撑块前端设置有与挂板配合的配合槽。
12.作为本发明所述用于配电设备温度监测的rfid测温系统的一种优选方案，其中：所述螺旋槽内设置有推出块，所述推出块与最后端的所述支撑块铰接，所述推出块两端设置有滚轮，所述推出块内设置有与滚轮相连的马达，所述螺旋槽的槽壁上设置有与滚轮配合的滑槽，所述伸长杆内设置有第一电机，所述第一电机与螺旋槽后端相连。
13.作为本发明所述用于配电设备温度监测的rfid测温系统的一种优选方案，其中：所述测温组件还包括标签操作模块、温度测量模块、终端控制模块以及功率控制模块，所述标签操作模块、温度测量模块、终端控制模块以及功率控制模块均与数据采集终端电连接。
14.作为本发明所述用于配电设备温度监测的rfid测温系统的一种优选方案，其中：所述外壳上设置有锁止件，所述锁止件包括设置在外壳上的滑移板、开设在母板上的卡槽以及设置在滑移板前端的与卡槽配合的配合块，所述配合块上设置有斜面块，所述卡槽内设置有与斜面配合的卡口。
15.作为本发明所述用于配电设备温度监测的rfid测温系统的一种优选方案，其中：所述滑移板与外壳之间设置有弹性件。
16.本发明的有益效果：本发明将温度传感器嵌入无源超高频rfid标签中以用于一次设备的温度监测，能够自动实时监控温度，实现设备状态的在线监测。相比于其他传统温度监测方法，基于rfid温度标签的温度监测具有能够身份识别、测温节点体积小、成本低和寿命长等优点。
17.利用数据采集终端通过射频信号为各无源rfid温度传感器提供测温所需的能量，能够实现传感器无源测温。进一步的，数据采集终端从温度传感器实时读取温度数据，通过无线传输，减少布线，增强一二次侧的融合。最终可以实现长时间续航下，对于电力设备各关键部位温度的实时测量。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
19.图1为本发明用于配电设备温度监测的rfid测温系统的整体结构示意图。
20.图2为本发明用于配电设备温度监测的rfid测温系统所述的下视结构示意图。
21.图3为本发明用于配电设备温度监测的rfid测温系统所述的连接件结构示意图。
22.图4为本发明用于配电设备温度监测的rfid测温系统所述的驱动件结构示意图。
23.图5为本发明用于配电设备温度监测的rfid测温系统所述的后枕治疗件与中部治疗件之间连接结构示意图。
具体实施方式
24.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
25.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
26.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
27.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
28.实施例1
29.参照图1-5，本发明公开了一种用于配电设备温度监测的rfid测温系统，包括，测温组件100，包括计算机101、与计算机101电连接的数据采集终端102以及与计算机101电连接的温度传感部件103；温度传感部件103包括中央处理器103a、与中央处理器103a电连接的射频收集件103b以及与中央处理器103a电连接的射频收发件103c；以及，数据采集组件，包括无线通信模块102a以及与无线通信模块102a电连接的射频增益模块102b；保护组件200，保护组件200设置在温度传感部件103外，保护组件200包括母板201、设置在母板201上的外壳202以及设置在母板201上的绝缘导热层203，母板201上设置有射频天线204，温度传感部件103与射频天线204相连，射频天线204包括设置在母板201上的伸长杆205、设置在伸长杆205上的信号接收板206以及设置在伸长杆205上的旋起件300，伸长杆205设置有两个，两个伸长杆205之间设置有伸缩杆207，伸缩杆207后端向外伸出且与母板201相连，测温组件100还包括标签操作模块、温度测量模块、终端控制模块以及功率控制模块，标签操作模块、温度测量模块、终端控制模块以及功率控制模块均与数据采集终端102电连接。
30.具体的，本发明包括测温组件100，包括计算机101(指代应用系统)、数据采集终端102和rfid温度传感器三部分组成。其中所述rfid温度传感器设置于测温点(如开关柜触头上)；所述数据采集终端102与射频增益天线结合，与rfid温度传感器具有一定的距离，一般放置于监测对象设备所处配电室内；所述计算机101指具有应用系统的上位机。工作时，数据采集终端102通过射频增益天线向覆盖范围内的rfid温度传感器提供射频能量，同时发送测温指令；各个rfid温度传感器通过内置电路完成射频能量的收集、指令的分析处理，并对各自所在的测温点进行测温，同时需要将测温得到的数据发送给数据采集终端102；计算机101将数据采集终端102接收到的数据进行分析处理，并给出下一步指令。
31.在本实施例中，温度传感部件103由一颗高度集成射频能量收集电路、无线射频收发电路、通信协议处理器、数据储存电路以及温度传感器的核心芯片和片外的无源被动射频天线204组成。
32.温度传感部件103与数据采集终端102取得联系后，通过射频能量收集电路收集数据采集终端102发射的射频能量，后续通过倍压整流电路等为传感器内部芯片供电；无线射频收发电路负责与外界通信信道进行数据交互，即接收数据采集终端102的指令和发送数
据给数据采集终端102；通信协议处理器负责通信协议的处理，同时还负责控制储存电路和温度传感芯片的工作。
33.数据储存电路主要用于在断电后将传感器的编号、温度数据和其他相关的用户信息储存起来，上电后自动向数据采集终端102发送；温度传感器核心芯片负责将温度信息转化为便于存储和发送的数据信号。
34.为满足温度传感器能够在户外恶劣环境下运行，并适用于不同的一次设备，本发明还包括保护组件200，在本实施例中，保护组件200包括母板201和外壳202，在母板201上面设置有绝缘导热层203，在绝缘导热层203上方设置有无源被动射频天线204，温度传感集成电路置于无源被动射频天线204之上。外壳202围设于绝缘导热层203、无源被动射频天线204、集成电路的外部，并且与母板201可以相合，扣在一起。母板201可以采用铜镀铬，能够进行温度传递，并起到固定作用。该设计结构与材料的热传递性能、物理强度等均可以适应电力系统中不同的测温环境。外壳202采用高强度外壳202，可以起到防潮防尘防静电等作用，保护内部测温电路不受损坏。同时，由于温度传感芯片采用了集成化设计，其体积小，易于安装。
35.数据采集终端102管理其覆盖范围内的温度传感器，是数据集中器和温度传感器之间的网桥。传感器的温度数据通过rfid技术实现无线上传，由数据采集终端102上的射频增益天线和无线通信模块102a接收。数据采集终端102连接有射频增益天线，可以通过射频增益天线发射射频能量，扫描范围内的rfid温度传感器，向rfid温度传感器传输能量与指令，同时接收rfid温度传感器测得的温度信息。
36.上述射频增益天线采用全向天线和定向天线的双天线，保证接收到的多径的衰落特性不同，以提高信号接收的可靠性。其中，定向天线可覆盖300米45
°
锥型范围，全向天线可覆盖50米半径圆形范围。
37.温度数据由数据采集终端102小范围汇集后通过rs485或can总线再上传到数据集中器，数据集中器通过有线传输或无线传输将数据上传到计算机101上位系统中。
38.测温组件100还包括标签操作模块、温度测量模块、终端控制模块和功率控制模块组成。其运行流程是：首先通过ip地址或名称连接局域网中的数据采集终端102，设置终端参数和运行模式；随后数据采集终端102通过射频增益天线发射电磁波扫描范围内的rfid温度传感器，将扫描到的rfid温度传感器显示到软件界面上，并把该传感器的电子产品代码(epc)与数据库相比对，若数据库中没有该传感器的记录，则输入其对应的测温节点，将其加入数据库；随后，数据采集终端102向温度传感器发送指令并进行温度测量；最后通过一系列数据过滤和数据处理方法得到温度数据，显示到界面中并加入数据库。
39.本发明的具体实施原理，本发明将温度传感器嵌入无源超高频rfid标签中以用于一次设备的温度监测，能够自动实时监控温度，实现设备状态的在线监测。相比于其他传统温度监测方法，基于rfid温度标签的温度监测具有能够身份识别、测温节点体积小、成本低和寿命长等优点。
40.利用数据采集终端102通过射频信号为各无源rfid温度传感器提供测温所需的能量，能够实现传感器无源测温。进一步的，数据采集终端102从温度传感器实时读取温度数据，通过无线传输，减少布线，增强一二次侧的融合。最终可以实现长时间续航下，对于电力设备各关键部位温度的实时测量。
41.实施例2
42.参照图2-5，该实施例不同于第一个实施例的是：旋起件300包括设置在伸长杆205外的螺旋槽301、设置在螺旋槽301内的若干支撑块302以及设置在螺旋槽301端部的伸出管303，所述伸出管303内滑移连接有辅助杆304，位于最前端的支撑块302与辅助杆304后端固定连接，支撑块302内部中空，支撑块302前端设置有耳板305，耳板305后端设置有挂板，每个支撑块302后端设置有配合板307，配合板307与耳板305之间设有转轴308，支撑块302前端设置有与挂板配合的配合槽，螺旋槽301内设置有推出块400，推出块400与最后端的所述支撑块302铰接，推出块400两端设置有滚轮401，推出块400内设置有与滚轮401相连的马达，螺旋槽301的槽壁上设置有与滚轮401配合的滑槽402，伸长杆205内设置有第一电机403，第一电机403与螺旋槽301后端相连，外壳202上设置有锁止件500，锁止件500包括设置在外壳202上的滑移板501、开设在母板201上的卡槽以及设置在滑移板501前端的与卡槽配合的配合块502，配合块502上设置有斜面块503，卡槽内设置有与斜面配合的卡口504，滑移板501与外壳202之间设置有弹性件505。
43.具体的，旋起件300包括设置在伸长杆205外的螺旋槽301，螺旋槽301内部按照螺旋形开设有内部腔体，且螺旋槽301两端开口，在螺旋槽301内设置有若干支撑块302，若干支撑块302相互首尾连接；在螺旋槽301的上端部向外伸出有伸出管303，伸出管303较短，为直线管状，在伸出管303内滑移连接有辅助杆304，辅助杆304的形状为“t”形，“t”形的短边设置在伸出管303内，“t”形的长边向外伸出，长边与伸长杆205401平行设置，位于最前端的支撑块302与辅助杆304后端相连；螺旋槽301在不进行加工操作时，伸出管303保持水平设置，此时为螺旋槽301的初始位置。
44.进一步的，在本实施例中，支撑块302内部中空，在支撑块302的前端则设置有耳板305，耳板305有两个，在支撑块302的后端还向下伸出有挂板，为了实现支撑块302之间的互连，在每个支撑块302的后端还设置有配合板307，在配合板307与耳板305之间连接有转轴308；在支撑块302的前端设置有与挂板配合的配合槽；辅助杆304和位于最上端的支撑块302焊接。
45.作为优选的，在挂板和配合槽之间设置有磁铁，当支撑块302向外伸出时，若干个支撑块302连接成“杆”形，此设置使得支撑块302向外伸出后，支撑块302和支撑块302之间的连接稳定性增加。
46.进一步的，在螺旋槽301内设置有推出块400，推出块400与位于螺旋槽301的最后端的支撑块302铰接，在推出块400的两端设置有滚轮401，并且在螺旋槽301的槽壁上设置有与滚轮401配合的滑槽402，滑槽402沿着螺旋槽301的形状和长度开设，在推出块400内设置有与滚轮401相连的马达，马达可以驱动滚轮401的转动，进而使得推出块400在螺旋槽301内移动。
47.进一步的，在伸长杆205外设置有第一电机403，并且第一电机403与螺旋槽301后端相连，利用第一电机403可以将螺旋槽301旋起，螺旋槽301能带动伸出后的若干支撑块302组成的“杆”向上旋起，并利用辅助杆304，实现将包装箱从扁平状展开成盒状。
48.进一步的，在外壳202上设置有锁止件500，锁止件500包括设置在外壳202上的滑移板501、开设在母板201上的卡槽以及设置在滑移板501前端的与卡槽配合的配合块502，配合块502上设置有斜面块503，卡槽内设置有与斜面配合的卡口504，滑移板501与外壳202
之间设置有弹性件505。
49.其余结构与实施例1相同。
50.操作过程：伸长杆205由气缸的驱动插入到包装箱的中间缝隙中，然后利用伸缩杆207将另外的一个伸长杆205向外推出，此时启动马达，利用推出块400将支撑块302逐个推出，当逐个推出后，支撑块302与支撑块302之间的挂板和配合槽相互连接，组成“杆”状，且带动辅助杆304的推出，使得辅助杆304抵接到包装箱的另外两个边，然后利用第一电机403带动螺旋槽301转动，然后使得辅助杆304向上旋转，实现将信号接收板206旋起，方便进行信号的接收。
51.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
52.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
53.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
54.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。