专利名称：复杂电磁环境下电力系统热点无线监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统热点温度监测的技术领域，特别是一种在复杂电磁环境下可以无线传输数据，并进行数据处理和报警的电力热点温度测量的监测系统。
背景技术：
目前电力设备的热点温度监测主要是由红外测温仪进行监测的方式，由于电力设备周围存在大量的感应磁场，一般的红外测温仪的信号处理芯片会受到电磁的干扰，造成温度的误报；由于红外测温仪功能单一，测量的温度数据都是瞬时的，不能系统地对电力设备的热点温度进行统计分析得出规律，所以对后来的电力设备改进没有借鉴意义；一般的无线传输选择移动通讯无线网络，但是因为传输比特率小导致承载信号量少，而且GPRS无线传输由于流量大造成成本高等缺点。随着电力设备的发展趋向于密集型，而电力设备的热点多而密集，由于空间的有限性，对每个热点的监测就显得比较麻烦，或者造成有的热点无法监测。
发明内容
本发明的目的是提供一种在复杂电磁环境下电力系统热点无线监测系统。技术方案如下一种复杂电磁环境下电力系统热点无线监测系统，包括数据采集系统(I)、中继器
(3)、信号接收模块(4)、数据信号处理系统(5)以及报警系统(6);电力设备的热点辐射的红外被数据采集系统(I)所接收、处理成温度数据，温度数据通过无线传输至信号接收模块(4)，信号接收模块(4)接收后将温度数据输入数据信号处理系统(5)，当温度超过预定的温度值，报警系统(6)会发出警报，提醒工作人员热点温度过高。所述的无线监测系统，热点所辐射的红外被数据采集系统⑴中的温度传感器所接收，经过数据采集系统(I)中的单片机msp430处理转化成温度数据，然后经过zigbee无线信号发射芯片CC2520以及信号天线(2)发射出去，由信号接收模块(4)的接收天线接收，经过信号接收模块(4)的芯片CC2520接收，通过单片机msp430转化输入数据信号处理系统(5)，并将温度数据存储在数据信号处理系统(5)的存储模块中，当温度超过预定的温度值，报警系统(6)会发出警报，提醒工作人员热点温度过高。所述的无线监测系统，所述数据采集系统⑴为红外测温仪，红外测温仪的外壳是由硅钢片制成，所述外壳由靠螺纹连接的上壳体(10)和下壳体(13)组成，外壳的型腔内有光学系统、红外探测器、信号放大器及信号处理等元件；上壳体(10)和下壳体(13)在缝隙处采取螺纹连接；下壳体(13)上沿带有突出部(18)，上壳体(10)下沿带有凹陷部(19)， 突出部(18)嵌套在凹陷部(19)内，同时在凹陷部(19)内防止电磁密封衬垫；上壳体(10) 和下壳体(13)连接处的缝隙外围粘结铜带(12);在镜头镜片(9)处设置透明的ITO膜
(21)。所述的无线监测系统，所述红外测温仪的显示器(17)处贴有透明的ITO膜结构(15)。所述的无线监测系统，所述上壳体(10)设置开孔(20)，开孔(20)为信号天线(2) 在红外测温仪外壳的缝隙通道；下壳体(13)底部设有4个均布的螺钉孔(14)。本发明实现了红外测温仪在复杂电磁环境中，能够屏蔽感应电磁对红外测温仪里面芯片的影响，然后将采集到的温度数据经过低功耗Zigbee系统的CC2520芯片将信号无线传输至计算机，计算机对温度数据进行统计处理。对于距离比较远的热点，在无线信号传输的过程中，可以通过zigbee的中继器，对信号进行转发，扩大信号传输的距离。本发明同时实现红外测温仪镜头视场的模式识别，从而可以同时对视场内的多个热点进行监测，解决了测量空间不足的问题，而且计算机统计到的温度数据可以为电力设备的改进提供大量的可靠的、历史的热点温度数据，而且所投入的成本较低。本发明还具有以下优点本发明采用低能耗的zigbee系统对信号进行传输，可以同时接收几百个红外测温仪采集到的数据，极大的降低成本，本发明具有实时性，可以采集变压器温度、与电力线接头温度等大量的热点温度数据，并且能存储若干年的历史数据以建立完备的本级电网运行参数数据库，为电网建设及安全提供可靠；本发明的红外测温仪由于使用在复杂电磁环境下，感应电磁会对红外测温仪中的信号处理芯片造成一定的干扰，此处以硅钢为材料，设计了红外测温仪的外壳，减少了外界电磁对红外测温仪的影响， 同时不影响信号的收发；本发明操作便捷，运行成本极低。本发明同时实现红外测温仪镜头视场的模式识别，从而可以同时对视场内的多个热点进行监测，解决了测量空间不足的问题，而且计算机统计到的温度数据可以为电力设备的改进提供大量的可靠的、历史的热点温度数据，而且所投入的成本较低。
图I为本发明的工作流程图；图2为本发明的场景模式识别原理图；图3为本发明红外测温仪外壳结构设计；图4为本发明红外测温仪外壳图。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。参见图1，一种应该用在复杂电磁环境下电力系统热点无线监测系统，包括数据采集系统I、中继器3、信号接收模块4、数据信号处理系统5以及报警系统6。电力设备的热点辐射的红外被数据采集系统I所接收处理成温度数据，温度数据通过无线传输至信号接收模块4，信号接收模块4接收后将温度数据输入数据信号处理系统5，当温度超过预定的温度值，报警系统6会发出警报，提醒工作人员热点温度过高。更进一步的，具体来说，热点所辐射的红外被数据采集系统I中的温度传感器所接收，经过数据采集系统I中的单片机msp430处理转化成温度数据，然后经过zigbee无线信号发射芯片CC2520以及信号天线2发射出去，由信号接收模块4的接收天线接收，经过信号接收模块4的芯片CC2520接收，通过单片机msp430转化输入数据信号处理系统5，并将温度数据存储在数据信号处理系统5的存储模块中，当温度超过预定的温度值，报警系统6会发出警报，提醒工作人员热点温度过高，当源源不断的温度数据存入数据信号处理系统5，数据信号处理系统5对数据的规律进行统计存档。这些温度历史数据可以作为对电力设备改进的参考。数据采集系统I采用红外测温仪，如果红外测温仪距离数据处理系统比较远，可以通过中继器3对信号进行转发，扩大信号传输距离，保证了信号的清晰可靠。红外测温仪由于处在复杂的电磁环境中，所以将红外测温仪的外壳设计成具有电磁屏蔽的效能的硅钢，红外测温仪的整体的屏蔽效果是由多种屏蔽方法叠加而成，消除了强感应磁场的影响，保证了红外测温仪的正常工作。参见图3和图4，红外测温仪的外壳是由硅钢片制成，具有良好的电磁屏蔽效果。 外壳由靠螺纹连接的上壳体10和下壳体13组成,夕卜壳的型腔内有光学系统、红外探测器、 信号放大器及信号处理等元件。上壳体10和下壳体13在缝隙处采取螺纹连接的方法，构成了屏蔽外壳的基本骨架，可以使红外测温仪方便装卸、维修，增加了使用寿命。下壳体13上沿带有突出部18，上壳体10下沿带有凹陷部19，突出部18嵌套在凹陷部19内，同时在凹陷部19内防止电磁密封衬垫，更加减少了电磁泄露；上壳体10和下壳体13连接处的缝隙外围粘结铜带12，减小了缝隙处的直接泄漏； 在镜头镜片9处设置透明的ITO膜21，ITO膜21具有良好的磁屏蔽能力和透光性，可以在保证透光度的同时，减少镜头处的电磁泄露。在红外测温仪的显示器17处贴有透明的ITO膜结构15，保证显示器处消除感应电磁的泄漏以及阻止了感应电磁通过显示器线路孔16泄露进屏蔽壳体内。有以上多种的屏蔽效果，使红外测温仪有良好的电磁屏蔽效果，极大的降低了感应电磁对红外测温仪芯片的影响，保证了测量温度的准确性。上壳体10设置开孔20，开孔20为信号天线2在红外测温仪外壳的缝隙通道。下壳体13底部设有4个均布的螺钉孔14，可以使红外测温仪方便的固定在某一位置，进行长期的对某热点的温度进行监测。参见图2，在数据信号处理系统5中，对每一个红外测温仪的视场进行模式识别。 对应于现场设备及红外测温仪分辨率，把视场中每个像素分别进行定位，从而可以同时对视场内的多个设备进行热点监测，解决了测量空间不足的问题，同时可以减少红外测温仪设备的数量，减少了所投入的成本。在图2中，7表示红外测温仪的视场，红外测温仪的像素为mXn，在红外测温仪的视场中，假设视场有热点结构8，通过编程对视场内的热点进行定位，当温度超过额定温度时，报警系统6就对该热点进行报警。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种复杂电磁环境下电力系统热点无线监测系统，其特征在于，包括数据采集系统(I)、中继器(3)、信号接收模块(4)、数据信号处理系统(5)以及报警系统(6);电力设备的热点辐射的红外被数据采集系统(I)所接收、处理成温度数据，温度数据通过无线传输至信号接收模块(4)，信号接收模块(4)接收后将温度数据输入数据信号处理系统(5)，当温度超过预定的温度值，报警系统(6)会发出警报，提醒工作人员热点温度过高。
2.根据权利要求I所述的无线监测系统，其特征在于，热点所辐射的红外被数据采集系统(I)中的温度传感器所接收，经过数据采集系统(I)中的单片机msp430处理转化成温度数据，然后经过zigbee无线信号发射芯片CC2520以及信号天线(2)发射出去，由信号接收模块(4)的接收天线接收，经过信号接收模块(4)的芯片CC2520接收，通过单片机 msp430转化输入数据信号处理系统(5)，并将温度数据存储在数据信号处理系统(5)的存储模块中，当温度超过预定的温度值，报警系统(6)会发出警报，提醒工作人员热点温度过闻。
3.根据权利要求I所述的无线监测系统，其特征在于，所述数据采集系统(I)为红外测温仪，红外测温仪的外壳是由硅钢片制成，所述外壳由靠螺纹连接的上壳体(10)和下壳体(13)组成，外壳的型腔内有光学系统、红外探测器、信号放大器及信号处理等元件；上壳体(10)和下壳体(13)在缝隙处采取螺纹连接；下壳体(13)上沿带有突出部(18)，上壳体 (10)下沿带有凹陷部(19)，突出部(18)嵌套在凹陷部(19)内，同时在凹陷部(19)内防止电磁密封衬垫；上壳体(10)和下壳体(13)连接处的缝隙外围粘结铜带(12);在镜头镜片 (9)处设置透明的ITO膜(21)。
4.根据权利要求3所述的无线监测系统，其特征在于，所述红外测温仪的显示器(17) 处贴有透明的ITO膜结构(15)。
5.根据权利要求3所述的无线监测系统，其特征在于，所述上壳体(10)设置开孔 (20)，开孔(20)为信号天线⑵在红外测温仪外壳的缝隙通道；下壳体(13)底部设有4个均布的螺钉孔(14)。
全文摘要
本发明公开了一种复杂电磁环境下电力系统热点无线监测系统，包括数据采集系统(1)、中继器(3)、信号接收模块(4)、数据信号处理系统(5)以及报警系统(6)；电力设备的热点辐射的红外被数据采集系统(1)所接收、处理成温度数据，温度数据通过无线传输至信号接收模块(4)，信号接收模块(4)接收后将温度数据输入数据信号处理系统(5)，当温度超过预定的温度值，报警系统(6)会发出警报，提醒工作人员热点温度过高。能够屏蔽感应电磁对红外测温仪里面芯片的影响，然后将采集到的温度数据经过低功耗zigbee系统的cc2520芯片将信号无线传输至计算机，计算机对温度数据进行统计处理。
文档编号G08C17/02GK102589732SQ20121000363
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者张纪平, 梁光胜, 王俊元 申请人:太原中博信息科学研究院(有限公司)