專利名稱：復雜電磁環境下電力系統熱點無線監測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力系統熱點溫度監測的技術領域，特別是一種在復雜電磁環境下可以無線傳輸數據，并進行數據處理和報警的電力熱點溫度測量的監測系統。
背景技術：
目前電力設備的熱點溫度監測主要是由紅外測溫儀進行監測的方式，由于電力設備周圍存在大量的感應磁場，一般的紅外測溫儀的信號處理芯片會受到電磁的干擾，造成溫度的誤報；由于紅外測溫儀功能單一，測量的溫度數據都是瞬時的，不能系統地對電力設備的熱點溫度進行統計分析得出規律，所以對后來的電力設備改進沒有借鑒意義；一般的無線傳輸選擇移動通訊無線網絡，但是因為傳輸比特率小導致承載信號量少，而且GPRS無線傳輸由于流量大造成成本高等缺點。隨著電力設備的發展趨向于密集型，而電力設備的熱點多而密集，由于空間的有限性，對每個熱點的監測就顯得比較麻煩，或者造成有的熱點無法監測。

發明內容
本發明的目的是提供一種在復雜電磁環境下電力系統熱點無線監測系統。技術方案如下一種復雜電磁環境下電力系統熱點無線監測系統，包括數據采集系統(I)、中繼器
(3)、信號接收模塊(4)、數據信號處理系統(5)以及報警系統(6);電力設備的熱點輻射的紅外被數據采集系統(I)所接收、處理成溫度數據，溫度數據通過無線傳輸至信號接收模塊(4)，信號接收模塊(4)接收后將溫度數據輸入數據信號處理系統(5)，當溫度超過預定的溫度值，報警系統(6)會發出警報，提醒工作人員熱點溫度過高。所述的無線監測系統，熱點所輻射的紅外被數據采集系統⑴中的溫度傳感器所接收，經過數據采集系統(I)中的單片機msp430處理轉化成溫度數據，然后經過zigbee無線信號發射芯片CC2520以及信號天線(2)發射出去，由信號接收模塊(4)的接收天線接收，經過信號接收模塊(4)的芯片CC2520接收，通過單片機msp430轉化輸入數據信號處理系統(5)，并將溫度數據存儲在數據信號處理系統(5)的存儲模塊中，當溫度超過預定的溫度值，報警系統(6)會發出警報，提醒工作人員熱點溫度過高。所述的無線監測系統，所述數據采集系統⑴為紅外測溫儀，紅外測溫儀的外殼是由硅鋼片制成，所述外殼由靠螺紋連接的上殼體(10)和下殼體(13)組成，外殼的型腔內有光學系統、紅外探測器、信號放大器及信號處理等元件；上殼體(10)和下殼體(13)在縫隙處采取螺紋連接；下殼體(13)上沿帶有突出部(18)，上殼體(10)下沿帶有凹陷部(19)， 突出部(18)嵌套在凹陷部(19)內，同時在凹陷部(19)內防止電磁密封襯墊；上殼體(10) 和下殼體(13)連接處的縫隙外圍粘結銅帶(12);在鏡頭鏡片(9)處設置透明的ITO膜
(21)。所述的無線監測系統，所述紅外測溫儀的顯示器(17)處貼有透明的ITO膜結構(15)。所述的無線監測系統，所述上殼體(10)設置開孔(20)，開孔(20)為信號天線(2) 在紅外測溫儀外殼的縫隙通道；下殼體(13)底部設有4個均布的螺釘孔(14)。本發明實現了紅外測溫儀在復雜電磁環境中，能夠屏蔽感應電磁對紅外測溫儀里面芯片的影響，然后將采集到的溫度數據經過低功耗Zigbee系統的CC2520芯片將信號無線傳輸至計算機，計算機對溫度數據進行統計處理。對于距離比較遠的熱點，在無線信號傳輸的過程中，可以通過zigbee的中繼器，對信號進行轉發，擴大信號傳輸的距離。本發明同時實現紅外測溫儀鏡頭視場的模式識別，從而可以同時對視場內的多個熱點進行監測，解決了測量空間不足的問題，而且計算機統計到的溫度數據可以為電力設備的改進提供大量的可靠的、歷史的熱點溫度數據，而且所投入的成本較低。本發明還具有以下優點本發明采用低能耗的zigbee系統對信號進行傳輸，可以同時接收幾百個紅外測溫儀采集到的數據，極大的降低成本，本發明具有實時性，可以采集變壓器溫度、與電力線接頭溫度等大量的熱點溫度數據，并且能存儲若干年的歷史數據以建立完備的本級電網運行參數數據庫，為電網建設及安全提供可靠；本發明的紅外測溫儀由于使用在復雜電磁環境下，感應電磁會對紅外測溫儀中的信號處理芯片造成一定的干擾，此處以硅鋼為材料，設計了紅外測溫儀的外殼，減少了外界電磁對紅外測溫儀的影響， 同時不影響信號的收發；本發明操作便捷，運行成本極低。本發明同時實現紅外測溫儀鏡頭視場的模式識別，從而可以同時對視場內的多個熱點進行監測，解決了測量空間不足的問題，而且計算機統計到的溫度數據可以為電力設備的改進提供大量的可靠的、歷史的熱點溫度數據，而且所投入的成本較低。


圖I為本發明的工作流程圖；圖2為本發明的場景模式識別原理圖；圖3為本發明紅外測溫儀外殼結構設計；圖4為本發明紅外測溫儀外殼圖。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。參見圖1，一種應該用在復雜電磁環境下電力系統熱點無線監測系統，包括數據采集系統I、中繼器3、信號接收模塊4、數據信號處理系統5以及報警系統6。電力設備的熱點輻射的紅外被數據采集系統I所接收處理成溫度數據，溫度數據通過無線傳輸至信號接收模塊4，信號接收模塊4接收后將溫度數據輸入數據信號處理系統5，當溫度超過預定的溫度值，報警系統6會發出警報，提醒工作人員熱點溫度過高。更進一步的，具體來說，熱點所輻射的紅外被數據采集系統I中的溫度傳感器所接收，經過數據采集系統I中的單片機msp430處理轉化成溫度數據，然后經過zigbee無線信號發射芯片CC2520以及信號天線2發射出去，由信號接收模塊4的接收天線接收，經過信號接收模塊4的芯片CC2520接收，通過單片機msp430轉化輸入數據信號處理系統5，并將溫度數據存儲在數據信號處理系統5的存儲模塊中，當溫度超過預定的溫度值，報警系統6會發出警報，提醒工作人員熱點溫度過高，當源源不斷的溫度數據存入數據信號處理系統5，數據信號處理系統5對數據的規律進行統計存檔。這些溫度歷史數據可以作為對電力設備改進的參考。數據采集系統I采用紅外測溫儀，如果紅外測溫儀距離數據處理系統比較遠，可以通過中繼器3對信號進行轉發，擴大信號傳輸距離，保證了信號的清晰可靠。紅外測溫儀由于處在復雜的電磁環境中，所以將紅外測溫儀的外殼設計成具有電磁屏蔽的效能的硅鋼，紅外測溫儀的整體的屏蔽效果是由多種屏蔽方法疊加而成，消除了強感應磁場的影響，保證了紅外測溫儀的正常工作。參見圖3和圖4，紅外測溫儀的外殼是由硅鋼片制成，具有良好的電磁屏蔽效果。 外殼由靠螺紋連接的上殼體10和下殼體13組成,夕卜殼的型腔內有光學系統、紅外探測器、 信號放大器及信號處理等元件。上殼體10和下殼體13在縫隙處采取螺紋連接的方法，構成了屏蔽外殼的基本骨架，可以使紅外測溫儀方便裝卸、維修，增加了使用壽命。下殼體13上沿帶有突出部18，上殼體10下沿帶有凹陷部19，突出部18嵌套在凹陷部19內，同時在凹陷部19內防止電磁密封襯墊，更加減少了電磁泄露；上殼體10和下殼體13連接處的縫隙外圍粘結銅帶12，減小了縫隙處的直接泄漏； 在鏡頭鏡片9處設置透明的ITO膜21，ITO膜21具有良好的磁屏蔽能力和透光性，可以在保證透光度的同時，減少鏡頭處的電磁泄露。在紅外測溫儀的顯示器17處貼有透明的ITO膜結構15，保證顯示器處消除感應電磁的泄漏以及阻止了感應電磁通過顯示器線路孔16泄露進屏蔽殼體內。有以上多種的屏蔽效果，使紅外測溫儀有良好的電磁屏蔽效果，極大的降低了感應電磁對紅外測溫儀芯片的影響，保證了測量溫度的準確性。上殼體10設置開孔20，開孔20為信號天線2在紅外測溫儀外殼的縫隙通道。下殼體13底部設有4個均布的螺釘孔14，可以使紅外測溫儀方便的固定在某一位置，進行長期的對某熱點的溫度進行監測。參見圖2，在數據信號處理系統5中，對每一個紅外測溫儀的視場進行模式識別。 對應于現場設備及紅外測溫儀分辨率，把視場中每個像素分別進行定位，從而可以同時對視場內的多個設備進行熱點監測，解決了測量空間不足的問題，同時可以減少紅外測溫儀設備的數量，減少了所投入的成本。在圖2中，7表示紅外測溫儀的視場，紅外測溫儀的像素為mXn，在紅外測溫儀的視場中，假設視場有熱點結構8，通過編程對視場內的熱點進行定位，當溫度超過額定溫度時，報警系統6就對該熱點進行報警。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種復雜電磁環境下電力系統熱點無線監測系統，其特征在于，包括數據采集系統(I)、中繼器(3)、信號接收模塊(4)、數據信號處理系統(5)以及報警系統(6);電力設備的熱點輻射的紅外被數據采集系統(I)所接收、處理成溫度數據，溫度數據通過無線傳輸至信號接收模塊(4)，信號接收模塊(4)接收后將溫度數據輸入數據信號處理系統(5)，當溫度超過預定的溫度值，報警系統(6)會發出警報，提醒工作人員熱點溫度過高。
2.根據權利要求I所述的無線監測系統，其特征在于，熱點所輻射的紅外被數據采集系統(I)中的溫度傳感器所接收，經過數據采集系統(I)中的單片機msp430處理轉化成溫度數據，然后經過zigbee無線信號發射芯片CC2520以及信號天線(2)發射出去，由信號接收模塊(4)的接收天線接收，經過信號接收模塊(4)的芯片CC2520接收，通過單片機 msp430轉化輸入數據信號處理系統(5)，并將溫度數據存儲在數據信號處理系統(5)的存儲模塊中，當溫度超過預定的溫度值，報警系統(6)會發出警報，提醒工作人員熱點溫度過聞。
3.根據權利要求I所述的無線監測系統，其特征在于，所述數據采集系統(I)為紅外測溫儀，紅外測溫儀的外殼是由硅鋼片制成，所述外殼由靠螺紋連接的上殼體(10)和下殼體(13)組成，外殼的型腔內有光學系統、紅外探測器、信號放大器及信號處理等元件；上殼體(10)和下殼體(13)在縫隙處采取螺紋連接；下殼體(13)上沿帶有突出部(18)，上殼體 (10)下沿帶有凹陷部(19)，突出部(18)嵌套在凹陷部(19)內，同時在凹陷部(19)內防止電磁密封襯墊；上殼體(10)和下殼體(13)連接處的縫隙外圍粘結銅帶(12);在鏡頭鏡片 (9)處設置透明的ITO膜(21)。
4.根據權利要求3所述的無線監測系統，其特征在于，所述紅外測溫儀的顯示器(17) 處貼有透明的ITO膜結構(15)。
5.根據權利要求3所述的無線監測系統，其特征在于，所述上殼體(10)設置開孔 (20)，開孔(20)為信號天線⑵在紅外測溫儀外殼的縫隙通道；下殼體(13)底部設有4個均布的螺釘孔(14)。
全文摘要
本發明公開了一種復雜電磁環境下電力系統熱點無線監測系統，包括數據采集系統(1)、中繼器(3)、信號接收模塊(4)、數據信號處理系統(5)以及報警系統(6)；電力設備的熱點輻射的紅外被數據采集系統(1)所接收、處理成溫度數據，溫度數據通過無線傳輸至信號接收模塊(4)，信號接收模塊(4)接收后將溫度數據輸入數據信號處理系統(5)，當溫度超過預定的溫度值，報警系統(6)會發出警報，提醒工作人員熱點溫度過高。能夠屏蔽感應電磁對紅外測溫儀里面芯片的影響，然后將采集到的溫度數據經過低功耗zigbee系統的cc2520芯片將信號無線傳輸至計算機，計算機對溫度數據進行統計處理。
文檔編號G08C17/02GK102589732SQ20121000363
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者張紀平, 梁光勝, 王俊元 申請人:太原中博信息科學研究院(有限公司)