摘要：该系统以AT89S52单片机为核心控制器，通过DS18B20来采集楼宇设备动力电线系统中各个节点的温度值。将温度通过AT89S52传输给SZ05发射芯片并通过数码管来显示此节点温度值。由SZ05接收芯片接收数据，并通过RS232串口线传输给PC机。采用太阳能电池板给带有充放电保护电路的锂电池供电，以保证设备全天候正常工作。并通过Visual Basic程序来编写整个检测界面系统软件。该软件可以时刻保存检测到的温度值及实时显示检测点的温度与时间关系曲线图。当电力网络欲出现故障时，能准确的判断出故障的位置并且开始预警。方便工作人员对故障点的维护，从而提高了楼宇设备动力线路系统的安全运行。
关键词：楼宇设备，ZigBee，测温
楼宇设备动力线路中测温控制系统有以下优点：
（1）能够实时监测楼宇设备电力线路的运行情况，提高了楼宇设备的稳定性和安全性。
（2）可视化监测界面工作人员对电力系统运行情况进行监控，方便对故障点的位置及数值进行查询。
（3）无线传输数据，获取信息不受空间限制。
（4）便于形成网络，方便数据传输。
（5）无需外加电源，节约能源。
（6）实用简单，成本低廉。
一、传输协议及硬件部分设计
1.1、ZigBee协议栈
有物理层、介质访问控制层、网络层、安全层和高层应运规范构成了ZigBee协议栈[1]。ZigBee协议的网络层、安全层、和网络安全层有ZigBee联盟指定。安全层的功能为密钥管理、存取等功能，软件接口（API）主要为用户提供接口服务。
1.2无线测温基本框架
由于在设计的过程中完全采用数据的无线传输方式，很好的解决了楼宇设备电力线路分布密集且受环境条件限制的问题。由于SZ05无线发射和接收系统都采用了ZigBee传输协议。原则上一个接收模块可以接收最多65536个接点传输过来的温度值。可以对这些接点的温度进行监控。最大的传输距离为2000米。而各个接点有可以汇集到一个总的接收器上，然后该服务器把接收过来的数据都传输给PC机，从而达到了工作人员在PC机旁就能观测到楼宇设备线路的运行状况。
1.3 SZ05系列ZigBee无线数据通讯模块
SZ05系列嵌入式无线串口通讯模块，应用于串口设备的无线联网，采用了加强型的ZigBee无线技术，符合工业标准应用的无线通讯设备。具备中继路由功能；理论最大视传距离为2000米；采用了2.4G直序扩频技术抗干扰能力强；通过透明数据或指令格式传输，最大波特率为115200；发送模式灵活：广播或地址发送模式可选；网络容量大：16信道可选，65536个网络ID可以任意设置等性能特点。
SZ05型无线通讯模块标准接口，包含电源接口、数据接口、控制接口系统指示灯接口和天线接口等，接口采用标准2.54双排插针。
SZ05串口配置
串口通信是指构成字符或数据的每一个二进制数，按一定的顺序逐位进行传送的通信方式。数据各位可以分时使用同一传输通道，因此可以减少传输通道的信号连接线。但是传输双方必须协调工作[3]。本设备数据传输方式为异步通信，数据位设置有7+1+1（7数据位+1位校验+1位停止）、8+0+1、8+1+1，需要结合数据校验设置选择；串口波特率：1200—115200，选择匹配的波特率。
1.4 电源系统的设计
电源部分是整套设备及传感器能源的接点部分，因此接点的能源设计也很重要。电源单元主要由电池、电源管理模块及外围电路构成。电源首先选择是低功耗负载和电压的平方成正比。为了保证系统可靠工作，尽量选择尽量选择较低的电压。
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1.6 接点温度值采集与发射部分原理图设计
系统中数据的采集及发射中，才用AT89S52作为核心控制器。有传感器DS18B20采集过来的数字温度值，经过MCU的处理与判断，是否与采集接点安全温度值作比较，当在安全温度值以内时。MCU则把此数据通过数码管显示在设备上，同时把此数据通过无线发射模块SZ05发射出去。当采集到接点的温度值大于或等于设定的温度值是，则蜂鸣器开始报警，以提示工作人员断开电源，处理故障接点。
二、监控界面系统设计
该界面可以实时显示当前每一个接点的温度值以及当前的运行时间等。在程序中自己可以自动设置根据硬件的情况，来设定在正常状态下的温度值，以及和在故障下的温度值来做比较。当线路出现故障时，界面上指示灯的颜色将会发生变化（正常位绿色，故障时为红色）。并且该软件系统和数据库相连接，可以实时的把温度、时间、和接点等传入数据库。方便以后工作人员的查询，该软件还能将传进来的数据绘制出图形，方便工作人员观察线路的运行状态。
数据图像界面特点：
1、测试时间和当前实时测试点的温度值形成的一条实时测试曲线图。
在监控一个周期以后，可以点击“图像显示”按钮，监控系统即跳转到下一个图像显示系统。通过该界面横轴为“shijain”纵轴为“wendu”也能够判断出测试部分的运行状态，温度可以根基测试故障点的温度值而设定。
2、把采集到的温度值和测试时间存入数据库，以方便工作人员的查询。
本系统使用Microsoft Office Access数据库，对数据的保存。对于数据在采集过程中，需要保存的时间周期，和数据库的更新周期都是可以人为设定。
三、系统测试运行结果及分析
3.1实验测试
本系统使用实用楼宇中常用的三相异步电机M04。其中电机的参数为：PN=100W，UN=220V，IN=0.48A.电机采用三角形接法。其中A（标号为1）相在断路器中用铝丝代替。把DS18B20固定在钨丝上来检测电线的温度。
当楼宇设备电机没有连接在电路中时，室内的温度值为28℃；当电机运行在额定电压220.2V，额定电流为229.6mA时，由于线路通电开始发热，此是测得的正常接点温度为30.8℃；把电压值加到233.1V，电流值为243.2mA时，电线接点处的温度值，开始明显升高，此时的接点温度值为31.9℃；当电压超过额定电压此时为222.2V；此时超过额定电流值为230.6mA时，此时超过了预设定的温度值，蜂鸣器开始报警。能很好的起到预警的作用。此时工作人员也明白故障点在标号1处。从而达到了研发该设备的目的。
3.2数据保存与查询
测试系统可以自动保存检测节点的温度值，并自动的保存到数据库中。方便工作人员的查询与维护工作。
由数据表显示数据可知，该数据库能够起到存储检测数据的作用，分别在表中记录了接点运行的温度值，测试的时间如（年、月、日、小时、分钟、秒）以及可以设计标号等详细的记录状况。从而方便了工作人员对数据的查询，以及准确判断故障点位置的功能。从图中也能分析出电力系统安全可靠运行的状况。起到了智能检测的目的。
3.3监控界面实时显示温度与时间的关系曲线图
监控界面实时显示温度与时间的曲线图如图8，图8展示在纵左边设置值为0℃~
150℃的情况下。测试故障点的温度值随时间变化的温度曲线关系图。与下面图纵左标设置了温度范围值为-50℃~50℃时，对应于时间的温度变化曲线图。纵左边可以根据预设的温度故障值的变化而设置。
参考文献：
[1]李丽丽.基于ZigBee的短距离无线通讯技术研究[C].中北大学学位论文，2010.4项目基金：河南省高等学校大学生创新训练计计划项目，项目编号：201812746007
作者简介：
赵明举（1984.5-）男，职称：讲师，研究方向：建筑电气智能化控制。
论文作者:赵明举,杨瑞,贺浩,孟伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/1
标签：温度论文; 接点论文; 数据论文; 设备论文; 楼宇论文; 故障论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第30期论文;