[发明专利]基于电磁共振的电缆中间接头无线温度传感装置

说明书

技术领域

本发明属于电力在线监测技术领域，涉及一种基于电磁共振的电缆中间接头无线温度传感装置。

背景技术

现有通用的电力在线监测设备与传感模块采用的是有线供电及通讯总线方式。由于有线传输不适用于全密封个体的安装条件。外部主机对电缆中间接头内部的温度测量无法使用有线连接；因此有线连接在密封个体情况下测量工作中的局限性更为明显。

发明内容

本发明的主要解决原有在线监测主机设备不能直接对电缆中间接头金属层的温度测量。本发明采用电磁谐振式无线电能传输和无线蓝牙信号传输的形式，实现温度数据的采集。无需考虑电源及通讯的接连方式，从而更方便、更安全有效。

本发明的技术方案为：本发明包括主机、无线温度采集器、服务器。

主机具有电磁谐振式电能传输及蓝牙通讯能力。主机通过无线电能传输，激活无线温度采集器中的电源供电给整个模块，其中温度传感器DS18B20获取温度值后通过蓝牙信号向主机发送数据。主机在收到无线温度采集器的蓝牙信号后将温度数据整理成标准规约送至Internet网络最终到达服务器。实现温度的在线监测目的。

所述的主机其实现电路中的控制芯片采用STM32F103R8T6，还包括电源电路、晶振电路、存储电路和复位电路。

电源电路中电源端从接插件P3输入，直流电压5～12V；输入类型为开关电源或移动电源；通过前端电容滤波后，经芯片LM2576HV-3.3稳压后输出3.3V稳定的电压后给整个电路供电。

磁共振发生电路由芯片XKT-408部分构成，通过T5336芯片输出放大；

蓝牙通讯电路由芯片NRF24L01部分构成，通过SPI通讯总线完成对无线温度模块的蓝牙系统配对，并进行有效数据通讯；

串口通讯电路由芯片MAX232ACSE部分构成，将系统内TTL电平转换成外部DTU串口通讯电平实现服务器端的规约通讯；

晶振电路中电阻R6、电阻R7、电容C7、电容C8、晶振Y1构成低频震荡电路，提供产生延时或休眠前提下的基准时钟；电容C12、电容C13、晶振Y2构成控制芯片正常工作下的时钟电路，提供通讯时基，由这个震荡电路提供串口通讯或蓝牙通讯波特率的产生依据；

复位电路，由电阻R8、电容C9和开关S1构成，实现低电平触发复位。

所述无线温度采集器其实现电路中的控制芯片采用Atmage48，还包括电磁取电电路、DS18B20温度检测电路、蓝牙通讯电路：

电磁取电电路由芯片T3168部分构成，通过电磁共振方式获得5V稳定电源；

温度检测电路由芯片DS18B20部分构成，通过单总线方式访问检测温度；

蓝牙通讯电路由芯片NRF24L01部分构成，通过SPI总线完成温度数据的实时传送；

本发明的有益效果在于：

1、无需电源，安装施工方便快捷，不产生线束成本。

2、无需考虑通讯总线，设备安装方便经济。

3、设备连接无线束，提高了电缆中间接头的密封性及安全性。

4、极大的兼容性，功能可扩展可升级。

5、无源温度采集模块的密封式安装，具有较高的可靠性和免维护性，维护成本很低。

附图说明

图1为主机与无线温度采集器的工作示意图。

图2为主机原理图。

图3为无线温度采集器实现电路原理。

图4为主机程序逻辑图。

图5为无线温度采集器的程序逻辑图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，电缆本体1、3，电缆中间接头2内嵌入无线温度采集器4。主机5具有电磁发射和蓝牙通讯能力，通过向电缆中间接头2发送电磁波。密封在电缆中间接头金属层上的无线温度采集器4通过电磁谐振原理获得电能向自身系统提供电源，再由内部温度传感芯片采集温度并通过已配对完成的蓝牙向主机5发送实时温度值。主机5提供串口外接网络模块并将数据处理成标准规约发送至服务器实现电缆中间接头温度的在线监测功能。

图2为主机原理图。这里主要以U3(STM32F103R8T6)系列作为无线输电、数据处理和无线通讯功能实现的控制芯片。