摘要

电网设备温度情况是反映电气设备是否正常运行的一个重要指标，对设备温度进行实时监测并及时、有效的预警，能够保证电力系统高效、稳定的运行。对于电网设备，如高压开关柜、母线、电缆、刀闸开关及变压器等关键部位常因绝缘老化、超负荷运行等原因造成局部过热，进而引发大面积停电甚至灾难性事故。因此，对这些设备的关键部位进行温度监测、预警显得十分必要。本文介绍了由单片机、温度传感器、电源和NRF24L01组成的专用无线温测监测系统。本文中无线温度采集系统的设计，在智能控的制方面，应用了单片机STC89C52作为系统控制的核心，最大限度的将具备的资源采用到设计中，既体现了单片机最小系统的应用的灵活性，又实现功能多样智能控制。因为采用单片机技术作为主导的智能化得管理，可实现对温度的动态得监控，运行既稳定可靠，又灵敏度高，具有非常重要的市场应用价值。在实际使用中，适合环境复杂不适合布线的温度采集。利用温度传感器DS18B20完成温度的采集和数据的处理，加深了解传感器DS18B20的结构特征及其工作原理。基于DS18B20数字温度传感器构成的实时监控系统确实具有精度高、抗干扰能力强、电路简单等诸多优点。同时，对于单片机的结构和原理有更深层的掌握。通过nRF24L01实现环境温度的无线传输。

关键词：无线温度检查；电网设备；单片机

1.4设计思路

发送端：通过温度传感器获取设备（架空线路、刀闸、电缆）实时温度值，并通过无线传输发送温度值

接收端：实时接收温度值，并显示温度值，超出温度预设值进行报警

2 无线温度监测系统总体设计方案

2.1总体设计方案

本设计采用价格便宜、操作简便，低功耗的AT89S52单片机作为主控芯片。使用DS18B20线路简单，编程容易，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便。由美国DALLAS半导体公司生产的可编程DS18B20温度传感器作为温度检测元件，测温范围为-55～125℃。它能代替模拟温度传感器和信号处理电路，直接与单片机沟通，完成温度的采集和处理。采用高速低功耗的NRF24L01无线射频模块，具有自动重发的功能、数据包识别及CRC校验功能，增强型ShockBurstTM模式可以同时控制应答及重发功能而无需增加MCU的工作量。

在主控芯片的选择上，TI公司生产的MSP430F149系列单片机是一款高性能的低功耗的16位单片机，内置高速12位ADC，但价格比较昂贵，大大增加了设计成本。所以选择价格便宜、操作简便，低功耗的传统的AT89S52单片机。

在温度传感器的选择上，AD590精度高、价格低、不需辅助电源、线性好，但是需要用到差分放大器放大和A/D转换，编程复杂。而DS18B20体积小，使用方便、经济实惠。综上考虑，DS18B20作为本设计的温度传感器。

 在显示模块的选择上，LED7段数码显示管，成本低，容易显示控制，但不能够显示字符。字符液晶LCD1602能显示字符和数字等信息，价格便宜，容易控制。

本系统主要由六个模块组成：、测温电路、发送电路、接收电路、显示电路和报警电路。

（1）主控制器：由AT89S52最小系统组成，其中包括单片机，晶振电路和复位电路。

（2）发送电路和接收电路：由nRF24L01来完成无线数据的传输。

（3）测温电路：利用温度传感器DS18B20完成温度的采集和数据的处理。

（4）显示电路：显示当前所测得的温度。

（5）报警电路：当温度超过所设上下限时，蜂鸣器报警。

（6）电源模块：提供电源。

本系统以DS18B20监测温度，NRF24L01无线模块传输温度信号。采用STC89C52单片机作为主控芯片。DS18B20将温度信号转化成电信号，送达至单片机来处理，单片机又将温度信号处理传达至NRF24L01无线模块，NRF24L01无线模块再将温度信息编码给发送出去。发射端端电路图见附录一图1。NRF24L01无线模块接收到采集端发送过来的温度信息后，将温度信息传给单片机处理，单片机处理温度信息，并通过数码管将温度值显示出来。同时程序可以设定上下限报警温度。接收端电路图参照附录。

本文设计一从机与一主机。从机为发射端，由温度传感器DS18B20，AT89S52单片机，nRF24L01无线射频模块和外设继电器组成。主机为接收端，由AT89S52单片机，nRF24L01无线射频模块，显示模块，报警电路组成。电网设备无线检测系统结构框图如图2-1所示。