温度监测
温度监测范文第1篇
[关键词]分布式光纤测温技术；电缆温度；实时监测；光纤传感
中图分类号：TP109 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0278-01
随着电网的飞速发展和城网改造进程的加快，电缆在电网中所占的比例显著的升高，而电缆的火灾事故发生的频率也在不断的升高。传统的电缆防火方法是在电缆的部分加装防火槽盒等，但这些方式十分的被动，且效果不是很明显，无法对电缆温度的情况进行及时的了解，在预防火灾事故上效果不佳。因此为了有效地预防电缆火灾事故的发生，需要设计出一种智能的光纤测温系统，对电缆的温度进行实时的监测。分布式光纤测温技术是目前电缆测温效果比较好的一项技术，在我国得到了广阔的应用前景。
一、分布式光纤测温技术概述
分布式光纤测温技术是一项实时、在线和多点光纤温度测量技术，能够实时监测空间温度场，在工业过程控制中广泛应用的一种新型的智能化的电缆温度监测技术。分布式光纤测温技术在电缆温度测量中可以实现对光纤沿线的测量点进行连续的实时测量，在1-30千米范围内都可以实现对电缆温度的实时测量，空间定位精确到0.5米以内，温度分辨率高达0.5℃，能够实现对电缆温度的实时、连续、自动化测量，并且在大范围多点测量中应用效果比较佳。分布式光纤测温技术主要应用光纤的光时域反射原理以及光纤的后拉曼散射温效应。分布式光纤测温技术作为一种智能化、新型的温度测量技术，具有多方面的优势和特点。分布式光纤测温技术能够实现大范围、多点的温度测量，精确度较高，能够实现自动化的测量，为电缆绝缘在线检测提供了可靠的技术支撑。
二、分布式光纤测温技术的应用
以某大学生城220KV 1、2号线电缆隧道环境监控系统为例，该系统环境为220KV 1、2号线架空线与电缆线混合的线路，电缆段在整条线路中间的一段。电缆的程度为1.7千米，整个监控系统由计算机掌握，以及编程逻辑控制器（PLC）以及分布式光纤电缆测温系统构成，对电缆的温度、隧道的积水情况、可燃性气体等电缆环境进行监测，通过计算机软件和PLC进行实时的远程监控，并对出现的情况进行分析，对电缆隧道潜在的危险进行远程报警信息。该系统主要包括计算机、光纤通讯、传感器等，由主机、多路转换开关等组成。
（一）分布式光纤测温系统的布置
整个电缆测温光缆的长度为4.2千米，将光缆两芯作为通信通道，温度信息接入到供电公司的局域网中，并配置相应的设备，具体结构如图1所示。
（二）分布式光纤测温系统的实现功能
使用PLC带485总线形式连接测温系统的主机和各路传感器，把各个测量单元，测温主机和测温控制层连接成一个完整的网络系统，实现集中的测量，报警信息集中显示，达到集中管理和控制的效果。
分布式光纤测温技术能够实现自动化、连续性、实时的监测，及时掌握控制区域内电缆的温度变化情况，并能够针对各种危险信息及时发出预警。主机放置在室内工作站，感温电缆与主机相连接，并在电缆上沿线铺设，每隔0.5米设置一个监测点，进行连续的监测，从而全面了解电缆的工作状况，并将监控点的电缆信息及时的传递到监测控制站中，显示出监控到的信息，例如报警数据、事故报警数据、电缆温度异常的情况和电缆每天每月的平均温度数据等。温度传感器具有优良的热传导、机械化等特性，既能传递温度信号，又是信号的传输通道，能够得到光缆内不同位置光纤发射的信号，接收到温度信息，能够在各种复杂的环境中进行电缆温度监测。
光信道转换多路开关是一种控制光路的器件，起着切换光路的作用，不受外界波长等因素的影响，测量的精确度比较高，能够与测温的主机相连接，进行功能的切换。选择开始通道和结束通道，并由光开关来进行自由的切换，主界面可以显示出当前电缆的实时监测温度变化情况。
测温系统如果发现电缆的温度出现异常，那么首先会进行异常温度数据和具置信息的记录，将异常数据分析分类，及时的发出报警信息。其次通过继电器传输出声、光等报警信息，通过以太网传递出报警信息并传送到制定的地址当中，通过COM端口及时的将报警信息传递到工作控制站中。在对报警信息的处理过程中能够对电缆温度的测量数据进行分析。
分布式光纤测温系统能够及时的获得任何复杂环境中的电缆温度信息和变化情况。测温系统能够设定一个或者多个监测点和报警温度点，如果环境下的电缆温度出现任何异常的情况，电缆的温度出现不正常的变化时，如果电缆的温度达到设定温度或者超过设定的温度时，电缆的温度曲线会在工作站的系统中显示，并且测温系统会随时发出报警信息传送到PLC上。PLC接收到各个监测点发来的指令后，内部程序能够根据设定的温度数据对电缆的环境进行控制，可以打开排风系统，自动关闭防火门，防止火灾发生蔓延，保障整个系统处于一种安全控操控的环境中。
总结：分布式光纤电缆温度监测技术以先进的DTS技术为支撑，在电缆沿线铺设探测光缆，能够实现对电缆沿线每一个温度信息的连续性监测，实时掌握电缆的动态信息和温度变化，对于优化配置电缆具有重要的价值。分布式光纤电缆温度监测技术还能够实现实时、在线监测电缆温度的变化，同时可以设置多个监测点的预警信息，防止危险事故的发生。根据电缆的温度能够确定电缆的负荷变化情况，优化配置电缆的负荷，有效地提高电缆的容量，提高电缆的使用效率。分布式光纤电缆温度监测技术以智能化的控制技术完善了传统技术的不足，提高了我国电缆的运行水平，降低了电缆事故的发生率。
参考文献
[1] 郝学磊，陈鹏，王鲲鹏，吕琨. 基于分布式光纤测温的电缆温度在线监测系统设计与应用[J]. 通信电源技术，2013，（02）：59-60.
温度监测范文第2篇
关键词：声表面波；温度监测，无线无源
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：16727800（2013）002009302
0 引言
近年来，我国快速的现代化发展对电网系统提出了越来越越高的要求，现代电力朝着高电压和大容量发展。在此背景下，对电网系统的安全运行提出了更高的要求。随着材料技术、微电子加工技术、信号处理技术等科学技术的飞速发展，使得在声表面波技术基础上研制出的具有体积小以及可靠性高等优点的声表面波器件在电力通讯领域得到了应用。
由于电网系统中的高压开关柜密闭运行，人工巡视无法实现，而它又是电网系统的核心部分之一，它的安全稳定运行非常重要。作为高压开关柜内的开关触头及母排连接节点更是重要隐患，当其中某个节点发生氧化腐蚀导致接触电阻增大，会使其局部温度升高，从而可能发生火灾等事故，给电网的运行带来无法预料的后果。对高压开关柜内的触头等位置进行在线温度监测可及时发现异常，从而可提前维护，避免事故发生或者减小损失，提高经济效益和社会效益。 声表面波器件体积小，因此由其研制出的温度传感器，适合不同的安装方式，无线信号传输不受高压开关柜内的结构影响，并且它无须供电，耐压高，高低压隔离，可免除高压击穿的危险，可实现连续不断的温度监测，使其结合计算机技术可以达到高压开关柜内的触头接触点温度在线监测，很好地解决了电网系统中高压开关柜触头接触点测量存在的问题。
1 无线无源温度监测系统
1.1 声表面波温度传感器无线测温原理
由温度采集器发射一定频率的电磁波信号，经由无线天线由声表面波温度传感器的叉指换能器接收转换成声表面波，再由器件反射器发射回叉指换能器，并重新转换为电磁波信号经由无线天线传回采集器。如果在声表面波温度传感器表面施加有温度参量的扰动，会引起声波速度的变化，从而引起接收端反射信号的频率或者相位发生相应的变化，实现对待测量的无线检测，声表面波无线测温工作原理见图1。
1.2 系统硬件结构
声表面波无线无源温度监测系统由温度传感器、温度采集器、测温主控制端组成，如图2所示。温度传感器是触点的温度感知元件，安装在被监测的触点处。温度采集器用于与一个或者多个温度传感器进行无线通讯以及进行数据的处理，它一般安装在被测温度传感器的低压侧，并通过CAN/RS485总线与站内测温主控终端进行通讯。测温主控终端用于将站内所有的温度传感器数据汇总，可通过网络继续与上一级监控单元通信。
1.3 温度监测系统
一个高压开关柜内安装有若干个温度传感器，温度传感器的主要功能为检测柜内被测触点的表面温度，温度采集器获得温度传感器传回的数据，进行分析和处理，然后实时输出温度数据，同时将数据传至测温主控终端。
在系统运行时，首先通过温度采集器得到各被测触点的表面温度，然后分别判断温度是否超过设定的报警和预警温度，如果超过报警温度，表明该触点温度越限，则在测温主控终端显示触点报警信息、弹出报警图标、蜂鸣器鸣叫、发出报警短信；如果超过预警温度，则在测温主控终端显示触点预警信息。温度检测系统工作流程见图3。
2 电网系统测温方案比较
由于电网系统温度监测的特殊性，通常情况被测触点很多，位置也千差万别。柜内的电磁干扰很强，都给柜内触点的温度监测带来一定的困难。目前电网系统中主要的温度监测方案有如下几种：
（1）有源无线测温。采用电池供电，利用温度敏感元件和无线通信技术相结合。这种方法无绝缘问题，测温精度比较高，缺点是电池寿命有限，尤其是在高温环境中，需要定期更换电池，不利于连续测温。
（2）红外测温。通过将被测目标的红外辐射能量转换为温度值，是一种非接触式测量，也无绝缘问题，缺点是需要定期巡检，在线测温成本比较高。
（3）光纤测温。利用光在光纤中传输产生的散射和光时域反射原理来获取空间温度分布信息，可在线测温，温度测量准确，缺点是存在光纤脏污引起的绝缘隐患。
（4）无线无源测温。通过声表面波技术，利用电磁波能量实现测温监控，无绝缘问题，温度测量准确，可连续在线测温，缺点是对安装要求比较高。
3 声表面波无线无源测温实例
声表面波无线无源温度监控系统应用实例如图4，将温度传感器固定到被测触点处，由采集器接收温度传感器传回的数据信息并进行相应的处理，转换为实测温度，然后通过RS485总线将数据上传至测温主控终端，并将采集温度数据保存到主控终端本地数据库中，作为历史数据方便用户查询使用。见图5中左边为有实时数据显示部分，右边为历史数据曲线部分。当系统测得某个被测触点温度超出用户设定的报警温度时，会在界面显示报警信息，同时蜂鸣器发出报警声音，并会发出短信通知用户排除故障，避免重大事故及经济损失。
4 结语
本文提出了一种基于声表面波无线无源温度监控方案。在电力系统中，如何测量密闭高压开关柜内各个监测点的温度，一直以来都被广泛关注。基于声表面波技术的无线无源测温技术，可为电网系统设备被测触点进行实时监测，对设备的安全运行无任何影响，目前已经成功应用到云南省一些电网系统的高压开关柜温度监测项目中。由于该技术无线无源的独特优点，今后可能会成为智能电网中温度测量的一种主流方案，随着声表面波技术的越来越完善，它必将为电网系统的安全运行提供更可靠的保障。
参考文献：
＼[1＼] 武以立，邓盛刚，王永德.声表面波原理及其在电子技术中的应用＼[M＼].北京：国防工业出版社，1983.
＼[2＼] 王生江.基于声表面波谐振器的无线测量系统＼[J＼].测控技术，1999（9）.
温度监测范文第3篇
关键词：ARM；温湿度；WiFi通信；无线监控
引言
随着现代化工业生产的快速发展，人们对信息的传输速度要求越来越快，对产品品质的要求越来越高。伴随着物联网[1]技术越来越成熟，物联网技术在生产的各个环节都得到了广泛应用。其中，温湿度监测[2]在工业、农业、化工等行业都有很多应用。在生产过程中，往往需要监测生产现场的环境的温湿度数据，以便保证生产的高效率和安全性。
目前，生产过程中对于温湿度的监测大多数还处于现场监测现场控制模式，需要生产人员在现场查看与操控，这对生产人员的安全性存在一定的隐患。为了保证安全性，需要对温湿度参数进行无线监测与控制。为此，本系统通过STM32将生产现场采集到的温湿度参数经WiFi信息传输技术传送到中控室进行监测和控制，极大程度地保证了生产人员的人身安全。同时采用的WiFi传输技术使得生产网络化，信息的传输更加快速和便捷，提高了生产效率。
1 系统总体设计
无线温湿度监测控制系统结构框图如图1所示。
本系统主要由3个部分构成：温湿度参数监测控制设备、STM32和WiFi无线传输收发模块。首先，由温湿度监测模块监测环境温湿度参数，监测到的温湿度参数通过下位机STM32上的WiFi无线收发模块进行信息传输。然后，上位机上的WiFi无线收发模块收到信息后，将信息传递到上位机并通过显示屏将监测到的温湿度参数显示出来。最后，将监测到的温湿度参数与设定的安全参数进行比较，根据比较结果发送相应的指令通过WiFi模块传输到下位机，对控制设备进行控制。
2 硬件设计
硬件设计主要分为四大部分：ARM控制系统、温湿度参数监测系统、WiFi无线收发模块及控制设备。本系统设备选定本着价格适宜、布线简单及调试方便的基本原则对所需实现功能进行选定。
2.1 ARM控制系统
STM32是构成本系统的最核心部分，需要担任对温湿度传感器进行连接，信息获取与处理，与WiFi模块进行通信，完成监测参数的显示等重要职责。
本系统采用ARM公司Cortex-M3[4]内核的32位闪存微控制器，具体型号为STM32F103RCT6。该芯片时钟频率为72MHz，电压范围2.0～3.6V，可在环境温度-40℃～80℃下正常工作。具有性能高、功耗低、实时应用、价格低等优点[5]。具体参数如表1所示。
2.2 温湿度参数监测系统
温湿度参数的监测是本系统的第一环节，选择合适的温湿度传感器有利于对环境参数的准确测量，适应不同的监测环境。
本系统产用DHT11数字式温湿度传感器[6]。DHT11含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。其专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，温度测量范围为0℃～50℃，测试精度为±2℃，湿度测量范围为20%～90%，测试精度为±5%RH，测量温湿度分辨率为8bit。具有体积小、响应快、性价比高和适用范围广等优点，能保证系统对环境温湿度参数的长期、准确监测，保证系统的稳定运行。
DHT11温湿度传感器采用单线双向的串行连接模式，进行一次监测及传送所需时间一般在4ms左右[7]，通过模块上的DATA引脚与STM32进行通信，传输监测到的温湿度参数。
2.3 WiFi无线收发模块
WiFi无线收发是本系统的重要组成部分，对采集到的温湿度参数进行准确传输给上位机，同时接受上位机的控制信号，将信号传递给下位机进行对应控制。
本系统产用安信可ESP8266WiFi模块。ESP8266WiFi具有三种工作模式，分别为STA模式、AP模式和STA+AP混合模式，可以满足不同工作的需要。模块支持Espressif IoT AT指令集，丰富的指令集非常便于对WiFi模块的调试。同时，模块支持UDP、TCP/IP、DHCP客户端等多种协议，支持802.11b/g/n标准，支持UART/GPIO数据通信接口，使数据可在手机、平板、服务器、无线路由器和笔记本电脑等设备之间进行信息分享与传输。
ESP8266WiFi模块与STM32通过串口UART连接通信[8]，STM32将监测到的温湿度参数通过串口发送到WiFi模块，再由WiFi模块将信息传送给接收WiFi模块进行数据收发。
2.4 控制设备
控制设备是对监测到的温湿度参数与设定的温湿度参数进行比较后，根据比较结果运用PID算法对所需控制设备进行不同的控制。
本系统采用简单的3.3V驱动的继电器模块进行控制。该模块自带光耦隔离，支持高低电平触发。将继电器IN引脚与STM32的IO相连，有STM32发送高低电平对继电器进行控制。继电器模块主要连接实验用微型加热器和小风扇，通过PID算法的引用对环境温湿度进行更精确控制，其简单实用性满足了对设备的操作需求。
3 系统软件设计
系统软件设计主要包括温湿度采集、WiFi信息传递和上位机对信息分析及监控三部分的程序设计。整个系统软件采用模块化方法使用C++、C语言在Keil uvision4集成开发平台下编写。
3.1 温湿度采集软件设计
温湿度采集软件设计主要是将传感器采集到的环境参数通过串口传到下位机存储，并将信息存储等待WiFi模块将信息发送。根据系统原理，温湿度采集软件流程图如图2所示。
3.2 WiFi信息传递
WiFi信息传递分为客户端和服务器两个部分。
客户端部分为下位机连接的WiFi模块，将其设置为STA模式，通过下位机STM32的串口写入模块初始化信息，完成对下位机WiFi模块的初始化工作。初始化成功后，当STM32将存储的温湿度参数通过串口传递到WiFi模块的发送缓冲区后，客户端WiFi模块通过信息通道将温湿度参数发送给服务器模块。同时，如果接收到上位机WiFi的控制信号，采取中断模式，将上位机的控制信号采集接收，并发送到下位机STM32做出相应的操作。
服务器部分为上位机连接的WiFi模块，将其设置为AP模式，通过上位机STM32的串口写入模块初始化信息，完成对上位机WiFi模块的初始化工作。初始化成功后，等待接收下位机WiFi模块的传输信息。当接收到下位机信息后，将信息通过串口送给上位机。同时，如果接收到上位机的设定信息，如：上限温度等。接收到信息后采取中断模式，将信息通过上位机WiFi模块发送到下位机接收。
客户端和服务器WiFi模块流程图基本相同，WiFi流程图及中断流程图如图3所示。
3.3 信息分析及监控
上位机STM32对接收到的WiFi信息，通过解析提取出来，将监测到的温湿度信息用串口输送到显示屏上显示。同时，可以将人工设定的上限温度值等信息通过中断方式用WiFi模块传达给下位机，便于下位机实现对环境变量采取相应的控制功能。
4 系统测试
完成以上系统硬件调试后，还需针对不同模块进行相应配置，从而完成整个系统的设计。
4.1 WiFi收发模块的相应配置
关于WiFi收发模块，调试方式有很多种。本系统先行在PC机上使用串口工具对WiFi模块进行调试。设置好作为服务器和客户端WiFi模块的工作模式、WiFi名字和密码等相关设定，用串口工具模拟WiFi模块的收发数据。一切正常后将对应指令通过STM32串口传输方式对WiFi模块进行初始化设定，具体调试的指令可以参考WiFi模块支持的Espressif IoT AT指令集。通过这种调试方式可以使得系统更加灵活，便于系统应用到不同的工作环境中。
4.2 实验结果
完成所有的软硬件的配置工作后，风别在一定的环境下，将系统的STM32的上位机和下位机置于长10米的房间中。室内温度为21℃，湿度35%RH（通过专业仪器测量）的环境下。先将两块ARM板相隔1米距离，经本系统测试，STM32上位机能接收到下位机经WiFi传送过来的温湿度信息，分别为21℃，湿度35%RH，且信号正常稳定。通过移动两块ARM板从1米到10米，WiFi传输信号不断由强到弱不断变化，但在WiFi的覆盖空间内，始终都能正常的监测到温湿度信息，并进行信息收发和对信息采取相应控制。然后，取一小塑料盒，用加湿喷雾器对塑料盒内进行均匀加湿，将塑料盒静置1分钟后，将温湿度传感器放入塑料盒内进行检测，实验发现在0.5秒内显示屏上的湿度数值迅速发生改变，并显示出正确的测量值。测试结果表明本系统满足了设计的初始要求，达到了系统设计目标。
5 结束语
文章利用WiFi的无线传输能力，结合STM32和DH11温湿度模块，设计出一套无线温湿度监测控制系统，用来满足温湿度监测在信息时代生产中的需要。采用本系统能对特殊工作环境或需要无线方式的复杂情境中对环境温湿度进行监测和控制，并且采用WiFi方式可以接入互联网使得所监测数据进行流通，更方便于对生产的无线操控。同时整体系统成本低、布线简单、有较强的可扩展性，应用前景十分广泛。
参考文献
[1]彭扬.物联网技术与应用基础[M].中国物资出版社，2011.
[2]刘伟永，王凤瑛.基于ZigBee技术的无线温湿度监测系统设计[J]. 微型机与应用，2013，32（11）：64-65.
[4]杨日容.基于Cortex-M3的远程大功率LED温度测控系统设计[J]. 科技风，2013（20）：53-54.
[5]廖义奎.Cortex-M3之STM32嵌入式系统设计[M].中国电力出版社，2012.
[6]刘军良.WiFi技术在温湿度远程监测系统中的应用[J].自动化仪表，2014（6）：79-82.
温度监测范文第4篇
【关键词】电缆载流量；热电偶；分布式光纤温度传感器
1 引言
作为电力传输重要基础设施之一的电缆，现在已经广泛应用在送变电各种环境中，发挥着基础而又重要的作用。但是，对于电缆的安全使用状况的监控，一直是电力行业的一个难题，如何有效地对电缆温度和负载状况进行监测，并在监测数据的基础上实时确定电缆导体线芯实际工作温度，动态评估电缆短时间过负荷能力，对于保障电缆的安全使用和电缆传输能力的优化利用具有重要意义。
2 技术现状
因电缆故障引起火灾导致电缆烧损而被迫停机，短时间内无法恢复生产，从而造成重大经济损失。为了避免此类事故的发生，通常通过监测电缆温度的变化来发现问题及报警，目前常用的电缆温度监测方法有：
（1）感温电缆式测温系统：将感温电缆与电缆平行安放，当电缆温度超过规定温度时，感温电缆短路。该系统一次性使用，不能测出电缆的实时温度；由于电缆数量多，系统安装及维护工作不够方便，设备易损坏；不能进行早期故障预测。
（2）热敏电阻式测温系统：可以显示温度值，但由于每个热敏电阻都需要独立的接线，且热敏电阻易损坏、维护量大；传感器不具备自检功能，需要经常校验。
（3）分布式光纤测温系统（DTS）：可对电缆温度进行在线检测，随时了解电缆的温度变化，及时发现电缆故障并进行报警。
上述三类方法中，由于分布式光纤测温系统中的检测光纤不带电、抗电磁干扰，防燃、防爆、抗腐蚀，能在有害环境中安全运行等特点，是实用的“本安”型传感器。
分布式光纤测温系统在20世纪80年代中期出现，目前技术日趋成熟，并开始应用于煤矿、隧道的温度报警、火灾防治；大、中型变压器、发电机组的温度分布测量，热保护和故障诊断；地下和架空高压电力电缆的热检测与监控；输油管道的热点检测；高层建筑、智能大厦、桥梁、高速公路等在线动态检测，因其独有的特点已成为工业过程控制中的一种新的检测方法与技术。
目前DTS已经在欧美等国得到了成熟应用，DTS技术在我国的应用才刚刚开始起步，应用的功能也局限于火警和显在温度异常报警，而电力电缆的专业用户需要获得比较完整的解决方案，包括以下两个内容，一是实时分析DTS分布式数据，发现潜在的异常点，实现故障早期预警，二是动态计算电缆许用电流，以更有效地利用电缆输送能力，电缆的能力约束条件是线芯（导体）温度不允许超过90℃，而DTS只能测量到电缆表面的温度，因此需要专业模型推倒出内部温度，这项功能特别适合于负荷调度决策，适用于夏季峰值负荷的安全营运。DTS系统正是基于这一技术和市场发展趋势应用而生的。
3 工作原理
DTS（ Distributed Temperature Sensing）是分布式光纤测温系统的简称，它是一种用于实时测量空间温度场分布的传感技术，其测温的机理是依据后向喇曼（Raman） 散射效应。
激光脉冲与光纤分子相互作用， 发生散射，散射有多种，如瑞利（Rayleigh）散射、布里渊（Brillouin）散射和喇曼（Raman）散射等。其中喇曼散射是由于光纤分子的热振动，它会产生一个比光源波长长的光，称斯托克斯（Stokes）光，和一个比光源波长短的光，称为反斯托克斯（Anti-Stokes）光。光纤受外部温度的调制使光纤中的反斯托克斯（Anti-Stokes）光强发生变化，Anti-Stokes与Stokes的比值提供了温度的绝对指示，利用这一原理可以实现对沿光纤温度场的分布式测量。
Stokes Ps（z）=Pokse-αRze-αsz
Anti-stokes PA（z）=PokAe-αRze-αAz
这里： X=ehν/kBT（z）=eγ/T（z）
所以： T（z）=
结合高品质的脉冲光源和高速的信号采集与处理技术，就可以得到沿着光纤所有点的准确温度值。Sentinel-DTS用一个10ns延迟的激光脉冲，能够实现对最大30km的光纤空间分辨率1m的温度测量，也就是相当于30，000个测量点。
本文的电缆安全监测系统（简称：CSMS）正是利用上述分布式光纤温度测量技术，沿被测电缆安装探测光缆，可以实时得到电缆的运行温度，不但能及时做出电缆的火警和过热预报，更是通过独特的CSMS上位系统实现了电缆载流量的动态计算与分析、异常点的预测与判断等功能，所以不但能对近期的电缆运行情况进行管理并能对远期的情况做出预测与判断，从而帮助使用者对电缆的运行状态进行调整以免出现险情，做到未雨绸缪。
4 DTS主机及探测光缆的选用
DTS主机采用Sensornet的Sentinel-DTS分布式光纤温度监测系统对电缆的表面温度进行测量，Sentinel-DTS同时利用光纤感测信号和传输信号，采用的OTDR技术，利用Raman散射光对温度敏感的特性，探测出沿着光纤不同位置的温度的变化，实现真正分布式的测量。
DTS火灾探测光缆内部是一个50/125μm的多模光纤，用于连接高性能的Sensor -DTS。Sensor-LSZH作为一个线型火灾探测器，光缆本身就是传感器，并且由于分布式的特性不会漏掉任何点。外部为高性能的低烟无卤素热塑型材料，内部为不锈钢管。此种光缆更加柔软，便于安装。同时也具有很好的热传导特性和抗腐蚀特性。
温度监测范文第5篇
关键词：GPRS；远程监测；温度传感器
引言
随着通信技术的发展和自动化水平的提高，温度的远程监测已经成为许多跟温度有关的行业进行安全生产和减少损失采取的重要措施之一。在实际场合中由于监测点分散、偏远以及时间限制等原因，采用传统的温度测量方式周期长、成本高，而且测量员必须到现场进行测量，因此工作效率非常低。且不便于管理。本文提出了一种基于GPRS技术的远程温度监测系统方案，采用AT89C51单片机和DS18B20数字温度传感器实现现场温度数据的采集和处理，再通过GPRS模块TC39i实现远程的数据传输和接收。目前，虽然3G技术已经开始推广，但并没有普及，同时由于受到硬件成本和运营商通信资费的约束，GPRS技术在相当长时间内还是进行无线数据传输的首选。
1 系统总体设计
系统的总体设计思路是将温度采集模块采集到的数据通过GPRS模块发送到监控计算机上。温度传感器把监测现场的温度处理发送给AT89C51单片机，温度数据通过单片机处理，再由GPRS发送模块发送出去。GPRS接收模块接收发送模块发送过来的数据，通过RS232通信接口连接GPRS模块实现与上位机通信，将数据上传至上位机，实现在上位机中对监测现场温度的远程分析、管理。系统总体框图如图1所示。
图1 系统总体框图
2 系统硬件设计
现场温度采集模块是一个现场实时监测设备，可以独立稳定运行，对监测的温度数据进行运算处理、状态分析和实时显示。GPRS通信模块的功能则是将数据实时传送到监控计算机。
2.1 单片机电路设计
该系统采用Atmel公司的AT89C51单片机，AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。单片机的电路主要包括晶振电路、复位电路、采集电路。单片机的电路如图2所示。
图 2 单片机电路
2.2 温度采集电路设计
温度传感器采用国DALLAS公司生产的DS18B20数字温度传感器。它采用3引脚T0-92封装，无需外部元件，可用数据总线供电，电压范围为3.0 V至5.5 V，无需备用电源。测量温度范围为-55 ° C至+125 ℃。该温度传感器可编程的分辨率为9~12位温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒，用户可定义的非易失性温度报警设置。
本设计中，DS18B20的1脚接地，2脚为数据输入端，3脚接VCC，2脚与3脚间接上一个4.7K的电阻，形成上拉电阻。温度采集电路如图3所示。
图3 温度采集电路
2.3 GPRS通信模块设计
TC39i 的供电电源为3.3～4.8V ，典型值为4.2V。当电压低于3.3V 时，模块可自动关机，同时模块在不同工作模式时电流不同，在发射脉冲时电流峰值高达2 A ，在此电流峰值时，电源电压下降值不能超过0.4 V ，所以对电源的要求很高。本设计中稳压电源部分由LM2576S将外部+5V的直流电压转换成为4.2V ，为整个系统提供供电电压同时产生MAX323 所需的高电平。
TC39i 的启动电路由AT89C51来实现。模块上电10ms后,为保证整个系统正常启动，IGT信号必须在保持大于100ms 的低电平再阶跃到高电平，且下降沿时间要小于1ms。启动后，IGT信号应保持高电平。
TC39i 的基带处理器集成了一个与ISO7816- 3ICCard标准兼容的SIM卡接口。为了适应外部的SIM卡接口，该接口连接到ZIF引脚。TC39iZIF 连接器为SIM卡接口预留了6个引脚，SIMPRES 引脚用来检测SIM卡支架中是否插有SIM卡。当插入SIM卡，该引脚置为高电平时，系统方可进入正常的工作状态。GPRS通信模块电路如图4所示。
图4 GPRS通信模块电路
3 系统软件设计
系统的软件设计主要包括监测对象温度的采集程序和GPRS通信程序。系统软件设计的重点在于单片机的编程。通过向TC39i写入不同的AT指令完成多种功能。
3.1 软件的总体设计
在总体程序流程图中，系统软件的重点在于对单片机的编程。包括向AT89C51对TC39i的初始化以及对串行口通信速率、短消息模式、短消息中心号码的初始化。这些初始化指令是通过AT指令写入的，因此在编程时将这些常用到的AT指令编成表格，存放在AT89C51的程序存储器内，以便使用。流程图如图5所示。其中A、B中断子程序只是发送数据内容不一致，对应的流程一致。
图5 系统软件总体流程图
3.2 温度采集程序设计
先复位DS18B20，然后单片机等待DS18B20的应答脉冲。一旦单片机检测到应答脉冲，便发起跳过ROM匹配操作命令。成功执行了ROM操作命令后，就可以使用内存操作命令，启动温度转换，延时一段时间后，等待温度转换完成。再发起跳过ROM匹配操作命令，然后读暂存器，将转换结果读出，并转为显示码，送到液晶显示。温度采集程序流程图如图6所示。
图6 温度采集程序流程图
3.3 GPRS通信程序设计
GPRS通信程序是实现采集到的现场温度数据远程无线传输的关键。单片机要将温度数据通过GPRS模块传输前，必须先对GPRS模块初始化，然后读取温度传感器送来的温度数据，然后向GPRS模块发送指令，完成温度数据的远程无线传输。GPRS通信程序的流程图如图7所示。
图7 GPRS通信程序流程图
4 结论
本文采用AT89C51单片机、DS18B20数字温度传感器和TC39i无线传输模块实现了温度的远程监控。系统结构简单、性价比高，可应用于养殖场、粮库、电力机房等测温和控制领域，有着广泛的应用前景。
参考文献:
[1]陈忠平，曹巧媛等.单片机原理与接口[M]，清华大学出版社，2007.
[2]韩斌杰等.GPRS原理及其网络优化[M].北京：机械工业出版社，2003.
[3]李志伟.基于AT指令的串行通信程序的设计[J].微计算机信息，2007.9.
