温度监测系统范文第1篇

关键词：电力设备；无线技术；温度

中图分类号：U673.37 文献标识码：A

1 智能无线温度监测系统的工作原理

智能无线温度监测系统被设定成三个子系统，分别是采集系统、汇总系统、监测系统。三个子系统通力协调工作，实现了电力设备温度的实时、准确、便捷的智能无线监测。

智能无线温度监测系统的三个子系统间的连接方式是不同的，无线通信方式是应用于采集系统和汇总系统之间，而通信线缆则是使用在汇总系统与监测系统之间，即一个无形，另一个有形。对应部位的热感应元件将其所监测到的温度信息通过无线通信设备传输到汇总系统的总站，总站将会对收集到的所有温度信息进行分类整理、分析并处理，再将处理完毕的数据信息传输到监测系统的监测计算机上。同时，调节端监测计算机也将收到同样的数据信息。监测计算机对接收到的数据信息进行二次处理分析，当处理所得数据结果超高设定的极限值时，监测计算机就会发出警示信号。每个总站可以管理数百个子站，信息量的采集将是非常巨大的。

2 智能无线温度监测系统的组成

2.1 采集系统

此种技术主要是通过使用传感器等热感应元件安装在工作中散热不是很好的部分，这就能够时刻地对这部分元件进行温度采集，并能够及时地把消息发送出去。保证采集系统正常工作的主要依靠力量就是交流电，为了保证能够持续的采集信息，我们应该准备太阳能板作为后备电源。

2.2 汇总系统

汇总系统一般是由无线装置组成的，用于收集采集系统传递过来的数据，然后通过该系统传递给总站，再由总站把温度数据传递给当地的监视系统，这样就能够实现实时监测的目的，一旦发现温度数据异常就可以采取一定的措施来解决，保证了电力设备的正常运行。

2.3 监测系统

随着监测系统的发展出现了两种不同的系统形式，一种是调节端监测系统，另一种是站级监测系统。监测系统中的计算机会把传递过来的温度数据进行分析、整理，在发出去的同时也存储在了特定的数据库，不仅实现了对电力设备的实时监测，也方便解决以后类似问题。计算机不仅会对数据进行分析和存储，还会自动生成报表，能够准确地记录下来温度情况的时间、地点、原因。通过对计算机进行系统设定，当设备某部分的温度超过设定值时就会自动报警。此外，监测计算机还具有另外一个特点，就是可以根据单位的需要可以设定任何一个时间段的任何一个部位的温度查询，方便监测人员对设备部件的温度控制和掌握，有利于及时的调整。

3 智能无线温度监测系统的特点

3.1 免于布置排线

因为采用了无线传输设备，所以不用布置排线，热感应元件的安装更方便。

3.2 免于经常的维护

智能无线温度监测系统都是整体化设计，所以免于维护。

3.3 节能

智能无线温度监测系统的各个部分均采用节能、低功率消耗设置，同时应用太阳能电池板更是绿色节能。

3.4 警示系统更完善

当温度过高时，总站智能终端电源，后台监控系统能够及时发出警报。

4 智能无线温度监测系统与传统监测的对比

4.1 在智能无线温度监测系统工作过程中，正因为在需要监测的设备部件上安装了热感应元件，这就有助于事先系统对设备部件实时的准确的连续的监测，并根据每一时刻的温度数据变化来总结出电力设备上不同部位的温度变化规律，进而帮助监测人员保证电力设备的正常运转，避免了因温度问题导致的设备停止工作的问题，保证了工作人员的安全。而传统的监测技术主要是靠人力来获取数据信息的，这不仅耗费了大量的人力物力，而且因为人类自身的生理原因，不可能保证测量数据的准确性，难免会出现误差，这就会导致电力设备存在潜在的危险，如果不能及时处理，就会导致设备出现故障，工作人员的安全受到威胁。

4.2 当前这种智能无线温度监测系统的速度是十分惊人的，其预见性也是当前人类不可比拟的，而且计算机存储的数据信息可以根据需要随时查阅，提高了工作效率，该系统存储的信息量是十分庞大的。传统的监测技术则需要单独的建立一个存储空间，而且随着存储信息量的不断增加，查阅起来也不是十分方便的，已经不适应当前电力企业的发展。智能无线温度监测系统则很好地解决了这个问题，取得了非常好的效果。

5 智能无线温度监测系统的后台监控功能

5.1 热感应元器件所监测的部位的温度能够实时的传递给监控计算机并于显示屏上呈现出来，出现警示温度时的时间及故障位置都会以数据的形式保存起来，保存期限可长达数年。

5.2 可设置警示音的类型，如可以以真人语音的形式播报出来或者以文字警示的方式显示到屏幕上。

5.3 监测计算机所监测到数据信息可以以年、月、日等为单位用线性图或者表格的形式一目了然的展现出来，也可以直接抽查或打印出来。

6 智能无线温度监测系统国内外现状

在国外，智能无线温度监测系统自从开始使用以来已经得到了非常快速的发展。此种技术不仅仅被应用到电力方面，在人们的生活中也被广泛使用，提高了人们的生活质量和安全性。人们从传统的监测方式过渡到智能无限温度监测系统，实现了监测技术的跨越式发展。这种新型监测技术在电力设备中的应用取得了很好的效果，正逐步的在医疗、农业、生产等方面发展。

而在我国，真正在电力企业使用这种技术的时间比较晚，随着多年的努力终于实现了从实验到实践的过程。当前，智能无线温度监测技术应用之广自然不必阐述，这种监测设备能够被广泛应用，其最大的优点在于不需要布置线，节省了空间，提高了工作效率，操作起来也十分的简便。目前，我们正在努力使智能无线温度监测技术朝着滴能耗的方向发展，这也是目前的技术难题。相信在不久的将来，我国的智能无线温度监测技术会实现更好层次的发展。

参考文献

[1]高人伯.数据仓库和数据开采相结合的决策支持新技术[J].计算机世界.

[2]任玉珑，王建，牟刚.基于CA模型的电力设备全寿命周期成本研究[J].工业工程与管理，2008，（5）：56-70.

[3]赵新民.智能仪器原理及设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.1990.

温度监测系统范文第2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.

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[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.

温度监测系统范文第3篇

【关键词】ZigBee;星形网;温度采集;远程监控

1.引言

温度监测系统广泛应用于对温度敏感的工业、农业、医学等现场，如通信基站机房、矿井、粮仓、智能家居等环境中。传统的温度监测系统需在所监测区域布置大量的信号传输线，体积宠大，成本相对较高，且不能实现远程监测。如何解决传统温度监测系统采用的有线网络所带来铺设、维护等诸多不便已成为目前研究的热点。本文提出一种基于ZigBee技术的远程温度监测系统，能有效解决上述的问题。ZigBee技术是一种低功耗、低成本、低速率、低复杂度的双向的无线通信技术，它是无线传感网络的主流技术[1-5]。以ZigBee技术组成无线温度传感器网络，由部署在监测范围内的微型温度传感器节点通过无线电通信构成的一个多跳的自组织网络[6]，能够实时地感知、收集和处理网络覆盖范围内的温度信息，并通过汇聚节点处理并在服务器Web网页上，用户可以登陆网页进行实时监控。

2.系统总体结构

2.1 系统的结构

本系统采用ZigBee技术自组网的特性，测温节点与协调节点节点自动组成一个星型网进行通信[5]，移动终端（手机、平板电脑以及个人电脑）通过连接指定网络后通过Web浏览器访问温度数据的网页面显示界面。如图1所示。

图1 系统框图

2.2 系统的功能

本系统分为三大模块：1）温度感知模块;2）控制处理以及射频收发模块;3）数据接收显示模块。主要有两大功能：1）环境温度数据无线采集功能：测温节点自动采集所探测环境的温度数据，通过无线传输的方式把采集到的温度数据都发送给协调器节点。2）环境温度数据远程实时监测功能：系统采用的是B/S（Browser/Server）结构，只需一个可以访问网页的终端即可远程监测环境温度数据。另外可以在网页显示界面上按需设置监测环境温度的上限值和下限值，环境温度一旦超过所设置的上限值或者低于设置的下限值就会有相对应警报提醒。

3.硬件设计

本系统采用TI公司开发的2.4GHz ZigBee片上系统解决方案CC2530的无线单片机方案。TI公司免费提供了ZigBee联盟认证的全面兼容IEEE802.15.4与ZigBee2007协议规范的协议栈代码和开发文档，并为提供了丰富的开发调试工具[2-4]。

CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 CPU，系统内可编程闪存[2]，8-KB RAM 和许多其他强大的功能。CC2530 具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。CC2530具有21个可用I/O、4个定时器、ADC 、随机数发生器、AES加密/解密内核、DAC、DMA、Flash控制器、RF射频收发器等众多外设[4]。

图2 CC2530电路

节点硬件设计：

测温的节点由CC2530与DS18B20数字温度传感器组成，采用电池进行供电[7]。CC2530通过单总线通信协议控制DS18B20数字温度传感器并获取实时的环境温度值，再发送到协议器节点。DS18B20数字温度传感器与CC2530接口示意图如图3所示。

图3 硬件框架图

协调器节点直接由上位机通过USB数据线供电。协调器节点接收所有测温节点发送过来的数据，经过片内程序进行数据处理后，通过CC2530 ZigBee开发底板USB口把数据上传到上位机。

4.软件设计

系统实现ZigBee星形拓扑结构的网络通信，涉及到协调器与终端节点的编程[7]。协议器负责建立网络并进行维护，接收各不同的终端节点发送过来的温度信息融合后再进行控制。终端节点必须加入协调器组建的网络中，并开始定期采集温度并发送到协调器上。协调器把融合后的温度经过串口在Web服务器上，供指定用户登陆站点进行访问。

协调器上电后，根据编译时指定的参数，选择适合当前通信环境的网络号以及信道来建立星形网[6]。协调器的程序图如图4所示。

终端节点上电并初始化硬件以及协议栈后，会搜索是否存在着对应编号的ZigBee网络[3]，如果存在则加入对应的无线网络，然后启动定期采集温度数据，并发送至协调器。

图4 协调器与终端节点软件流程图

Web服务器显示界面是基于MyEclipse Enterprise Workbench 9.0平台的，用Jsp技术实现的基于Web的串口通信方法。页面利用Jsp技术实现了数据的显示功能，然后利用JavaBean和Servlet在后台获取串口的数据，并通过Json对象将数据传送到前端页面。最后利用Ajax技术实现了页面的定时自动刷新更新数据，以及利用JavaScript技术实现了页面按钮和功能事件的触发。

5.显示界面

网页显示界面分为数据显示区域和参数设置区域两大部分。显示区域内分别显示传感器编号、获取时间以及温度值共三项数据内容。参数设置区域里需要设置的主要参数有四个，分别是串口号、波特率、高温警告和低温警告，其他均保持默认即可。显示界面可以获取各个节点发送回来的温度数据，且用户通过高温警告与低温警告来进行温度保护。

图5 工作界面

6.结论

本文通过实现基于ZigBee的远程温度监测系统，实现对温度敏感的环境实施远程监控。可以通过布置多个终端节点来监控多个区域的温度，可以应用的范围的很广，该系统具有低功耗，低成本，结构简单，无人值守，检测准确度高，抗干扰能力等优点，能够长时间稳定地工作，具有很高的应用价值。

参考文献

[1]王小强，欧阳骏，黄宁淋.ZigBee无线传感器网络设计与实现[M].北京：化学工业出版社，2012，05.

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[6]孙利民，李建中，陈渝，等.无线传感网络[M].北京：清华大学华出版社，2005.

[7]武风波，强云霄.基于ZigBee技术的远程无线温湿度测控系统的设计[J].西北大学学报（自然科学版），20084，38（5）.

本文属广州市教改项目（No.2013A022）资助;华软校级项目（No.ky201206）资助。

作者简介：

温度监测系统范文第4篇

摘 要　介绍了在windows环境下的一种典型的分布式温湿度监测系统构建方法，利用xsl/b-08bs1巡检仪对档案馆各个库房温度、湿度进行监测，构建了系统总体结构，设计了网络系统中的数据传输协议，开发了上下位机的系统软件，并将所构建的系统应用于档案馆。 关键词　温湿度监测；网络通讯；数据传输；xsl/b-08bs1 1　引言 档案馆库房的温度、湿度变化，是影响档案材料老化变质的重要因素。因此，控制档案馆库房的温度、湿度是档案馆库房管理的重要任务，一旦档案馆库房的温湿度失控，就会对档案材料的安全管理产生重大隐患。传统的方法是通过人工进行检测，对不符合温度及湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作，但这种方法费时费力，效率低并且测试的温度和湿度误差大、随机性大。为此，我们研制了档案馆库房管理的远程智能监测系统。这个系统能够对档案馆内每个库房中各库位的温度及湿度的变化情况进行实时自动监测，并可以对历史数据进行分析比较，一旦出现异常现象便于及时处理，有效地提高了档案管理的预见性和工作效率。 2　系统结构设计 本系统的硬件以xsl/b-08bs1巡检仪和主控pc为核心，其设备包括交换机、显示器、打印机、键盘、鼠标等等。系统结构图如图1所示。 图1 系统结构原理图 3　系统工作原理 各个档案馆库房通过xsl/b-08bs1巡检仪实时采集数据[1]，同时，xsl/b-08bs1巡检仪通过网络将数据实时传输主控pc，供工作人员监测。其中，主控pc对xsl/b-08bs1巡检仪数据的读取主要是利用串行通信控件comport library。 3.1　comport library控件 comport library作为第三方控件可以非常方便的扩展到delphi语言环境中，其中主要的事件与方法为：comportrxchar，writestr和readstr。 writestr和readstr分别为写串行数据和读串行数据，comportrxchar为串行口接收数据事件。在使用中，通常把readstr函数设置在comportrxchar事件处理函数中，详细使用方法请阅读comport library的帮助文件。 3.2　xsl/b-08bs1巡检仪 xsl/b-08bs1数据巡检采取了基于tcp/ip协议的网络成熟技术[2]，能实现中远距离数据传输。仪表的基本功能单元包括模拟量输入，输出，开关量输入，输出，参数存储器。这些单元都能通过不同的命令与计算机进行数据传送，计算机也能通过控制权转移的方法，直接操作仪表的模拟量输出和开关量输出：由于仪表内部有独立的输出缓冲区和计算机控制输出缓冲区，因而可实现控制的无扰动的切换[3]。 3.3　通信协议 xsl/b-08bs1巡检仪使用的通讯命令有很多，包括通讯和测量等参数值的设置，现以读取巡检仪测量值命令为例[3]加以说明： 命令 #aabbdd 说明 本命令读回指定仪表1个或数个通道的测量值和告警状态。 # 为定界符。 aa (范围00～99)表示指定仪表二位十进制地址； bb (范围01～96)表示需读回测量值的开始通道号的二位十进制数； dd可省略(范围01～96)表示需读回测量值的结束通道号的二位十进制数。 例：命令：#010103 回答：=+123.5a=-051.3b=+045.7@ 本命令读取地址为01的仪表第01通道至03通道的测量值。xsl/b-08bs1的具体通讯协议请参考使用手册。 4　系统软件设计 温湿度监测系统软件采用c/s结构，以delphi作为开发环境，利用sql sever 2000作为后台数据库，并利用第三方控件comport library进行读取数据。本软件最大的好处是类似windows的图形界面和操作方法，使用多窗口管理技术，简单、易操作。其完成的主要功能是：数据实时监测，历史数据分析、报警设置、设备管理、输出报表和图形显示等。系统结构框图如图2所示。 图2 系统结构功能图

(1)用户管理模块：主要是对操作软件的用户进行管理，包括用户的添加删除，密码管理，用户权限管理等等。 (2)系统设置模块：是对监控系统软件基本参数的设置，例如温度、湿度的报警临界参数设置，各个库房所在传感器的地址参数的设置。 (3)数据显示模块：对档案馆各个库房温度、湿度的实时采集。实现窗体图3所示。 图3 温湿度实时采集显示窗体 (4)设备控制模块：当温度、湿度超过预设值以后，对报警开关的控制，以及对档案馆内温度调节设备，湿度调节设备的控制。 (5)历史数据分析：这个模块的主要功能是对以往各个库房温湿度记录的查看、分析、统计，可以通过软件针对每一年、每一月、每一天的平均温度或者某一天某一时刻的温度，湿度进行查询，并且包括了对历史数据温度，湿度曲线的观测，以及各个时段温度，湿度报表的打印。其中曲线绘制的功能实现窗体如图4所示。 图4 温湿度曲线的显示窗体 5　结束语 采用先进的温湿度监测系统，再加上安装优质的温湿度调制设备，是加强档案室库房温湿度管理的重要条件，分析研究温湿度变化规律，调控档案室库房的温湿度，是企业的档案安全管理的重要保证。 参考文献 [1] 郑国祥. 谈档案室库房温湿度自动监控系统的应用[j]. 浙江档案.2004，(01)：34-34 [2] 张秀德.利用xsl/b-08bs1实现环境参数采集监测的应用[j]. 农机化研究. 2006，(1)：199-201 [3] 张程志. 基于comport library控件的delphi串行数据采集系统的软件设计[j]. 水利科技与经济. 2007，(8)：614-615 [4] 王文珍，张成利. delphi语言编程通过串口实现温度测量[j]. 计算机与现代化 2005，(7)： 52-54 [5] 张秀德. 基于comport library的delphi串行数据采集系统的软件设计[j]. 工业控制计算. 2004，(12)：53-57 [6] 韩兆福. 基于can总线的仓库温度湿度的自动测试系统[j]. 计量测试与技术 2001，(3)：14-15 [7] 肖忠祥.数据采集原理[m].西安：西北工业大学出版社，2001

温度监测系统范文第5篇

关键词：潜油电泵井下温度压力监测；星点等势法；电流传输信号'

1 概述

潜油电泵井下压力和温度参数的监测对提升采油技术水平，实现对机组进行故障预测与健康管理，保证潜油电泵持续高效稳定的工作，具有着重要的实际价值。

2 总体方案

综合潜油电泵的特点，系统利用星点等势法为井下供电。在井上制作一个三相电抗器作为工星点，并且保证该电抗器的三个绕组各相的参数相同，在电抗器的对称性足够好的情况下，星点相当于零点，电机绕组的中性点与地面电抗器的中性点等电势，三相电抗器可以消除三相高电压不平衡对系统造成的损害，同时在地面星点处叠加直流电压，可以对井下进行直流供电。信号传输通道原理如图1所示。在潜油电泵井下工作环境下，电压容易受到干扰，而且在远距离传输时电缆的阻抗会对传输信号有所影响，而电流信号相对稳定，因此潜油电泵井下温度压力参数监测系统采用两线制4～20mA电流信号进行数据传输。本系统利用铠皮作为地线进行信号传输通道，具有较强的抗干扰能力，无需单独铺设电缆，降低成本。

潜油电泵井下温度压力参数监测系统内部硬件按功能主要可分为供电电路、通道切换电路、滤波电路和数据采集电路等。如图2所示为系统原理图。地面对井下电路进行分时供电，对数据进行采集；滤波单元减小交流电压对监测系统的危害；井下通道切换电路根据地面供电电压不同来切换测量通路；温度和压力变送器输出的电流信号分时通过电缆铠皮传输至地面，并通过三相动力电缆和铠皮连成一个回路。

3 系统硬件设计

3.1 温度压力变送器选型

变送器的性能对潜油电泵井下参数监测系统的信号检测精度和稳定性有着极大的影响，对变送器的选型应满足工作温度下稳定工作，且满足系统设计的性能指标。本文选用西安新敏电子科技有限公司生产的CYB15压力变送器和SBYW温度变送器，这两款变送器均为直流电压供电，二线制4～20mA电流信号输出，适合石油化工领域的工业检测和控制使用。

3.2 通道切换电路

由于系统需要采集温度和压力两个信号量，因此需要在井下设计一个通道切换电路。本系统采用的通道切换电路是由多通道模拟选择开关和电压检测电路两部分所组成。以电流信号作为传输媒介，对温度和压力进行分时数据采集。如D3所示为通道切换电路。ADG5404是一款互补金属氧化物半导体（CMOS）模拟选择开关，内置4个单通道。并且它具有转换时间快、小于10欧姆导通阻抗、工作输入电压范围宽等特点。导通电阻曲线在整个模拟输入范围都非常平坦，可确保开关信号时拥有出色的线性度和低失真性能，完全符合本系统研制要求。

采用LM293芯片是因为其产生的时序时间可控，本系统设置切换时间为20s。在上位机程序上采用的是切断井下供电延时1s再重新启动来达到消除时间累积的目的。ADG5405芯片通过加载在A0与A1端的时序信号来选通具体的导通端口。本系统应用的是两个参数，只需要两路导通即可，所以应用LM293作为ADG5404的时序触发信号，在LM293的第3引脚输出信号并连接到ADG5405的A0与A1管脚，如此便产生了00与11的时序信号，以此来导通S1与S4两个端口，从而实现通道的选择，使得温度和压力可以分时段切换传输。

3.3 滤波电路设计

潜油电泵井下监测系统需要滤波器来消除变频供电在电机星点中产生的高电压和三相短路接地时在星点产生的极高脉冲电压，保证装置的长时间高效稳定的工作。滤波电路如图4所示。本文采用串联电抗及并联电容的方法来抑制高电压和高脉冲电压，从而有效地保护井下温度压力变送器。

3.4 温度压力采集电路设计

温度压力采集电路主要通过AD7705芯片和LPC2378单片机来完成。AD7705采用了Σ-Δ技术，可以获得16位无误码数据输出。具有两个全差分输入通道，可编程单极性或双极性输入，前端可编程增益等功能。AD7705具有高分辨率、抗噪声、自校准、低功耗等特点，十分适合仪表测量和工业控制等领域的应用。图5所示为本系统数据采集电路。

LPC2378是通过模拟的SPI通信方式以普通I/O接口与AD7705进行连接。D1是稳压管，D2是肖特基二极管，其作用是为了防止电流过大将AD芯片烧坏。选择R1、R2是为了增加采样精度。AIN（+）为信号输入端，AIN（-）通过+5V电压、固定电阻R4、R5和可调电阻R3形成一个伪差分通道。通过调节R3可防止数据在输入端和输出端边界时导致转换的数据失真，使AD转换的精度到达最高从而使其适应每套系统下不同的电流。

4 系统软件设计

本系统软件部分采用C语言编程实现，程序采用模块化研制，具有可读性强、移植性高的特点。潜油电泵井下温度压力参数监测系统使用NXP公司的LPC2378，该芯片具有抗干扰性强、支持在线编程、低功耗、价格低等特点。其软件部分主要分为两部分，其中一部分控制井下电源信号的变化，用于数字滤波、参数采样和数据发送。另一部分主要完成信号采样、故障处理等功能。如图6所示就是主程序的软件流程图。系统上电后，先进行初始化系统配置，然后开始读取当时的时间参数，此时单片机控制继电器接通60V直流电，开始测量温度参数，测量20s后，将采集到的时间和温度参数进行发送。然后将继电器切换到90V直流电通道，开始测量压力参数。再将压力参数进行发送。

5 实验结果

本文设计的潜油电泵井下温度压力参数监测系统在实验室中进行了模拟工作试验。试验采集了大量有效数据，数据分析表明该系统具有较高的精确度和稳定性，可以证明本文中所研究的系统可以在正常的工作环境下稳定工作，并且能够保持温度压力测量的准确性。经过多次测试，该系统表现稳定可靠。所测得的数据如表1所示。

6 结束语

本文对潜油电泵井下温度压力参数监测的硬件主要模块和软件主程序做了详细讲述。结合潜油电泵的特点，提出采用两线制电流信号传输井下数据，通过地面系统对井下监测系统进行供电，通道切换电路对温度和压力进行分时采集。电路调试已经完成，实验所得数据满足需求，并且具有较高的稳定性和精确度，具备现场的试验条件。

参考文献

[1]张文.井下信号传输与调理方法研究[D].哈尔滨工程大学，2013.

[2]叶欣.潜油电泵井下温度压力在线监测系统研究[D].西安石油大学，2013.

[3]付岳峰.潜油电泵井井下压力温度测试系统研究[D].西安：西安石油大学，2008.

[4]王志平.井下数据采集与传输方法研究[D].黑龙江：哈尔滨工程大学，2011.

[5]蒙丽娜.电泵井下测试系统研究[D].西安：西安石油大学，2010.

作者简介：白山（1959-），男，教授级高工，硕士生导师，研究方向为特种电机及其控制。