35kV高压配电柜柜内温度异常报警系统的设计
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主通风机及高压开关柜综合温度监测预警系统一、改造必要性我公司的北风井主通风系统于 2008年 6月份投用至今已稳定运行 6年。
作为煤矿的主要关键设备,其设备运行的安全可靠性直接决定矿井的安全生产。
为保证设备的安全运行,杜绝因电气设备出现异常、高压开关柜内部触点松动等易造成间隙过大或接触面积不均衡,长时间运行易引起设备及附件发热现象,造成设备出现问题、老化、损坏等情况。
计划安装实施主通风机、高压开关柜及线缆综合温度监测预警系统,确保主通风系统设备安全可靠运行。
二、改造内容综合温度监测预警系统采用光纤光栅传感技术,能够以电子地图形式准确显示设备温度、工作环境温度值及设置预警值(工作温度、温升速率、超工作环境温度),实现声光预警功能,改造内容如下:1、主通风机:4台电机(监测每台电机前、后轴承温度和三项定子温度),监测温度 20个点位。
2、线缆温度监测:2趟架空线缆终端(监测温度 6个点位);变电所高压室至低压室和通风机控制室4趟电缆(监测温度12个点位);通风机电机线缆(监测温度 12个点位),监测温度30个点位。
3、风井变电所高压部分:开关柜11面,监测触头温度66个点位;风井变电所低压部分:开关柜 3面(2面进线柜,1面联络柜),监测触头温度 18个点位,其中每面开关柜监测温度 6个点位(进线、出线各 3个点位)。
4、主通风机控制室:开关柜 7面(每面开关柜监测进线、出线各3个点位),换向柜2面(每面换向柜2向各监测温度4个点位),监测触头温度 58个点位。
三、改造后效果采用在线温度监测系统,实时显示主要关键位置温度,预警及时有效,将隐患控制在可控范围之内。
该系统温度监测具有高绝缘性、抗电磁干扰性,数据传输安全可靠、测量精度高,并具有对温度量进行全数字化处理等特点。
实现实时、动态监测,确保主通风机安全可靠运行。
四、资金计划主通风机、高压开关柜及线缆改造安装综合温度监测预警系统,计划资金60万元(安全资金)。
温度报警系统设计温度报警系统是一种用于监测和报警温度异常的系统。
它广泛应用于工业生产、仓储、实验室等场合,以确保人员和设备的安全。
温度报警系统的设计需要考虑传感器的选择、数据采集与处理、报警方式等方面。
以下是对温度报警系统设计的详细阐述。
一、传感器的选择在温度报警系统中,传感器的选择是非常重要的。
常见的温度传感器有热敏电阻温度传感器(PT100)、热电偶和红外线温度传感器等。
这些传感器具有不同的测量范围、精度和适用环境。
在选择传感器时,需要根据实际需要考虑到测量范围、精度要求和环境条件等因素,以确保传感器的可靠性和准确性。
二、数据采集与处理数据采集与处理是温度报警系统中的核心技术,它直接影响到系统的性能和可靠性。
数据采集可以通过模拟电路或数字电路实现。
在模拟电路中,采用模拟信号调理电路将传感器信号转换成可测量的电压或电流信号。
在数字电路中,采用模数转换器(ADC)将模拟信号转换成数字信号。
数据处理可以通过嵌入式系统或PC机实现。
在嵌入式系统中,采用微处理器或单片机进行数据处理和分析,并通过串口、网络接口或无线通信模块将数据发送给监控中心或其他设备。
在PC机中,采用计算机软件进行数据处理和分析,通过串口、网络接口或USB接口与其他设备进行通信。
三、报警方式声音报警可以通过蜂鸣器或扬声器实现,当温度异常时,系统会发出响亮的声音以引起人们的注意。
光闪报警可以通过LED灯或闪光灯实现,当温度异常时,系统会发出强烈的光信号以引起人们的注意。
手机短信报警可以通过GSM模块或无线通信模块实现,当温度异常时,系统会发送短信给相关人员以及监控中心,及时进行处理。
四、监控与管理温度报警系统的监控与管理是确保系统正常运行的关键环节。
监控与管理可以通过监控中心或计算机软件实现。
监控中心需要实时监测传感器数据、报警信息和设备状态,并进行相应的处理和记录。
计算机软件可以通过远程接入和数据分析等功能,实现对温度报警系统的远程监控、数据记录和报表输出等。
35kV高压配电柜柜内温度异常报警系统的设计的开题报告一、选题题目35kV高压配电柜柜内温度异常报警系统的设计二、课题背景35kV高压配电柜广泛运用于城市和农村电网,是现代轻型电力系统中的重要设备之一。
其内部设有避雷器、隔离开关、断路器、电流互感器等组件,旨在控制电力设备的运行和保护电力设备。
当35kV高压配电柜内部温度过高时,会增加电器设备和系统的损坏和故障率,造成不必要的经济损失和运营风险。
因此,研发一种35kV高压配电柜柜内温度异常报警系统是十分必要的。
三、课题目的本系统旨在实现35kV高压配电柜柜内温度的实时监测和异常报警,及时发现和处理温度异常,提高电力设备和系统的运行效率和稳定性。
四、课题研究内容(1)35kV高压配电柜柜内温度监测方案设计(2)温度传感器的选型和应用(3)温度监测数据的采集和处理(4)温度监测数据的远程传输与显示(5)温度异常报警控制器的设计及其应用五、课题研究方案本系统基于单片机、温度传感器、LCD液晶显示器、无线模块等技术,设计了一个35kV高压配电柜柜内温度异常报警系统。
(1)35kV高压配电柜柜内温度监测方案设计通过在配电柜的关键位置,安装温度传感器,实时监测温度变化;(2)温度传感器的选型和应用选择性能稳定、精度高、抗干扰能力强的温度传感器,并通过单片机采集温度数据;(3)温度监测数据的采集和处理通过单片机将采集的温度数据进行存储和处理,并进行判别分析;(4)温度监测数据的远程传输与显示通过无线模块将温度监测数据传输至控制中心,并通过LCD液晶显示器显示温度数据;(5)温度异常报警控制器的设计及其应用当温度达到预设值时,发出报警信号,同时将报警信息通过无线模块传输至控制中心。
六、项目预期成果成功设计开发35kV高压配电柜柜内温度异常报警系统,实现对35kV高压配电柜柜内温度的实时监测和异常报警,提高电力设备和系统的运行效率和稳定性。
室内温度报警控制系统设计一、概述二、系统组成与工作原理1.温度传感器:负责对室内温度进行实时监测,并将采集到的数据传输给控制器。
2.控制器:接收温度传感器采集的数据,并与预设的温度阈值进行比较。
当温度超出设定范围时,控制器将触发报警器,并发送控制信号给执行机构。
3.报警器:当控制器发出报警信号时,报警器会发出声光警报,以引起人们的注意。
4.执行机构:根据控制器的指令,执行机构负责进行温控操作,可以通过开关制冷设备或加热设备等方式,将室内温度恢复到设定范围内。
系统工作原理如下:1.温度传感器实时监测室内温度,并将温度数据传输给控制器。
2.控制器接收到温度数据后,与预设的温度阈值进行比较。
3.如果温度超出设定范围,控制器触发报警器,并发送控制信号给执行机构。
4.报警器发出声光警报,提醒人们注意室内温度异常。
5.执行机构根据控制器的指令,开启或关闭相应的温控设备,使室内温度恢复到设定范围内。
三、系统设计要点1.温度传感器选择:根据实际需要选择合适的温度传感器,如热敏电阻、热电偶或半导体传感器等。
要考虑传感器的测量范围、测量精度以及信号输出等特性。
2.控制器设计:控制器应具备接收温度传感器数据、比较温度阈值、触发报警器、发送控制信号等功能。
可以采用微控制器或单片机实现控制器的功能。
3.报警器选择:报警器应具备发出声光警报的能力,可以选择蜂鸣器或喇叭作为声音输出装置,并配置相应的指示灯作为光源。
4.执行机构设计:执行机构应根据不同的温度控制需求选择合适的设备,如空调、暖气等。
要考虑设备的功率、响应速度以及控制方式等特性。
5.系统可靠性设计:在设计室内温度报警控制系统时,要考虑系统的可靠性。
例如,在温度传感器故障或通信故障时,系统应能够进行故障检测并发出相应的报警。
四、总结室内温度报警控制系统设计涉及到温度传感器的选择、控制器的设计、报警器的选择、执行机构的设计以及系统可靠性设计等方面。
通过合理的设计和选择,可以实现对室内温度的有效监测和控制,提高室内温度的舒适度,并保证系统的可靠性和安全性。
高压开关柜温度在线监测系统设计作者:刘柳陈建政来源:《无线互联科技》2015年第04期摘要:高压开关柜是重要的变电设备,其内部温度过高可能会引发局部甚至全部地区停电等事故,开关柜在线监测是预防事故发生的重要手段。
文章设计了一套经济实用的开关柜温度在线监测系统,系统包括上位机和下位机两部分,采用RS-485总线通信方式,具有数据显示存储、越限报警等功能。
关键词:高压开关柜;在线监测;温度;状态维修1引言高压开关柜设备是非常重要的输配电设备,主要用于电力系统的控制和保护,保证电网中无故障部分的正常运行及设备、运行维修人员的安全。
大多数高压开关设备采用封闭结构,散热条件差,而且长时间工作于高电压、大电流等恶劣环境中,很容易引起热量的积累而导致其内部温度升高。
开关柜温度过高可能会引起大范围停电严重者还会诱发火灾,这些都将给社会造成巨大的经济损失。
因此设计出一套可靠有效的开关柜温度在线监测系统对电力系统安全、稳定的运行具有十分重要的意义。
目前高压开关柜温度在线监测方法主要有CCD摄像头监测示温蜡片测温法、红外测温法、光纤测温法和无线网络法,这些方法没有考虑开关柜实际运行环境和负荷等信息,都只孤立地对温度进行测量,属于预防性维修和试验的范畴。
本系统分析了传统开关柜监测方法的缺点和不足,并且为达到状态维修的目的,提出两组新的监测量,系统结构简单、性能可靠,能够很大程度上提高高压开关柜运行水平,降低事故发生率。
2系统设计方案高压开关内部结构分为母线室、开关室、电缆室,本设计系统的数据采集模块分别采集和实时监测三室的温度、外界环境温度以及通过开关柜的电流,并在这五组参数的基础上根据温度和电流的关系以及一定时间内温度变化对三室的影响提出了两组新的监测量进行实时监测。
2.1系统结构本设计系统主要包括数据采集模块,通讯模块,上位机监控中心3大部分,如图1所示。
数据采集模块由温度和电流采集模块组成,四路温度传感器选用薄膜铂电阻,分别传输母线室温度、开关室温度、电缆室温度和环境温度;电流传感器选用闭环霍尔电流传感器,传输开关柜的三相交流电。
高压电气设备温度在线监测系统设计及应用张林会梅志春李龙飞发布时间:2023-06-17T10:58:02.536Z 来源:《科技新时代》2023年7期作者:张林会梅志春李龙飞[导读] 高压电气设备发热是影响电力系统安全、平稳运行的一大难题。
开关柜是电力系统中重要的电气设备之一,其温度监测对于电网安全运行非常重要。
目前,常用的变电站高压开关柜的检测方式仍是人工巡检,工作人员利用外红测温仪对柜内温度进行测量。
但高压开关柜大多时候处于封闭状态,柜内各种元件数量众多,彼此间的空间不大。
红外测温为直线照射测量,对元件相互遮挡的部分很难全方位检测。
由于距离的影响,温度测量数据和实际数据可能会有较大偏差,且巡检属于间歇作业,有时无法及时检测到异常元件并做出预警。
云南无线电有限公司云南省昆明市 650000摘要:高压电气设备发热是影响电力系统安全、平稳运行的一大难题。
开关柜是电力系统中重要的电气设备之一,其温度监测对于电网安全运行非常重要。
目前,常用的变电站高压开关柜的检测方式仍是人工巡检,工作人员利用外红测温仪对柜内温度进行测量。
但高压开关柜大多时候处于封闭状态,柜内各种元件数量众多,彼此间的空间不大。
红外测温为直线照射测量,对元件相互遮挡的部分很难全方位检测。
由于距离的影响,温度测量数据和实际数据可能会有较大偏差,且巡检属于间歇作业,有时无法及时检测到异常元件并做出预警。
而且有线温度监测需要在开关柜内布置线路,使柜内结构更复杂,增加了安全隐患,且造价较高,不能满足实际生产需要。
关键词:高压电气设备;开关柜;无线无源技术;温度传感器引言随着电力工业逐渐朝着高电压、大容量、互联网化的方向发展,确保电气设备安全稳定运行具有重要意义,直接关系到电力供应的可靠性。
电力系统运行中,电气设备异常升温极易导致各种故障问题的出现,对此必须进一步加强高压电气设备温度在线监测系统研发与推广应用。
1电气设备在线监测优势特点分析当前是信息技术普及的时代。
基于ZigBee和CAN总线的高压开关柜温度在线监测预警系统设计高压开关柜是电力系统中非常重要的组成部分,它用于控制和保护电气设备,以及对高压电力进行分配。
在高压开关柜运行过程中,由于电流的流动和设备的运行,会产生大量的热量,因此开关柜的温度是一个非常重要的参数。
为了确保高压开关柜的安全稳定运行,需要对其温度进行在线监测和预警。
本文将基于ZigBee和CAN总线的技术,设计并制作一份高压开关柜温度在线监测预警系统。
一、系统结构本系统分为传感器端和监测终端两部分。
传感器端安装在高压开关柜内部,用于实时采集温度数据,并通过ZigBee无线通信技术将数据传输到监测终端。
监测终端与传感器端通过CAN总线进行连接,用于接收并处理来自传感器端的数据,并进行温度监测预警。
传感器端包括温度传感器、ZigBee模块和电源模块。
温度传感器主要用于采集开关柜内部的温度数据,ZigBee模块用于将采集到的数据通过无线方式传输到监测终端,电源模块用于为传感器端提供电力。
监测终端包括CAN控制器、微处理器和显示屏。
CAN控制器用于接收传感器端传输过来的数据,通过CAN总线将数据传输到微处理器,微处理器对数据进行处理,并通过显示屏显示温度数据和进行预警信息。
二、传感器端设计1. 温度传感器选型在高压开关柜内部,温度传感器需要满足稳定性高、精度高、抗干扰能力强的要求。
本系统选用了一款高精度的PT100型温度传感器,它能够准确地测量开关柜内部的温度,并保证温度数据的准确性。
2. ZigBee模块选型ZigBee是一种低功耗、短距离、低数据速率的无线通信协议,非常适合用于传感器端和监测终端之间的数据传输。
本系统选用了一款性能稳定、传输距离远、耗电低的ZigBee 模块,确保了传感器端和监测终端之间的数据传输稳定可靠。
3. 电源模块设计传感器端需要一个稳定而又可靠的电源模块来保证自身的正常运行。
本系统选用了一款稳压稳流的电源模块,能够满足传感器端的电力需求,并且具有过载保护和短路保护功能,确保了传感器端的安全运行。
配电箱温度监测与报警系统摘要:配电箱的运行特点决定了其在气温较高的夏季极易出现由高温问题引发的设备故障问题,尤其会加剧设备老化,且部分情况下可能引发火灾,为配电箱的安全运行带来极大影响。
基于此类问题,本文以单片机为核心技术,并利用温度传感器以及烟雾传感器搭建针对配电箱的温度监测系统和报警系统,确保在发生高温运行现象时能够及时发出警报,最终为配电箱的日常安全运维提供可靠的参考。
关键词:配电箱;温度监测;报警配电箱使用过程中,其内部温度会对配电箱的使用安全造成直接影响,一般而言,配电箱内部温度普遍高于环境温度,尤其是当环境温度偏高的情况下,很可能受到阳光直射影响以及地面的热反射,导致箱内温度持续升高。
在配电箱的运行管理标准中指出,箱内温度不得超出40℃,而实际上,进入夏季之后,受到环境温度影响,箱内温度普遍超出60℃,此种情况下,极易造成电路中的绝缘老化问题,也可能会引发多种电路安全隐患。
因此,急需采取有效的技术措施对配电箱的箱内温度进行有效监测。
现阶段,物联网技术的发展为配电箱的温度监测工作提供了可靠的技术支持,借助物联网技术不仅能够达成温度监测目标,还能达成报警目标,增强温度监测的可靠性。
1 配电箱的组成与作用配电箱主要由外壳和各类电气元件共同组成,其中的断路器属于重要的组成部分,直接关系到配电箱的安全运行。
断路器中的漏电保护开关主要发挥漏电保护功能,指的是当用电设备发生漏电问题时,漏电保护器做出跳闸动作,以免人体接触出现触电事故。
除此之外,其还具备过负荷保护和短路保护等功能。
而双电源自动转换开关的主要作用为提升供电可靠性,指的是当其中的一路电源出现故障,不能持续供电时,自动切换成第二路达成持续供电目标。
可以说,配电箱是保证持续稳定供电的关键设施,对于保障井下持续安全作业具有积极作用。
2系统硬件选择2.1 物联网平台的选择为了满足配电箱环境温度的远程监测要求,可以优先选用 One NET 这种适用范围较强,同时支持多种通讯协议的物联网平台。
电网电压异常报警器设计一、引言电网电压是供电系统中的重要参数之一,对于电力运行和设备正常工作起着重要的作用。
然而,在实际运行中,电网电压可能会出现异常,如超过额定值或低于额定值。
为了及时发现和处理这些异常情况,设计一个电网电压异常报警器是非常必要的。
二、报警器设计原理1.电压信号采集:使用传感器采集电网电压信号,并将其转换为电压值,供后续处理。
2.电压值比较:将采集到的电压值与额定值进行比较,计算差异值。
3.阈值判断:设定一个阈值,当差异值超过该阈值时,认为电压异常,并触发报警。
4.报警装置:当电压异常时,触发报警装置,发出声音或光线信号,以提醒工作人员注意。
三、电网电压异常报警器设计细节1.电压信号采集:可选用压电传感器或电位器传感器进行电压信号采集。
采集的信号应包括电压值和时间戳,以便后续分析和判断。
2.电压值比较:将采集到的电压值与额定值进行比较,计算差异值。
可以使用差分放大器等电路对信号进行放大和调整,从而得到更准确的比较结果。
3.阈值判断:根据电网操作规程和设备特性,确定合理的阈值。
可以设置上下限,当电压值超过上限或低于下限时,认为电压异常,并触发报警。
4.报警装置:可以使用蜂鸣器、LED灯等装置进行报警。
当电压异常时,触发报警装置,发出声音或光线信号,以提醒工作人员注意。
5.报警记录和远程监测:可以设计一个记录装置,用于记录报警事件的时间和电压数值。
同时,可以将报警信息发送至中央监控系统,实现远程监测和管理。
四、电压异常报警器的应用和效益1.应用领域:电压异常报警器可广泛应用于电力系统和电气设备的运行监测中,如供电系统、变电站、发电厂等。
2.效益分析:通过电压异常报警器的实时监测和报警,可以及时发现电网电压异常情况,提前采取措施,避免设备损坏、电力中断等事故的发生,保障电力供应的可靠性和安全性。
五、总结电网电压异常报警器的设计,能够有效监测和报警电网电压异常情况,提醒工作人员及时处理。
35kV高压配电柜柜内温度异常报警系统的设计李强,周玉国(青岛理工大学自动化工程学院, 山东青岛266033)摘要:为提高35kV高压配电柜供电的可靠性和稳定性,减少故障的发生。
提出了一种基于ARM嵌入式系统的红外热像技术,对高压配电柜柜内异常温度进行监测报警的设计方案。
此设计选用32位RISC微处理器S3C2440作为主要的控制器件,采用可移植、可裁剪的嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统作为软件操作平台,通过以太网实现图像信息的远程传输。
此设计实现对高压配电柜柜内异常温度报警的设计,及时发现配电柜的故障,避免事故的发生。
该方案具有功耗低、可靠性高等优点,有较好的工程意义和广阔的发展前景。
关键词:嵌入式微处理器;红外热像技术;高压配电柜;报警系统;μC/OS-Ⅱ中图分类号:TP273 文献标识码:B 文章编号:1001-1390(2014)00-0000-00 Design of Abnormal Temperature Alarm System for 35kV High Voltage Power Distribution CabinetLI Qiang, ZHOU Yu-guo(School of Automation Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao266033, Shandong, China)Abstract:In order to improve power supply reliability and stability of the 35kV high voltage power distribution cabinet and reduce the fault occurrence, an infrared thermal imaging method based on ARM embedded system is proposed to realized monitoring and alarm aiming at the abnormal temperature for the high voltage power distribution cabinet. An 32 bits RISC microprocessor S3C2440 is adopted as the main control device, and the porable and scalable μC/OS-Ⅱ operating system is used as the software operating platform to realize teletransmission for image information by Ethernet. The proposed design can implement the alarm of abnormal temperature for the high voltage power distribution cabinet, and find the faults in time so as to avoid accidents. The scheme has the advantages of low power consumption and high reliability, and has certain engineering significance and broad prospects for development.Key words: embedded micro-processor, infrared thermal image, high voltage power distribution cabinet, alarm system, μC/OS-Ⅱ0引言高压配电柜是在电力系统发电、输电、配电和电能转换中起通断、控制或保护等作用的电力系统枢纽,对电力系统的正常运行起着重要的作用。
高压配电柜内的高压设备在载流过大时,经常出现温升过高。
母线触头与导线的接触处极易氧化,导致接触不良,接触电阻增大,同样会引起温度过高的现象。
长时间的温度过高,不仅会导致器件的老化或损坏,甚至造成导线间击穿等事故的发生[1]。
高压配电柜出现故障,通常会导致大面积停电等严重事故。
电力系统中大部分故障都与热有关,据此本文提出了一种基于ARM9嵌入式的高压配电柜柜内温度异常报警系统的设计方案。
利用红外热像技术,实现对高压配电柜柜内热分布图像的采集。
采集的温度图像通过以太网发送到上位机中,在上位机中与预存的标准图像进行比对。
发现采样区域温度异常,则产生声光报警。
工作人员根据报警情况,前去解决故障,避免事故的发生。
1 总体设计1.1 测温方式的选择高压配电柜柜内设备工作于高温高压的环境,对它们温度的测量存在一定的难度。
目前专门用于高压配电柜柜内温度测量的方法并不多,一种是在母线、母线触头和其他设备上涂一层可随温度变化而改变颜色的发光材料,通过观察颜色来确定设备温度的大体范围。
这种方法准确性较差,可读性较低,出现温度异常时,不能够及时发现。
另外一种方法就是利用红外热成像技术,把物体辐射红外线的强弱转化为物体温度分布图。
这种测温方法具有非接触、无损、测温范围广,并能直观呈现被测物体的温度分布情况[2]。
根据高压配电柜的工作环境以及对温度监测准确性、及时性的要求,最终选用红外热成像测温方法,作为本设计的温度监测方法。
1.2 系统结构及功能的设计在本设计中,上位机监控报警中心实现对8台35kV 高压配电柜柜内异常温度的监测。
本设计主要由温度图像采集模块、图像采集控制模块和上位机监控报警模块构成。
系统总体设计结构如图1所示。
1号高压配电柜2号高压配电柜8号高压配电柜图1高压配电柜温度监测系统图Fig.1 High voltage distribution cabinettemperature detection system系统为每个高压配电柜温度采集系统分配一个IP地址,通过以太网实现与上位机的图像数据传输。
带有红外探测器的ARM嵌入式平台安装于高压配电柜柜门的内侧,能够方便有效的对柜内温度图像的采集。
首先,红外探测器对高压配电柜柜内温度图像进行采集。
其次,把采集到的图像以点阵形式存储到S3C2440的SDRAM中。
再次,把采集到的图像通过以太网,实现图像采集系统与上位机之间的图像信息的传送。
最后,上位机分时接收来自8台高压配电柜的红外热分布图,依次将采集到的红外热分布图与预存正常情况下的红外热分布图在采样区域内进行区域比对。
考虑到不同时间段环境温度的差异,分时段采集多组图像,分别作为不同时段的比对样本图像。
当发现采样区域温度异常,在监控中心将发出声光报警信号,实现对8台高压配电柜的温度监测。
2 硬件设计对其中一台高压配电柜异常温度报警系统的设计,作为总体设计的子系统。
该系统主要有红外探测器、S3C2440 微处理器、图像存储模块、传输模块及上位机监控报警中心等模块构成。
温度监测子系统硬件连接结构如图2所示。
图2温度监测子系统硬件结构图Fig.2 Temperature detection systemhardware structure2.1 主控器的选择本设计选用由三星公司生产的S3C2440微处理器,作为控制的核心器件。
S3C2440微处理器采用了32位ARM920T 的RISC处理器。
处理器S3C2440的工作主频为400MHz,能够充分满足本设计的需求。
2.2 图像采集模块的设计图像采集模块选用FLRI 公司的TC160机芯,该器件能够实现热辐射到电信号的转换,能够将温度信号自动转换为图像信号[3]。
在控制平台上实现图像的采集、存储、传输,以便上位机进行图像的比对,进而实现温度信号报警判断。
该器件提供串行低压差分信号图像输出接口,可以方便的通过串口与微处理器S3C2440相连接。
2.3 以太网接口的设计以太网接口是以太网通信的基础,实现报文的发送和接受功能,位于TCP/IP 协议栈的数据链路层。
在本系统中选用嵌入式微处理器加DM9000结构,作为以太网接口的设计。
DM9000芯片是一款高度集成、功能强大的以太网控制芯片,能够实现以太网媒体介质访问层(MAC)和物理层(PHY)的功能,包括MAC数据帧的组装/拆分与收发、地址识别、超时重传、链路完整性测试等。
DM9000和S3C2440的连接如图3所示。
图3ARM9与DM9000的连接图Fig.3The connection of ARM9 and DM9000 网络接口变压器的主要作用就是将嵌入式系统与外部线路相隔离,防止外部电路干扰或烧坏元器件,实现带电的插拔功能。
高压配电柜工作于强电磁干扰环境中,传输的数据不加保护或者屏蔽,极易出现传输信号失真或者数据包丢失现象。
数据传输过程中,采用可屏蔽网线进行数据传输[4],可以避免此种状况的发生,提高系统的准确性和稳定性。
3 软件设计本设计选用占先式实时多任务的μC/OS-Ⅱ作为下位机的操作系统,在此平台上创建用户任务,包括红外图像的采集、红外图像的存储、封装打包任务、以太网图像传输任务等。
在上位机中主要是图像比对任务和声光报警任务,实现与标准图像在采样区域的区域比对,判断采样区域温度是否异常。
温度异常时,启动声光报警程序发出声光报警。
系统软件框架如图4所示。
图4系统软件框架图Fig 4 System software framework 3.1 用户任务创建流程本设计以μC/OS-Ⅱ操作系统作为软件操作平台,在此基础上创建用户的各种任务[5]。
应用ADS1.2 作为系统软件开发工具,实现对图像采集、图像传输等用户任务进行编辑、编译。
利用DNW 和超级终端,可以实现用户任务在下位机上的调试和移植。
首先,微处理器S3C2440上电,进入BIOS功能菜单。
在DNW标题栏的USB 处显示OK,表明S3C2440 已经与开发主机相连接,设置USB 的下载运行地址为0x30000000。
其次,利用ADS1.2打开μC/OS-Ⅱ工程文件,在主函数中分别创建红外图像采集、红外图像存储、红外图像传输等用户任务。
在μC/OS-Ⅱ操作系统上,移植TCP/IP 协议栈LwIP,实现嵌入式系统与网络的连接[6]。
再次,编辑完成后,对此工程进行编译,生成新的bin 文件。
最后,把生成的bin文件通过超级终端和DNW导入微处理器中,观察系统的运行,调整不足之处。
任务的创建及移植程序流程如图5所示。
图5任务创建的流程图Fig.5 Flow chart of the task of creation 3.2 用户任务的设计在下位机中,主要实现图像的采集、图像的传输等任务。