無線測溫系統在高山臺監控中的設計與應用

鄭云玲

（作者單位：江西七0六電視調頻臺）

無線測溫系統在高山臺監控中的設計與應用

鄭云玲

（作者單位：江西七0六電視調頻臺）

隨著高山臺監控技術的提高，對溫度進行實時跟蹤有助于提前預防播出故障。基于此，探討無線測溫系統在高山臺監控中的設計與應用，旨在利用現有的技術和設備低成本對現有的監控系統進行改造，實現對溫度的實時監控。

無線測溫系統；高山臺；監控系統

1　無線測溫系統的設計

1.1無線或有線

無線通信是現代通信技術發展的新趨勢，在數據采集和實時監測方面越來越有著重要的地位。有線技術可以實現數據的采集和實時監測，但是天饋線系統接頭在發射塔的高位，有線既增加了塔的整體重量，風吹雨淋也增加了漏電的安全隱患，高山臺天線和機房所在的范圍非常廣，采集的節點多，作用范圍也廣，布線繁瑣成本高。隨著無線技術的提高，高山臺測溫采用無線方式成為解決這一問題的最佳選擇。

1.2采用無線方式的難點

高山臺通常都有大功率的調頻信號，所使用的設備要有一定的抗干擾能力和抗高磁場的能力。

1.3無線測溫系統的架構

無線測溫系統包含了數據采集、傳輸、存儲和處理，是把計算機技術、通信技術、傳感器技術和網絡技術等技術進行融合，涉及了微傳感器和微機械、通信、自動控制以及人工智能等多學科的應用，系統主要包括數據采集和處理模塊、數據監控和處理模塊

1.4數據采集和處理模塊

數據采集模塊是整個無線測溫系統的基礎，包括溫度傳感器和采集器組成，系統的運行必須依賴于數據采集模塊所采集的數據，所以數據采集模塊必須選用安全可靠的數據傳感器。

1.4.1溫度傳感器

電子文檔是記錄圖書館生產的良好憑證，通過對電子文檔的分析和整理，容易發現圖書館業務和讀者使用的規律，從而改進服務方式和手段，為圖書館管理人員提供決策支撐材料。電子文檔存貯在計算機中，通過檢索軟件進行檢索，經過網絡進行傳播，方便用戶對文檔資源的搜索，節省查閱資料的時間。

本系統采用DS18B20溫度傳感器，這種傳感器物理化學性非常穩定，溫度測量范圍為-55～+125 ℃，測溫分辨率可達0.062 5 ℃，工作電源為3～5.5 V可采用寄生電源等多種方式。無線傳感器中的無線溫度采集模塊采用單總線的數據傳輸，電路結構簡單，硬件由64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發的溫度報警觸發器TH和TL、配置寄存器這4部分組成。功能上：傳感器模塊進行采集信息和進行數據轉換；處理器模塊既要對傳感器進行處理還要對其他節點傳來的數據進行處理，同時要兼對自身采集和接收的數據進行處理；無線通信模塊對用于無線數據的的傳送無線的方式完成信息的交換和數據的接收；能量供應模塊，在天饋線系統中的溫度傳感器處于鐵塔上日照充分，為了避免頻繁更換電源，采用小太陽能電池板供電，而在功分器的饋管接頭和配電柜以及發射機中的采用內置鋰電池為電源，電源有效期為8年，具有電量告警功能。

安裝方式上，天饋線系統中，天線上的饋線接頭很粗大采用“面”方式，在饋線頭上按4個方位進行并聯布置成一個水平面。在配電柜和發射機中由于是檢測單個連接接頭采用“點”方式分布。為了減少調頻信號的干擾，定制了小金屬盒，將溫度傳感器放入小金屬盒內，外面用手表形狀的樹脂帶進行扣壓引出I/ O線與外接電源和閱讀器連接。

1.4.2無線傳輸采集器

對于溫度傳感器的信號采集采用Nrf24L01單片射頻發射器。主要由內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調制器等功能模塊，工作頻率在2.4～2.5 GHZ ISM頻段，工作電流在9～12 mA之間，有多重低功率模式耗電低，供電電源通過電容隔開有利于得到穩定的電源。系統工作時上位機定時發送讀取溫度命令，通過串口將命令傳到單片機，經過處理后通過無線模塊發送命令，在下位機端的無線模塊發生中斷，在中斷中處理處理收到的數據，下位機通過控制得到的溫度數據通過無線模塊發送到上位機；同時，還能通過鍵盤設計提供人機交互，顯示采用液晶屏顯。

1.5數據監控處理模塊

數據的監控和處理模塊主要是通過監測軟件直觀的進行監測和處理，該軟件主要有以下一些功能

1.5.1采樣監控處理模塊

采樣監控所取得的溫度數據通過串口傳輸給PC，PC采用QT軟件進行處理，串口數據讀出后用QT軟件數據庫QSQLite進行存儲。在生成新的數據庫的同時產生一個表，能在窗口部件中進行顯示。窗口中可以直觀地看到天饋線，配電柜和發射機3個部分的溫度信息，每個部分里可查看到子信息顯示溫度上限和下限，太陽能電池板和鋰電池板的電壓以及ID；同時，能以曲線顯示選定的溫度傳感器的溫度變化也能顯示同一時間段各傳感器實時溫度；可以查詢到歷史和通信故障數據以及越限故障數據，如果有越限現象能及時顯示紅色并以提示音形式加以提示。

1.5.2設置

監控軟件不僅能對用戶名和密碼進行管理，還能對軟件的一些參數進行設置，如對報警參數、通訊參數、語音報警參數還曲線顏色等進行設置，還能添加和管理子信息，并能對曲線圖形進行打印。

2　結語

利用現有的技術和設備低成本對現有的監控系統進行改造，實現對溫度的實時監控，避免發生更重大的安全事故。