[發明專利]一種基于無線傳感網絡的溫度檢測方法

有效

• 申請號: 201410095962.X
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103926004B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 張慶偉;代瑩;趙月靈;胡敬倉;呂浩;楊勝;王力;張春雷;王高明
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 張弛

技術領域

本發明涉及一種基于無線傳感網絡的溫度檢測方法。

背景技術

電力系統中的高壓設備常因為大電流或者關鍵部位接觸電阻的增加，致使溫升過高而引發事故。因此需要對這些發熱敏感部位加以實時監控。傳統的監控系統一般需要布線和接觸式的檢測，而高壓設備不適合這種方法的應用.

發明內容

發明目的：本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種基于無線傳感網絡的溫度檢測系統及同步和通信方法，通過大量低功耗多功能的無線傳感網節點協同工作，完成網絡覆蓋區域內溫度數據的實時監控、感知、采集和處理，通過無線電波匯聚到匯聚節點，再經過以太網傳送到用戶終端，利用無線傳感網技術有效的解決變電站排線、觸頭、母線等不易監測的難題。

技術方案：為了實現發明目的，本發明公開了一種基于無線傳感網絡的溫度檢測方法，其中包括一個溫度檢測系統，所述溫度檢測系統包括可視化界面端以及若干無線傳感網模塊；每個無線傳感網模塊包括一個sink節點和若干個端節點，每個sink節點包括MCU、射頻芯片、以太網芯片以及第一電源模塊，每個端節點包括單片機、射頻芯片、非接觸式紅外測溫芯片以及第二電源模塊；可視化界面端與sink節點通過以太網連接并且采用TCP/IP協議通信，sink節點與端節點之間通過射頻芯片進行通信；視化界面端用于對端節點非接觸式紅外測溫芯片的溫度查詢以及端節點的配置；

上述無線傳感網絡的溫度檢測系統中sink節點和端節點的同步方法，包括以下步驟：

（a1）無線傳感網模塊上電后，開啟射頻芯片并置于等待狀態，sink節點向其所在模塊中的每個端節點發送空閑信號幀，當sink節點發送空閑信號幀至最后一個端節點，端節點在接收到空閑信號幀后向sink節點發送申請配置幀；

（a2）sink節點向一個端節點發送端節點配置幀，配置幀包括網絡號、節點號、發送周期、溫度閥值以及sink節點的本地時間；

（a3）端節點根據步驟（a2）中的端節點配置幀修改相關配置，同時開啟本地時間定時器，并且向sink節點發送其本地時間；

（a4）sink節點根據步驟（a3）發來的端節點本地時間計算出時間差，并將其發送給上述端節點；

（a5）端節點根據sink節點發來的時間差校準端節點本地時間，并且根據校準的本地時間計算出發送時間，端節點進入正常工作狀態。

作為優選，為了使所述系統能夠更好地應用于不同的需求且不需要重新編寫大量程序，只需要操作系統提供的接口修改少量與傳感器有關的組件及通過與硬件無關的接口作少量的應用程序修改即可,所述無線傳感網模塊運行于片上操作系統上，片上操作系統包括硬件接口層、硬件適配層以及硬件表示層；硬件表示層通過存儲器和端口映射輸入輸出來接入硬件，硬件適配層通過硬件表示層的映射關系來構建合適的抽象，硬件接口層通過硬件適配層的抽象將其轉化為與硬件無關的接口。

作為優選，為了使測得的溫度能夠得到更準確的驗證及校正，所述端節點還包括接觸式測溫芯片。

作為優選，為了能夠讓所述系統實現低功耗從而適應無法更換電池及持續充電的要求，sink節點的MCU使用STM32F103芯片，端節點的單片機使用MSP430F2618芯片以及sink節點和端節點的射頻芯片使用CC2520芯片。

為了更進一步實現發明目的，本發明中中sink節點和端節點的通信方法包括下行通信以及上行通信；

下行通信包括：

sink節點接收到可視化界面端發送的數據包，根據接收到的數據包判斷是否為查詢命令，若是查詢命令，則通過sink節點的射頻芯片轉發該數據包至相應的端節點，否則為更改命令，即配置相應無線傳感網模塊，包括sink節點號、網絡號、發送周期及預警值，并且在配置節點的同時還需要判斷時間是否同步，若不同步則需要更新該無線傳感網模塊sink節點及端節點的時間；

上行通信包括以下步驟：

（b1）端節點上電后進行初始化工作，待操作系統啟動完畢，端節點每隔一秒向sink節點發送申請端節點號數據幀直到sink節點成功向該端節點發送配置幀，根據配置幀信息，開啟三個定時器，分別為：發送溫度定時器、采樣定時器及喚醒定時器，若發送溫度定時器到達則進入步驟（b2），若采樣定時器到達則進入步驟（b3），若喚醒定時器到達，則進入步驟（b4）；