【導讀】可靠性穩(wěn)定性的要求越來越高。當電力設備有缺陷或是發(fā)生故障時，有缺陷的部位或者。力設備的使用壽命產生巨大的影響。最后會造成各類事故或電力設備的損壞。根據目前所存在的問題，我們進行了分析和研究，做出了一下設計。為實現(xiàn)此功能，在硬件上，我們使用DS18B20溫度傳感器進行電力。設備的溫度采集，使用蜂鳴器進行高溫報警，使用CC2530進行溫度數(shù)據的接受與傳送。了解到實時監(jiān)測情況。我們的核心技術是ZIGBEE無線數(shù)據傳輸，和DS18B20的溫度采集。通過我們設計的測溫，無線，報警等模塊，達到了我們預期的成果。護礦用電力設備，保障工作人員的生命安全。在未來可以更多的用于煤礦電力設備的測

　　

【正文】 五章 礦用電力設備溫度監(jiān)測系統(tǒng)調試 硬件調試 軟件的正常運行是建立在硬件的基礎之上的，它是理論電路圖能否實現(xiàn)功能的關鍵，也是后期能否順利調試的關鍵，也是后期能否順利調試的關鍵，所以，硬件的調試是設計中的一個不可忽視的環(huán)節(jié)。在對系統(tǒng)選用元器件的檢測中，利用一些實驗板搭建一些簡單的試驗電路 ，看所用的元器件是否可以正常工作，它的一些參數(shù)（如額定電壓，額定電流，電阻等）是否合適，對于簡單常用的元器件，則可直接利用萬用表進行檢測，這樣就從源頭上保證電路正常的實現(xiàn)功能。由于本次軟、硬件設計均采用的是分模塊設計，這樣不僅思路清晰、條理分明，更重要的是檢查、調試方便，所以在硬件調試時也比較順利。硬件的調試工作我主要是配合我的搭檔王海洋同學共同完成。 在焊接電源時，起初我們的電源并不能提供 5V的電源，有些接口是沒有電壓的，經過重新焊接后，一排排針有兩個排針有電壓了，然后我們將那兩 根排針引出一排排針，解決了 5V電壓無法供電的問題。最開始，我們使用的 CC2530通信模塊的底板是自己焊的，可是由于電路圖過于繁瑣，我們焊出的第一塊板子并不能使用，但是我們沒有放棄，又焊了一塊底座，兩塊底座存在同樣的問題，只要 CC2530模塊插進去，顯示燈就不亮了，問題不知道出在哪里，為此我們去老校區(qū)找吳震學長請教了多次，并沒有得到解決，萬般無奈之下，我們只有使用完整的 CC2530無線通信模塊。蜂鳴器模塊最開始焊接后蜂鳴器不能響，開始我們以為是電路存在的缺陷，但是直接接地后蜂鳴器可以正常工作，經過學長對我們的 指導，我們發(fā)現(xiàn)是軟件編程的問題導致的蜂鳴器無法正常工作，在學長和我搭檔王海洋的共同努力下，最后報警電路得以實現(xiàn)功能。在最后實現(xiàn)上位機的時候，測溫模塊采集的溫度一度一直是 85攝氏度，或者是小于 7攝氏度，因為 DS18B20測溫模塊的電路比較簡單，沒過多久我們就排除了軟件上的問題，再重新插入 DS18B20到底座上后，溫度顯示一切正常。硬件上的問題大多出在焊接和接線的問題，只要靜下心認真檢查大多數(shù)都解決了。 軟件調試 軟件對于本次設計十分重要，只要軟件調試成功才可以實現(xiàn)硬件的功能。本次設計我們使用的軟件調試 工具是 IAR，先是使用串口助手確定 CC2530是否可以發(fā)收數(shù)據，在將硬件連好，看是否能夠發(fā)送正確的數(shù)據，在一切數(shù)據發(fā)收正常后，我們再開始設計上位機界面。 軟件調試遇到的問題 28 我們在調試軟件時，主要遇到的問題出現(xiàn)在下載與上位機調試上。開始我們下載程序后， CC2530輸出的數(shù)據總是溫度小于七攝氏度，并且找學長驗證了程序的正確性，后來發(fā)現(xiàn)時我們的 CC2530的一個天線壞了，換了一根新的就可以發(fā)出正確數(shù)據了。在上位機的制作和調試中，因為我們是多點傳輸數(shù)據，起初我們收集到的溫度在上位機顯示在同一個表里 ，后來我們找學長，學長給我們講了一些方法，按照學長的方法我們把兩個溫度的位數(shù)錯開，就可以分別截取到正確的溫度。 本章小結 本章主要介紹了在完成礦用電力設備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)時，硬件的完成過程，以及在制作硬件時遇到的一系列軟硬件共有的問題，和解決的方法。 29 第六章 結論和展望 結論 經過設計，制作，調試，我們完成了礦用電力設備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。因為我們實現(xiàn)了主要功能，也就是無線溫度采集傳輸，所以我認為我們的方案是可行的 ，我們設計的礦用電力設備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有溫度監(jiān)測，無線傳輸?shù)裙δ?，能做到實時監(jiān)控。我們的核心技術是建立在 ZIGEBEE無線傳輸上的， ZIGBEE技術的優(yōu)點是數(shù)據采集更穩(wěn)定，但是它也有自己的缺點：在進行無線傳輸時，可能會發(fā)生數(shù)據丟包問題，但是相對來說它的穩(wěn)定性彌補了這一缺點。在整個設計制作過程中，核心工作量主要體現(xiàn)在硬件的焊接，軟件的調試，以及上位機制作和后期問題的處理。我們所獲得的核心成果是，實現(xiàn)了遠距離溫度采集，然后通過 CC2530無線模塊發(fā)收，最后在上位機顯示測量結果，如果超過溫度上限，系統(tǒng)可以自 行報警。在擁有成果之后，我覺得我們的設計具有長遠的價值，不僅僅可以使用在煤礦電力設備的測溫，在別的電力設備上也可以發(fā)揮作用，對于電力設備的安全運作，與工作人員的生命安全有很重要的作用和意義。 本文主要 得出以下結論： （ 1）根據電力設備的實時溫度的變化狀況，依據溫度與電力設備工作情況的關系，來分析判斷電力設備所處的工作情況，判斷是否正常工作，有無危險。 （ 2）通過溫度與電力設備最大載荷的關系，來分析電力設備是否安全工作，有無安全隱患。 （ 3）對測溫模塊 DS18B20與無線模塊 CC2530的傳輸節(jié)點進行分析，保 障其傳輸數(shù)據的可靠性與準確性。 （ 4）分析研究基于 ZIGBEE技術的無線傳感器網絡，通過基于 ZIGBEE技術的無線傳感器網絡對采集到的電力設備溫度進行無線透明傳輸，解決每個采集終端的定位問題。 （ 5）通過軟件，設計上位機，來實現(xiàn)溫度監(jiān)測系統(tǒng)的可觀測性，使工作人員能在上位機中觀察到，實時溫度，溫度變化曲線，歷史溫度記錄，報警提示等。 展望 通過對基于 ZIGBEE的礦用電力設備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計、實現(xiàn)的過程中，還有很多不完善的地方。有待改進的地方主要有如下幾個方面： （ 1）測溫模塊不夠穩(wěn)定，我們的溫 度反應在上位機上，有時候會因為未知的原因導致溫度顯示錯誤，如果沒有插好溫度傳感器會出現(xiàn)溫度小于七攝氏度，還有一種不知道的錯誤就是溫度會一直顯示八十五攝氏度，我們自己發(fā)現(xiàn)，如果 ZIGBEE模塊上的指示燈少亮了一個就會出現(xiàn)八十五攝氏度的情況，具體原因還需要我們下來進行研究，由于我們已經將電路從新焊接過，已經排除了硬件上的問題。為了使測溫更加精確，必須排除此故障隱患。 30 （ 2）上位機顯示界面有待改善，我們設計的上位機界面比較簡單，我覺得可以進行美工讓其更美觀，最好是可以在一個界面不需要拖動就可以清晰的顯示出溫度的實 施情況和變化曲線，我們的歷史數(shù)據是存在 EXCEL表格中，在界面中顯示的歷史數(shù)據并不能一直存在，會因為新的數(shù)據而刷新，所以我覺得應該設計一個可以永久保存歷史數(shù)據的界面，讓監(jiān)測人員更加清晰明了的明白設備的使用情況，以排除安全隱患。 （ 3）對事故報警節(jié)點的后臺定位界面還不夠完善，定位精度不夠準確，有待對定位算法進行優(yōu)化改進。只有精確的數(shù)據才能反映出設備的真實使用情況。 本章小結 本章主要對本次電力設備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)設計作了一個整體總結概括，并給出了在課題研究設計過程中所獲得的一些寶貴經驗，同時分 析得出了系統(tǒng)存在的一些優(yōu)點與不足，最后展望了系統(tǒng)的后續(xù)優(yōu)化完善工作。 31 參考文獻 [1] 岳宇君 ,曾維魯 .基于無線傳感器網絡的溫度監(jiān)測系統(tǒng) [J].三峽大學學報 (自然科學版 ),20xx,4. [2] 宋曉輝、王亞峰 .《新型傳感器技術及應用》 .中國計量出版社 ， 20xx,3. [3] 胡漢才 .單片機原理及其接口技術（第二版） [M].清華大學出版社， 20xx. [4] 張淑清 .單片微型計算機接口技術及其應用 [M].北京 : 國防工業(yè)出版社， 20xx. [5] 何利民 .MCS51系列單 片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技術 [M] .北京：北京航空航天大學出版社， 20xx. [6] 朱定華 .單片機原理及接口 [M].北京 :電子工業(yè)出版社， 20xx. [7] 朱節(jié)中， ZigBee在電力系統(tǒng)溫度測量中的應用 [J].微型計算機應用 ,20xx,4. [8] 趙廣林 .Protel 99SE電路設計與制作 [M].電子工業(yè)出版社， 20xx. [9] 蘭西柱，李海鵬 等 .基于 ZigBee的高壓開關柜無線測溫系統(tǒng)的設計 [J].安徽理工大學學報 ,20xx,03. [10] 沈紅衛(wèi) .單片機應用系統(tǒng)設計實例與分析 [M].北京 :北京航空航天大學出版社，20xx. [11] Chipcon AS SmartRF CC2430 Preliminary Datasheet(),20xx,06 [12] 于海濱 ,曾鵬 .分布式無線傳感器網絡協(xié)議研究 .通信學報 ,20xx,2 [13] 李傳倫 ,黃擎 .電力電纜表面溫度的監(jiān)測 .東北電力學院學報 .1995,1 [14] 王文成 . 基于 GPRS 的城市電纜接頭溫度實時監(jiān)測系統(tǒng) .20xx,6 [15] 黃維湘 ,劉遵漢 ,張清純 .電纜頭在線測溫系統(tǒng)的應用 .冶金動力 ,20xx,3 [16] 陳得民 . CC2430 與 DS18B20 的糧庫溫度傳感器網絡設計 .單片機與嵌入式系統(tǒng)應用 .20xx,6 [17] 易麗華，黃俊 . 基于 AT89C51 單片機與 DS18B20 的溫度測量系統(tǒng) . 電子與封裝 .20xx,5 [18]龔尚福 .C/C++語言程序設計 .徐州：中國礦業(yè)大學出版社， [19]陳文宇，白忠建，戴波 .面向對象程序設計語言 C++（第二版） .北京：機械工業(yè)出版社， [20]孫傳友，孫曉斌 .測控系統(tǒng)原理與設計 .北京：北京航空航天大學出版社， [21]周小靈，柳淳 .電子電路故障查找技能與技巧 .北京：中國電力出版社， 20xx 32 致 謝 感謝我們的老師郭秀才教授的細心指導和大力支持，老師憑借自己嚴謹治學的態(tài)度和堅實的專業(yè)知識，對我們畢設的進程產生了很大的影響，郭老師給我們提供了寶貴的意見和建議，我們問題很多，但是老師總是耐心地一一解答，老師平日平易近人，使我學習了很多書本上沒有的知識。并且還要感謝我們的學長吳震和王仁君，他們兩個為我們解決了一些硬件和軟件的問題，每當我們有問題去西安找學長時，他們總是不厭其煩為我們解決問題。不僅幫我們找到了問 題的所在，還幫助我們把問題簡化，讓我們自行去解決，從中我們不但學到了知識，也學到了一些做人做事的態(tài)度。衷心感謝電控學院的全體授課教師，在這幾年里，他們在專業(yè)知識和理論方面對我的給予了充分的培養(yǎng)，同時也給予我熱忱的幫助，非常感謝他們。感謝我的同事和摯友對我的關心、支持和幫助，正式與他們的不斷交流、探討，使我對生產現(xiàn)場存在的故障現(xiàn)象進行了總結和分析，才得以完成此論文。最后，感謝我的搭檔，老師，學長，感謝你們，在你們的陪伴下，我可以順利的走完大學最后的路。上完最后一堂課！謝謝你們！ 33 附 錄 附錄一 系統(tǒng)實物圖 礦用電力設備溫度在線檢測系統(tǒng)總電路圖 34 附錄二 系統(tǒng)實物圖 礦用電力設備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)硬件連接實物圖