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基于RFID传感器的配网设备温度监测系统研究
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2020-10-16
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配网系统中带电设备关键点的测温,尤其是全封闭设备的测温一直是电力设备运行检查中的难点。针对传统温度监测方式的弊端,采用射频技术,提出了一种无源无线温度监测系统方案。主要阐述了监测系统研究中的各项关键技术与开关柜实施方案,并通过实验探讨了系统方案的可行性。该系统不仅能够远程在线实时监测设备各关键点不同运行时刻的温度,还能组成测温网络,实现统一监控、管理,很好地解决带电设备各关键点测温难的问题。
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基于基于RFID传感器的配网设备温度监测系统研究传感器的配网设备温度监测系统研究
配网系统中带电设备关键点的测温,尤其是全封闭设备的测温一直是电力设备运行检查中的难点。针对传统温
度监测方式的弊端,采用射频技术,提出了一种无源无线温度监测系统方案。主要阐述了监测系统研究中的各
项关键技术与开关柜实施方案,并通过实验探讨了系统方案的可行性。该系统不仅能够远程在线实时监测设备
各关键点不同运行时刻的温度,还能组成测温网络,实现统一监控、管理,很好地解决带电设备各关键点测温
难的问题。
0 引言引言
温度是电气设备监测与控制的重要参数,高压全封闭设备的测温难点主要包括:(1)全封闭设备,关键点温度不易测量;(2)
高温环境对测温终端电池有要求,且电池更换不易,维护工作量大;(3)高压环境下,有线影响绝缘要求,不利于设备运
行
[1,2]
。
无线测温技术具有测量范围大、准确度高、不影响设备运行、在线实时监测等优点。基于无线测温的优势及全封闭设备的
测温难点,提出了一种基于射频识别(RFID)技术的无源无线温度监测系统方案。系统通过无线供电方式向在线监测系统中的无
线传感器节点提供电源,具有较高的安全性和抗干扰性;通过无线射频信号进行非接触式的信息交互与信息采集,实现自动识
别及远程实时温度监控及管理。文中介绍了超高频射频识别技术的原理和架构,指出了实现射频识别温度监测的各关键技术,
提出了系统在高压开关柜的实施方案,并通过实验探讨了系统方案的可行性。
1 超高频射频识别技术超高频射频识别技术
温度监测系统的硬件组件主要由3部分构成:温度传感器标签、读写器、后台服务器
[3]
。其中后台服务器通过RS485总线或
网线连接至读写器,读写器通过馈线与其天线相连,标签天线集成在标签芯片上,标签与读写器应用RFID技术实现无线通
信。
系统基本工作流程如图1所示。首先,读写器产生一个载波信号并通过其天线发射出去,当传感标签进入读写器所发射的电
磁波有效覆盖区域内时,传感标签被激活,激活的标签将存储在芯片中的识别信息通过其内置天线发送高频信号至读写器天
线,高频信号经天线调节器传送到读写器进行解调和译码,然后送到上位机进行有关数据处理。上位机软件根据逻辑运算判断
该标签合法性,针对不同的设定作出相应的处理和控制
[4]
,如发出温度预警信息等。
温度标签安装于配网设备内,作为一种无线射频识别传感器,每个标签都存放有各自的识别信息,包括:EPC码(Electronic
Product Code)和温度数据,其中标签EPC码唯一且在出厂时已固定
[5]
。识别信息由读写器读出,根据标签EPC码设置安装地
址,用户在服务器端知道哪些特定的传感器在发送关键数据,从而知道温度关键点的地址问题,达到关键点温度监测的目的。
2 系统关键技术研究系统关键技术研究
系统设计过程中,主要考虑6种关键技术的研究,包括:温度传感器标签及读写器天线的选型、标签抗金属设计、通信距离
估算、防碰撞算法、设备安装及后台软件开发等。
2.1 标签及天线选型标签及天线选型
本文选取的温度标签
[6]
参数规格如表1所示;读写器天线为美国LAIRD公司生产的S8658,其参数规格如表2。
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weixin_38732425
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