一种电力电缆火灾智能预警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电力电缆火灾智能预警装置，包括现场测控子系统和基于SAE云服务器的后台管理系统，所述基于SAE云服务器的后台管理系统通过无线网络连接多个现场测控子系统，所述现场测控子系统包括第一MCU、报警模块、第二MCU、温度传感器和报警模块。本实用新型专利技术电力电缆火灾智能预警装置电路结构简单，系统安全性高，数据传输抗干扰性强，可精准定位传感器位置，便于设备的快速维护等优点。

An intelligent early warning device for power cable fire

The utility model discloses an intelligent fire alarm device for power cables, which comprises a field measurement and control subsystem and a background management system based on SAE cloud server. The background management system based on SAE cloud server connects several field measurement and control subsystems through wireless networks. The field measurement and control subsystem comprises a first MCU and an alarm system. Module, second MCU, temperature sensor and alarm module. The utility model has the advantages of simple circuit structure, high system security, strong anti-interference of data transmission, accurate positioning of sensor position and convenient quick maintenance of equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种电力电缆火灾智能预警装置
本技术涉及一种监测系统，具体是一种电力电缆火灾智能预警装置。
技术介绍
电力是国民经济的基础和支柱，是维持工业、经济正常运行的持续稳定发展的根本保证，电力系统的安全稳定关系到国计民生；随着城市建设的发展，电力电缆以其供电安全可靠以及有利于城市美化等优点得到了越来越广泛的应用，因此电力系统对电缆线路的安全供电及供电可靠性的要求越来越严格。工业生产中的用电火灾事故大部分是由于输电高压电缆温度过高引起的，通过对电缆头或电缆本身的连续温度测量能够预测电缆头或电缆本身的故障趋势，对其实施及时的保护，构建一个安全智能的供电保护系统，对维持工业、经济正常运行的持续稳定发展具有重要意义。传统的定期停电进行预防性试验的做法已不能满足电网高可靠性的要求，而当前市面上的以热敏电阻为传感器的温度检测,存在利用热敏电阻测量温度精度较低、可靠较差,且必须经过A/D转换等接口电路转换成数字信号后才能送给微处理器进行处理等缺陷,这样就使得测温装置的电路结构较复杂,降低了系统的安全可靠性。电力电缆的表面温度反映了电缆的运行情况。不论是过负荷运行还是电缆运行环境发生变化或者是电缆线路本身绝缘故障，都会引起电缆表面温度发生变化，因此监测电缆表面温度可以及时发现电缆异常情况，及时采取措施，就可以有效避免事故发生。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种电力电缆火灾智能预警装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种电力电缆火灾智能预警装置，包括现场测控子系统和基于SAE云服务器的后台管理系统，所述基于SAE云服务器的后台管理系统通过无线网络连接多个现场测控子系统，所述现场测控子系统包括第一MCU、报警模块、第二MCU、温度传感器和报警模块，第一MCU分部连接WIFI模块、报警模块和继电器控制模块，第二MCU分部连接触摸显示屏和温度传感器，第一MCU和第二MCU之间通过LoRa模块进行无线连接。作为本技术的进一步技术方案：所述温度传感器的型号为DS18B20。作为本技术的进一步技术方案：所述LoRa模块的型号为SC1278。作为本技术的进一步技术方案：所述第一MCU和第二MCU的型号均为STM32系列单片机。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术电力电缆火灾智能预警装置电路结构简单，系统安全性高，数据传输抗干扰性强，可精准定位传感器位置，便于设备的快速维护等优点。附图说明图1为本技术的整体示意图。图2为现场测控子系统系统框图。图3为现场数据汇聚模块整体框图，图4为分机硬件系统图。图5为显示屏菜单示意图。图6为智能预警模型的仿真效果图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-6，一种电力电缆火灾智能预警装置，包括现场测控子系统和基于SAE云服务器的后台管理系统，所述基于SAE云服务器的后台管理系统通过无线网络连接多个现场测控子系统，所述现场测控子系统包括第一MCU、报警模块、第二MCU、温度传感器和报警模块，第一MCU分部连接WIFI模块、报警模块和继电器控制模块，第二MCU分部连接触摸显示屏和温度传感器，第一MCU和第二MCU之间通过LoRa模块进行无线连接。温度传感器的型号为DS18B20。LoRa模块的型号为SC1278。第一MCU和第二MCU的型号均为STM32系列单片机。本技术的工作原理是：现场测控子系统由现场温度采集模块，现场数据汇聚模块、现场主机、智能控制模块、电源供应模块等部分组成。现场测控子系统是监测系统的重要组成部分，通过对环境需测定的环境因子以及系统监测信号的确定，需要设计出一套完整监测节点电路，本章详细介绍了现场测控子系统的软硬件设计。(1)基于DS18B20传感器的温度采集模块基于DS18B20单线总线的工作方式，针对测温电缆工作实际环境及对检测响应速度的需求，采用如下方式设计测温电缆。在数据线上每隔一米连接一片DS18B20，每条数据线上连接十片，将所有测点都密封于数据线内部，构成测温电缆，同时在线缆外部添加屏蔽层来解决多导线并行时的干扰问题。系统可使用若干根测温电缆构成小型温度数据采集网络，结合单端口并联连接和多端口并行连接的连接特点，每个I/O端口连接1根测温电缆，以实现DS18B20在单条测温电缆上为单端口并联连接，而每根测温电缆为多端口并行连接的效果。采用此种连接方式，结合了两种连接方式的优点，即有效节省了硬件开销，又能达到实现快速多点测温，提高数据采集效率的目的。(2)现场测控分机设计及其数据汇聚。①基于STM32单片机的分机模块分机是用于数据的采集、处理数剧、数据显示和数据上传到总机STM32该系列芯片专用于满足能耗使用低、处理性能强、芯片的实时性效果好、价格低廉的嵌入式场合要求。STM32系列给微处理器使用者带来了广阔的开发空间，提供全新的32位产品供用户选择使用，结合了产品性能高、能耗低、实时性强、电压要求低等特点，而且还具备芯片的集中程度高和方便开发的优点。分机中的STM32单片机承担的任务有读取DS18B20温湿度传感器的数据、主机连接通信、显示数据等功能。②LoRa无线组网通信无线射频芯片SX1278是市面上最常用的LoRa芯片，其无线电频段属于ISM开放频段，无需授权许可。考虑到射频PCB的设计，最后选用以SX1278为核心的LoRa模块。SX1278具有极高的接收灵敏度和抗干扰能力，127dBm的动态RSSI，最大20dBm发送功率，多种调制方式可选以及载波监听等功能，使用非常方便，安全性好。元件图片及参数如图5所示。(3)基于STM32单片机的现场主机现场主机以STM32单片机为核心，主要包括：时钟复位电路、声光报警模块、网络通信模块和电路控制模块等。现场主机汇集测温分机采集的数据，实时地将数据发送至云服务器，并接受相关信息对电路和声光报警器进行相关控制。由于本系统主要针对工业设备，工作环境具有相当大的复杂性与不确定性，因此在温度数据的采集及传输过程中存在一定的干扰问题。而本系统监测对象的特殊性对数据的精准采集与稳定传输具有较高的要求。因此，本项目组拟定采用以下方案解决此类问题，以保证干扰问题的有效解决。(1)双绞线针对平行线在传递高频网络信号时存在的衰减问题，我们将采用双绞线来进行485通信。采用这种方式，不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰,也可以降低多对绞线之间的相互干扰。把两根绝缘的导线互相绞在一起，干扰信号作用在这两根相互绞缠在一起的导线上是一致的(这个干扰信号叫做共模信号)，在接收信号的差分电路中可以将共模信号消除，从而提取出有用信号(差模信号)。(2)使能掉电检测器BOD由于静电，强电磁场环境可能导致EEPROM的存储单元的电荷部分丢失，造成数据丢失或保存时间缩短，所以需要保证EEPROM储存的信息不能丢失。我们通过使能芯片的掉电检测电路BOD来实现,当MCU电压过低时保持RESET信号为低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力电缆火灾智能预警装置，包括现场测控子系统和基于SAE云服务器的后台管理系统，其特征在于，所述基于SAE云服务器的后台管理系统通过无线网络连接多个现场测控子系统，所述现场测控子系统包括第一MCU、报警模块、第二MCU、温度传感器和报警模块，第一MCU分部连接WIFI模块、报警模块和继电器控制模块，第二MCU分部连接触摸显示屏和温度传感器，第一MCU和第二MCU之间通过LoRa模块进行无线连接。

【技术特征摘要】
1.一种电力电缆火灾智能预警装置，包括现场测控子系统和基于SAE云服务器的后台管理系统，其特征在于，所述基于SAE云服务器的后台管理系统通过无线网络连接多个现场测控子系统，所述现场测控子系统包括第一MCU、报警模块、第二MCU、温度传感器和报警模块，第一MCU分部连接WIFI模块、报警模块和继电器控制模块，第二MCU分部连接触摸显示屏和温度传感器，第一MCU和第二M...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宁宁，缪远杰，陶善军，徐磊，汪鹏，冯善峥，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34