用于电力电缆接头的增强型RFID无源测温标签及测温方法技术

本发明专利技术公开了一种用于电力电缆接头的增强型RFID无源测温标签和测温方法，其中测量标签包括射频天线、射频接口、控制器、温度传感器、存储器和能量采集单元；射频天线与射频接口连接，射频接口、温度传感器、存储器和能量采集单元均与控制器连接；射频天线从标签阅读器接收射频信号并发送给射频接口；射频接口对射频信号进行解调并发送给控制器；控制器在接收到射频信号后激活能量采集单元；能量采集单元从电力电缆采集电能，并为增强型RFID无源测温标签提供工作电源；温度传感器采集电力电缆接口的温度并将温度数据发送给控制器，由射频接口调制为射频信号并经由射频天线发送给标签阅读器。本发明专利技术的抗干扰能力强、传输距离远。传输距离远。传输距离远。

【技术实现步骤摘要】
用于电力电缆接头的增强型RFID无源测温标签及测温方法


[0001]本专利技术涉及温度监测
，涉及一种用于电力电缆接头的增强型RFID无源测温标签及测温方法。

技术介绍

[0002]在电力系统中，为保证电力设备的安全稳定运行，需要对电力电缆接头等的温度参数进行监测。现有针对电力电缆测温的方法主要包含以下几类：感温电缆式测温、热敏电阻式测温、红外传感式测温、热电偶式测温、光纤分布式测温等，在安全性、可靠性、稳定性、经济性、实用性等方面存在众多技术缺陷和经济缺陷，阻碍了温度监测系统在电力系统大规模应用。
[0003]射频识别技术(RFID)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作与各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动的物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。通常情况下，RFID读写器发送的频率称为RFID系统的工作频率或载波频率。对于所设计的工作与高频13.56MHz的RFID读写器，其标签采用的是能量来源于读写器电磁场的无源标签。基本的工作原理是采用电磁耦合的方式使得标签从读写器耦合线圈的辐射近场中获得能量，从而达到与读写器进行数据交换的目的。
[0004]RFID在各行业的应用已经掀起了一股浪潮，如熟悉的物流、ETC收费、电子支付，此外还有民航、医疗、农业环境监测、军事、工业制造、电力、安全防卫等领域。在电力行业，RFID用于智能电网中的自动抄表应用、输电变电站的仪表和设备工作状态的自动检测、电力工人手持读写器的巡检。可以及时发现异常情况和设备故障，及时处理以避免重大安全事故，提高工作效率和降低管理成本。
[0005]无源表贴式RFID温度传感技术是一种将超低功耗温度传感器与超高频射频识别芯片结合，利用空间耦合电磁波的能量盒信息，通过读写器和温度标签之间的数据交换实现温度、信息读取和写入。温度标签的能量来源于特制天线，存在抗干扰能力弱、传输距离短的缺点。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种用于电力电缆接头的增强型RFID无源测温标签及测温方法，以解决现有的RFID无源测温标签由于能量收集导致的抗干扰能力弱、传输距离短的问题。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种用于电力电缆接头的增强型RFID无源测温标签，包括：射频天线、射频接口、控制器、温度传感器、存储器和能量采集单元；所述射频天线与射频接口连接，所述射频接口、温度传感器、存储器和能量采集单元均与控制器连接；
[0009]所述射频天线用于将接收到的射频信号发送给射频接口；
[0010]所述射频接口用于对射频信号进行解调并发送给控制器；
[0011]所述控制器用于在接收到射频信号后激活能量采集单元；
[0012]所述能量采集单元用于在激活后从电缆采集电能，并为增强型RFID无源测温标签提供工作电源；
[0013]所述温度传感器，由能量采集单元提供工作电源，并用于采集电力电缆接口的温度且发送给控制器；
[0014]所述控制器还用于将电力电缆接口的温度数据存储于存储器以及发送给射频接口；
[0015]所述射频接口还用于电力电缆接口的温度数据调制为射频信号，并经由射频天线发送给标签阅读器。
[0016]在更优的技术方案中，所述能量采集单元采用电磁感应原理从电力电缆采集电能。
[0017]在更优的技术方案中，所述能量采集单元包括取能元件、整流器、调压器、锂电容、稳压器、能量值判断电路；所述取能元件用于采用电磁感应原理从电力电缆拾取感应电压；所述整流器用于对拾取到的感应电压进行整流并将电能存储于所述锂电容；所述能量值判断电路用于采集并判断锂电容两端的电压值；在锂电容两端的电压超过预设电压值时，所述升压转换器由控制器激活后对锂电容两端的电压进行升压转换；所述稳压器用于将升压转换得到的输出电压，稳压到负载所需要的直流电压，以向增强型RFID无源测温标签提供工作电源。
[0018]在更优的技术方案中，所述存储器包括只读存储器和可读写存储器，所述只读存储器用于存储标签信息，所述可读写存储器用于记录温度传感器采集到的温度数据，且温度数据为带时间戳的数据。
[0019]在更优的技术方案中，所述射频天线和射频接口的载波频率为2.4GHz。
[0020]一种采用上述技术方案所述的增强型RFID无源测温标签对电力电缆接头的测温方法，包括以下步骤：
[0021]射频天线从标签阅读器获取接收射频信号并发送给射频接口；
[0022]射频接口对射频信号进行解调并发送给控制器；
[0023]控制器在接收到射频信号后激活能量采集单元；
[0024]能量采集单元由控制器激活后，从电力电缆采集电能，并为增强型RFID无源测温标签提供工作电源；
[0025]温度传感器在能量采集单元提供工作电源条件下，采集电力电缆接口的温度并将温度数据发送给控制器；
[0026]控制器将电力电缆接口的温度数据存储于存储器，并从存储器中读取温度数据以发送给射频接口；
[0027]射频接口将电力电缆接口的温度数据调制为射频信号，并经由射频天线发送给标签阅读器。
[0028]在更优的技术方案中，所述能量采集单元采用电磁感应原理从电力电缆采集电能。
[0029]在更优的技术方案中，所述能量采集单元包括取能元件、整流器、调压器、锂电容、稳压器、能量值判断电路；所述能量采集单元采集电能并为增强型RFID无源测温标签提供
工作电源的具体方法为：
[0030]取能元件采用电磁感应原理从电力电缆拾取感应电压；
[0031]整流器对取能元件拾取到的感应电压进行整流，并将电能存储于锂电容；
[0032]能量值判断电路采集并判断锂电容两端的电压值；
[0033]在锂电容两端的电压超过预设电压值时，升压转换器由控制器激活后对锂电容两端的电压进行升压转换；
[0034]稳压器将升压转换得到的输出电压，稳压到负载所需要的直流电压，以向增强型RFID无源测温标签提供工作电源。
[0035]在更优的技术方案中，所述存储器包括只读存储器和可读写存储器，所述只读存储器存储标签信息，所述可读写存储器用于记录温度传感器采集到的温度数据，且温度数据为带时间戳的数据；所述控制器从可读写存储器读取温度数据时，还从只读存储器读取标签信息，将温度数据与标签信息整合后再发送给射频接口进行调制。
[0036]在更优的技术方案中，所述射频天线和射频接口的载波频率为2.4GHz。
[0037]有益效果
[0038]本专利技术将超低功耗温度传感器与2.4G高射频识别芯片结合，利用电力电缆空间耦合电磁波的能量作为工作电源，通过阅读器与标签之间的数据交换实现对电力电缆温度数据的采集和读取。因此，本专利技术具有以下技术效果：(1)测温标签采用无源技术，无后期维护成本；(2)测温标签的能量源为电力电缆，无需特质天线进行无线电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电力电缆接头的增强型RFID无源测温标签，其特征在于，包括：射频天线、射频接口、控制器、温度传感器、存储器和能量采集单元；所述射频天线与射频接口连接，所述射频接口、温度传感器、存储器和能量采集单元均与控制器连接；所述射频天线用于将接收到的射频信号发送给射频接口；所述射频接口用于对射频信号进行解调并发送给控制器；所述控制器用于在接收到射频信号后激活能量采集单元；所述能量采集单元用于在激活后从电缆采集电能，并为增强型RFID无源测温标签提供工作电源；所述温度传感器，由能量采集单元提供工作电源，并用于采集电力电缆接口的温度且发送给控制器；所述控制器还用于将电力电缆接口的温度数据存储于存储器以及发送给射频接口；所述射频接口还用于电力电缆接口的温度数据调制为射频信号，并经由射频天线发送给标签阅读器。2.根据权利要求1所述的用于电力电缆接头的增强型RFID无源测温标签，其特征在于，所述能量采集单元采用电磁感应原理从电力电缆采集电能。3.根据权利要求1所述的用于电力电缆接头的增强型RFID无源测温标签，其特征在于，所述能量采集单元包括取能元件、整流器、调压器、锂电容、稳压器、能量值判断电路；所述取能元件用于采用电磁感应原理从电力电缆拾取感应电压；所述整流器用于对拾取到的感应电压进行整流并将电能存储于所述锂电容；所述能量值判断电路用于采集并判断锂电容两端的电压值；在锂电容两端的电压超过预设电压值时，所述升压转换器由控制器激活后对锂电容两端的电压进行升压转换；所述稳压器用于将升压转换得到的输出电压，稳压到负载所需要的直流电压，以向增强型RFID无源测温标签提供工作电源。4.根据权利要求1所述的用于电力电缆接头的增强型RFID无源测温标签，其特征在于，所述存储器包括只读存储器和可读写存储器，所述只读存储器用于存储标签信息，所述可读写存储器用于记录温度传感器采集到的温度数据，且温度数据为带时间戳的数据。5.根据权利要求1所述的用于电力电缆接头的增强型RFID无源测温标签，其特征在于，所述射频天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖振锋，刘志刚，伍也凡，毛文奇，陈剑，陈仲伟，文明，李沛哲，王逸超，刘浩田，冷阳，李达伟，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司经济技术研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：