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基于机智云物联网平台的工厂配电间远程监测系统

时间:2019-12-28 06:39:04 | 作者:爱科技网 | 点击: 75 次

  本网12月27日讯 传统的工厂低压配电间经常发生过负荷和短路等现象,再加上巡检强度大,存在的安全隐患较多,没有现代化的功率检测与数据远传的功能,当发生故障或功率超标时,管理人员及时采取有效措施的难度较大,因此对配电间的远程监控是十分重要的。

  基于机智云物联网平台的工厂低压配电间远程监测系统,以STM32为控制核心,采用了WIFI无线传输技术,GPRS无线通信技术,传感器技术,实现了对工厂配电间的远程检测和报警提醒,满足了工厂工作人员可以通过手机APP远程查看配电间状态,极大程度上减少了工作人员的工作量,大大提高了安全性。

  该监测系统通过对变压器的输出电流进行检测,将检测数据发送到手机上,工作人员通过手机APP可随时查看到实时数据,当实时电流超过设定值时,系统会自动报警,同时还会向相关人员发送报警短信,以便管理者及时采取有效的措施。

  [ 1、系统总体简介 ]

  机智云物联网云平台是致力于物联网、智能硬件云服务的开发平台,为开发者提供了自助式智能硬件开发工具和开放的云端服务 。

  本文提出了一种基于机智云平台服务器实现数据远传,并且配电间远程监测系统主要是由传感器模块 、 控 制 器 与 处 理 器 模 块 、 显 示 模 块 、GPRS模块、WIFI无线传输模块、继电器模块构成。该监测系统以STM32F103ZET6单片机作为核心控制器,通过传感器模块对变 [3]压器的输出电流进行数据采集,然后输入到STM32单片机中进行数据处理和变换,再通过显示模块在现场显示出来,让现场工作人员更加直观的观察到实时数据。

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  同时将检测的电流数据通过WIFI模块上传到机智云服务器,用户可以打开手机APP连上机智云服务器就可以查看到实时的电流数据,并且还可以在手机APP上手动设置报警临界值,当实时电流超过报警临界值时,STM32单片机会控制继电器模块导通报警灯,实现现场报警,同时STM32单片机还会控制GPRS模块给相关人员发送报警短信,实现远程报警。以上设计实现了对配电间输出电流的远程检测与报警,能够极大程度的释放工作人员,大大提高设备运行的安全性与可靠性。图1为配电间远程监测系统的总体示意图。

  [ 2、系统硬件设计 ]

  2.1 主控制器模块

  配电间远程监测系统的主控制器采用的是ST公司生产的内核为Cortex-M3系列STM32F103ZET6微 控 制 器 , 具 有 最 高 72MHz的工作频率,高达512 kB闪存,最大64kB的SRAM,工作电压采用3.3 V,具有丰富的GPIO端口和并联到两条APB总线的外设,包括两个12位的ADC,3个16位定时器和3个USART接口 。在该系统中主控制器 [2]模块主要用来控制采集信号的A/D转换、数据处理、数据与机智云服务器进行的数据传输、GPRS模块的短信发送、继电器模块的闭合等工作。

  2.2 传感器模块

  [1] 对配电间变压器的输出电流采集采用的是交流电流互感器,该交流电流互感器的输入范围为0~700 A,能够输出4~20 mA/0~3.3 V的信号,其测量精度高,相应速度快,抗干扰能力强,符合现场环境以及本设计的要求,如图2所示。

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  2.3 WIFI无线传输模块

  无线传输模块采用的是ATK-ESP8266无线WIFI模块,它是alientek推出的一款高性能UART-WIFI(串口-无线)模块。ATK-ESP8266模块采用串口(LVTTL)与 MCU通信,内置TCP/IP协议栈,能够实现 串口与WIFI之间的转换,其具有三种转换 模式:串口转WIFI SPA、串口转WIFI AP和WIFI STA+WIFI AP的模式 。本系统通过主控制器模块与ATK-ESP8266模块进行数据交互,实现数据通过ATK-ESP8266模块上传到机智云服务器,如图3所示。

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  2.4 GPRS无线通信模块

  由于当配电间变压器输出电流超过设定值时,需要向相关人员发送报警短信,在本文中选择SIM900A模块进行设计,该模块板载SIMCOM公司的工业级双频GSM/GPRS模块 :SIM900 A, 工 作 频 段 双频:900/1800 MHz,可以低功耗输实现短信、彩信、数据信息的传 。图 4为 SIM900A芯片原理图。

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  2.5 继电器模块继电器模块