基于云服务器的无线温度监控系统的设计

【摘 要】论文叙述了一种以腾讯云平台作为服务器后台，手机APP和微信关注作为数据监控的客户端，现场设备采用超低功耗的单片机进行温度采集，并将温度数据以无线的方式发送给温度集中采集设备，温度集中采集设备再通过网络将数据传输到腾讯云平台的数据库中，客户端通过手机访问云平台服务器，服务器后台软件可以随时获取数据库内的温度数据，真正意义上的实现软件B/S架构，该系统是一套应用在电力系统开关柜内母排温度监控的物联网系统，其中主要分为传感层温度采集技术，网络层数据传输技术，云平台服务器数据存储和服务技术，前端手机APP和微信关注技术。

【Abstract】This article describes a clients which use Tencent cloud platform as server background， use APP mobile phones and WeChat attention as data monitoring. The field equipment uses the ultra low power monolithic integrated circuit to carry on the temperature collection， and sends the temperature data by the wireless way to the temperature central gathering equipment. The temperature acquisition device then transmits the data to the Tencent cloud platform database through the network， the client access server through the mobile phone cloud platform， server software can obtain the temperature data in the database at any time， to realize the real meaning of the software architecture of B/S. The system is a networking system application in power system bus switch cabinet the temperature monitoring， which mainly consists of sensing layer temperature acquisition technology， network layer data transmission technology， cloud platform server data storage and service technology， the front-end mobile phone APP and WeChat on technology.

【關键词】云服务器；温度采集；手机APP；软件B/S架构

【Keywords】cloud server； temperature collection； mobile phone APP； software B/S framework

【中图分类号】TP277 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）08-0195-02

1 引言

在目前电力系统的高压变电站中，对开关柜内进线，出线，母排的温度监控设备还处于柜内单机监控或者站内组网监控的水平，虽然这样的温度监控设备有一定的监控效果，但是需要工作人员实时监测监控设备，耗时费力，而且站内数据相对独立，数据只能存储在站内的监控电脑内，一旦电脑故障，数据很难恢复，很难满足电力系统大数据智能化的要求。

因此本文提出了一种基于云平台服务器的软件B/S架构，数据监控和数据存储在云端实现的温度监控系统。

2 系统基本原理

如上图1所示，在变电站现场安装无线温度传感器，该传感器采用耐高温硅胶表带作为封装，直接捆绑在高压进线和出线的梅花头上或母排上，安装简单方便。内部采用在低功耗领域知名的MSP430单片机作为主芯片，芯片自带10位AD，采集NTC温度传感器的电压值，换算成温度后，通过射频芯片CC2520将温度数据发送给无线温度集中检测器，温度集中采集设备将所有节点的温度数据通过MODBUS-RTU协议打包封装后，再进一步网络协议打包封装，通过因特网将在服务器控制台软件的帮助下将数据上传到云平台的数据库内。

各种终端设备包括台式PC，手机和笔记本，通过因特网可以直接访问服务器后台软件，并获取云数据库内的数据。

3 云平台基本工作原理

PC监控软件和手机APP终端设备通过Internet连接到云服务器，等效于一个TCP/UDP客户端，对配置好的云服务器IP地址和端口进行访问，客户端获取网络数据包后，解析出数据段，再根据MODBUS-RTU协议提取出每个柜子的传感器温度，最终显示到终端设备上。

云服务器端分为控制台，后台服务，数据库三部分，控制台的功能相当于云端与外界进行沟通的桥梁，控制台向下与温度集中采集设备进行数据通讯，温度集中采集设备作为TCP的客户端，控制台等效于网络TCP服务器，通过TCP/IP协议获取现场的温度数据，并存储到数据库内；控制台向上与各种终端APP软件进行数据通讯，该部分功能涉及到手机系统，所以采用JAVA语言开发接口；后台服务器主要实现数据的智能分析及各种应用服务，比如各个省市地区，不同变电站的变压器温度的走势，不同区域的电力系统的温度正常范围以及长时间的温度变化走势，这些大数据为智能电网提供了重要的数据依据；控制台和后台服务通过MySql语言及专用API接口对数据库进行访问，数据格式严格按照国家智能电网协议定义。

现场无线温度监测器作为现场硬件的重要一环，最大的技术难点在于一个监测器要求接收上百个无线传感器传输过来的温度数据，而开关柜的位置不同，这样无线传感器与监测器的距离和干扰都不一样，而且上百个传感器往一个集中监测器发数据，存在数据碰撞问题，因此要求射频芯片无线传输距离远，穿透力强，同时具有无线自组网和纠错的能力，从而解决数据碰撞的问题。TI公司的射频芯片CC2530能够满足上面所有要求，同样是TI公司设计的Zigbee协议可以很好的无缝兼容CC2530芯片，解决自组网的问题；433M的频段具有很强的穿透能力；20DB的信号放大能力在理想环境下无线传输距离达到500米，这个距离完全满足在变电站内部无线数据稳定传输。

4 终端软件

终端设备直接安装APP软件后进入登录界面，客户会得到登录账号和密码，录入效果如图2所示，监控人员在终端上可以对所有温度节点进行实时温度监控，同时还具有温度上下限设置，温度过低/过高报警，温度实时图表显示，报警历史事件查询，打开/关闭无源开关等功能。

5 结语

随着物联网的发展，电力系统必然向智能电网和大数据处理方向发展，云平台的发展为智能电网提供了硬件平台。本文将无线测温技术与云平台技术相结合，实现服务器和数据库云平台化，在云平台强大的数据处理和数据存储的基础上，可以将全国所有变电站的开关柜温度全部集中到云平台的数据库上进行集中监控，同时在该软件架构上，可以扩展其他智能电网数据，比如电压，电流等等，因此该系统技术前沿，应用前景非常广阔。

【参考文献】

【1】余景华 兰胜坤. 无线测温系统的组网与研究[J].无线通信技，2015（3）：50-53.

【2】徐明，阳宪惠. 高压开关触头温度无线监测系统[J].电子技术应用，2009（4）：98-101.

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