无线测温系统在高山台监控中的设计与应用

郑云玲

（作者单位：江西七0六电视调频台）

无线测温系统在高山台监控中的设计与应用

郑云玲

（作者单位：江西七0六电视调频台）

随着高山台监控技术的提高，对温度进行实时跟踪有助于提前预防播出故障。基于此，探讨无线测温系统在高山台监控中的设计与应用，旨在利用现有的技术和设备低成本对现有的监控系统进行改造，实现对温度的实时监控。

无线测温系统；高山台；监控系统

1　无线测温系统的设计

1.1无线或有线

无线通信是现代通信技术发展的新趋势，在数据采集和实时监测方面越来越有着重要的地位。有线技术可以实现数据的采集和实时监测，但是天馈线系统接头在发射塔的高位，有线既增加了塔的整体重量，风吹雨淋也增加了漏电的安全隐患，高山台天线和机房所在的范围非常广，采集的节点多，作用范围也广，布线繁琐成本高。随着无线技术的提高，高山台测温采用无线方式成为解决这一问题的最佳选择。

1.2采用无线方式的难点

高山台通常都有大功率的调频信号，所使用的设备要有一定的抗干扰能力和抗高磁场的能力。

1.3无线测温系统的架构

无线测温系统包含了数据采集、传输、存储和处理，是把计算机技术、通信技术、传感器技术和网络技术等技术进行融合，涉及了微传感器和微机械、通信、自动控制以及人工智能等多学科的应用，系统主要包括数据采集和处理模块、数据监控和处理模块

1.4数据采集和处理模块

数据采集模块是整个无线测温系统的基础，包括温度传感器和采集器组成，系统的运行必须依赖于数据采集模块所采集的数据，所以数据采集模块必须选用安全可靠的数据传感器。

1.4.1温度传感器

电子文档是记录图书馆生产的良好凭证，通过对电子文档的分析和整理，容易发现图书馆业务和读者使用的规律，从而改进服务方式和手段，为图书馆管理人员提供决策支撑材料。电子文档存贮在计算机中，通过检索软件进行检索，经过网络进行传播，方便用户对文档资源的搜索，节省查阅资料的时间。

本系统采用DS18B20温度传感器，这种传感器物理化学性非常稳定，温度测量范围为-55～+125 ℃，测温分辨率可达0.062 5 ℃，工作电源为3～5.5 V可采用寄生电源等多种方式。无线传感器中的无线温度采集模块采用单总线的数据传输，电路结构简单，硬件由64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器这4部分组成。功能上：传感器模块进行采集信息和进行数据转换；处理器模块既要对传感器进行处理还要对其他节点传来的数据进行处理，同时要兼对自身采集和接收的数据进行处理；无线通信模块对用于无线数据的的传送无线的方式完成信息的交换和数据的接收；能量供应模块，在天馈线系统中的温度传感器处于铁塔上日照充分，为了避免频繁更换电源，采用小太阳能电池板供电，而在功分器的馈管接头和配电柜以及发射机中的采用内置锂电池为电源，电源有效期为8年，具有电量告警功能。

安装方式上，天馈线系统中，天线上的馈线接头很粗大采用“面”方式，在馈线头上按4个方位进行并联布置成一个水平面。在配电柜和发射机中由于是检测单个连接接头采用“点”方式分布。为了减少调频信号的干扰，定制了小金属盒，将温度传感器放入小金属盒内，外面用手表形状的树脂带进行扣压引出I/ O线与外接电源和阅读器连接。

1.4.2无线传输采集器

对于温度传感器的信号采集采用Nrf24L01单片射频发射器。主要由内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，工作频率在2.4～2.5 GHZ ISM频段，工作电流在9～12 mA之间，有多重低功率模式耗电低，供电电源通过电容隔开有利于得到稳定的电源。系统工作时上位机定时发送读取温度命令，通过串口将命令传到单片机，经过处理后通过无线模块发送命令，在下位机端的无线模块发生中断，在中断中处理处理收到的数据，下位机通过控制得到的温度数据通过无线模块发送到上位机；同时，还能通过键盘设计提供人机交互，显示采用液晶屏显。

1.5数据监控处理模块

数据的监控和处理模块主要是通过监测软件直观的进行监测和处理，该软件主要有以下一些功能

1.5.1采样监控处理模块

采样监控所取得的温度数据通过串口传输给PC，PC采用QT软件进行处理，串口数据读出后用QT软件数据库QSQLite进行存储。在生成新的数据库的同时产生一个表，能在窗口部件中进行显示。窗口中可以直观地看到天馈线，配电柜和发射机3个部分的温度信息，每个部分里可查看到子信息显示温度上限和下限，太阳能电池板和锂电池板的电压以及ID；同时，能以曲线显示选定的温度传感器的温度变化也能显示同一时间段各传感器实时温度；可以查询到历史和通信故障数据以及越限故障数据，如果有越限现象能及时显示红色并以提示音形式加以提示。

1.5.2设置

监控软件不仅能对用户名和密码进行管理，还能对软件的一些参数进行设置，如对报警参数、通讯参数、语音报警参数还曲线颜色等进行设置，还能添加和管理子信息，并能对曲线图形进行打印。

2　结语

利用现有的技术和设备低成本对现有的监控系统进行改造，实现对温度的实时监控，避免发生更重大的安全事故。