无线无源温度检测原理

无线测温技术方案

（基于EH技术)

1。EH技术说明

1.1。EH技术简介

环境能量采集(EnergyHarvesting）技术具有可循环、无污染、低能耗等优点,它建立在微电子技术和微功耗技术的基础上,是近几年发展起来的一门新兴学科，它涵盖了太阳能、风能、热能、机械能、电磁能采集等诸多方面。能量收集技术应用范围极其广泛:交通、能源、物联网、航空航天、生物等等。把能量采集技术应用到电力设备的在线监测是一个前所未有的创新，必将为解决电网智能化运行提供一个全新的平台。

能量收集(EH)也称为能量积聚,使用环境能量为小型电子和电气器件提供电能.能量收集系统包含能量收集模块和处理器/发送器模块.能量收集模块从光、振动、热或生物来源中捕获毫瓦级能量。可能的能源还来自手机天线塔等发出的射频。然后,电源经过调节并存储起来.系统随后按照所需的间隔触发,将能量释放给后续负载使用.

1.2.EH技术应用

在变电所、站的运行现场具有丰富的电磁能，对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)，电场要比磁场强得多，对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备和模具),磁场要比电场大得多。因此我们认为高压设备内是一个工频电场和磁场能量非常密集的区域.我们正是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集高压设备中的电磁能，并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。

将EH技术应用于高压设备一次回路的无线测温,解决了传感器的能量需求问题，使得传感器摆脱了对传统电池的束缚，体积更小，可靠性更高，安装更方便，维护更简单,产品更环保,技术更先进.

2.基于EH技术的富邦电控FTZ600无线测温系统

2.1。无线测温系统简介

我公司的无源无线测温系统主要有三部分构成：无线测温传感器、无线温度接收终端、数据服务器及后台；

效果结构图如下所示：

接收终端在系统中承担着数据中继功能，它接收到传感器的数据之后再通过光纤、485或者无线等方式传输给数据后台，他们形成了系统的网络层。

数据到达后台后，用户可以通过浏览器方式监测现场每个传感器的实时温度、历史曲线，如果出现超温情况，可以快速定位并及时通知相关人员。这就是系统的应用层。

3。无线测温系统单元介绍

3。1。无源无线温度传感器

目前我公司研发多种无线温度传感器既能满足室内开关柜无线测温，也可以满足户外变压器、轴承、隔离刀闸等设备无线测温要求。

我公司的无源无线温度传感器是基于美国TI公司的无线数字通信技术及低功耗技术、EH技术而研制的高性能产品，新一代无线温度传感器采用了多重抗干扰措施以及特有的软件算法，其最大的优势在于不再需要电池供电，彻底解决电池后期维护频繁、寿命有限的问题；而且体积小巧，安装方式灵活多样，将开关柜温升监测提升到一个新的高度。

考虑不同环境的适用性,目前该温度传感器系列应用较广泛的有两款(FB—SW-02、FB—SW—01）FB—SW-02型无源无线温度传感器体积小，可适合于国内外高压设备室内及户外动静触头、隔离刀闸、断路器、母排、电缆连接处的温度的测量；适合于低压抽屉柜输入输出回路连接处或各接头处温度的测量；安装方便、安全、灵活.

FB—SW—01型无源无线温度传感器发射距离大，在空旷距离条件下，传输距离可达2000m；可适用于户外架空电缆，高压变电站户外场地间隔内设备各结构的温度监测;包括户外电流互感器、户外隔离开关、户外断路器以及变压器等；

3。2。无线接收终端

FB-ANT无线温度接收终端是在上一代产品基础上研制的新产品，与上一代及其他公司的类似产品比较，我们的产品具备更强大的功能和可靠的性能,双光口、双无线、双485、单网口，光纤可以直接接入我们产品，亦可采用多通讯口实现数据中继功能。

3.3.无线监控后台

我们的无线测温后台采用国内品牌工控机或者由客户指定型号的计算机，后台软件采用B/S结构，具有独立的软件著作权。具有人机界面友好、操作方便、数据全面、功能完善的特点，同时还可实现短信报警和Web访问功能。

全局图可以一目了然分辨出传感器温度正常、超温、故障；

历史曲线图可以记录各个电气节点的温升曲线变化，辅助电网分析柜体的运行状态以及潜在隐患；

4。产品优越性

4.1. 无源无线测温系统的特点

4.1。1。技术要点

器件选用：无线温度传感器关键器件采用国际进口器件；

独特技术:全向性天线、多层屏蔽、多层PCB、低功耗;

权威检测：国家继电保护中心

通讯标准：我公司的系统支持Modbus、IEC61850通讯协议。

电磁兼容性（EMC）：GB/T17626标准,静电、群脉冲、浪涌IV级规范环境试验规程：GB 2423标准,高低温交变湿热环境试验

工频高压试验：100kV/15min

工频磁场试验:5000A/m

4。1。2.与其它产品类比特点

备注：相比无源无线测温方式,其它的测温方式均有一些不足或者隐患.

4.1.1。1. 红外测温弊端：

4.1。1。1.1. 红外测温探头安装固定条件要求苛刻，体积较大，许多柜内发热点温

升状态不能有效监测。

4。1.1.1.2。测温精度容易受到柜内障碍物、灰尘、距离等影响，且需要定期维护清洁测温探头。

4。1。1。1.3。测温主机一般使用有线式供电,给一次系统安全间距带来隐患.

4。1.1。2。使用电池供电的弊端：

4。1。1。2。1. 高温下电池寿命大大降低，实际寿命很难计算;如大量使用,则需要频繁停电更换电池。

4。1.1。2.2. 电池长期处于高温状态下会存在使用寿命减退甚至失效的隐患，给一次系统运行安全带来隐患。

4。1。1。2。3. 为了防止电磁场干扰设备和影响电池，一般必须使用屏蔽盒，这样增加了传感器尺寸给安装带来一定的困难.

4。1。1。3。使用CT取电测温的弊端:

4.1.1。3.1。需要提前确定线圈尺寸大小,且体积较大。

4。1。1.3.2. 线圈安装麻烦，需要停电较长时间。

4。1.1。3。3。CT线圈会引入一些干扰和电压波动（有时甚至高至数百伏电压）,造成传感器工作不稳定，且故障率高，给后期维护带来一定工作量。

4.1.1.3.4。运行条件较为严格，最低取电工作电流通常需要50安培以上，盲区大。4。1。1.4。无源无线测温优点:

4。1。1.4。1。EH技术取电，能源清洁、绿色无污染,运行条件广泛（负荷5A 以上即可稳定运行），盲区小，不会带来干扰。

4。1。1.4。2. 体积小巧,可灵活安装在动触头、静触头、母排、电缆进出线及其它潜在发热点。

4.1。1。4。3。安装紧固材料为合金带，相比于硅胶带、尼龙扎带、CT环，它具有耐高温、防老化、导磁、耐候等特性能够使用于各种气候环境

4.2. 无线温度传感器安装方案

4.2.1。通过对工程实际情况的了解，确定传感器安装位置信息如下：

4.2.1.1。动触头位置安装示例

由于某些开关柜断路器型号繁杂，规格尺寸不统一造成部分断路器动触头无法直接安装，鉴于此类因素，我公司无源无线温度传感器可直接安装在开关柜的动触头.

4.2。1.2。母排及电缆进出线安装示例

4.2。2。传感器安装采用捆绑式，通过合金带将传感器固定于需测温节点的就近位置,并保证传感器感温部位与被检测部位表面充分接触以保证测温效果.

4.2.3。严格保证传感器安装后的电气间隙不低于对应电压等级的最低安全间隙。

4.2。4. 其他项目工程传感器安装位置

4。2.4.1。断路器静触头

4.2.4。2。户内隔离刀闸

4.2。4。3。户外隔离刀闸:母线与触头连接接头处尽量靠近接头位置

4。2。4。4. 六氟化硫断路器:断路器进出线接头位置尽量靠近接头处

4。2.4。5。主变压器进出线接头

4。3。无线接收终端安装方案

4。3.1。无线接收终端电源参数

4.3.1.1。供电方式 AC220V或DC220V

4。3。1。2。整机功耗〈8W

4。3。2. 无线接收终端安装方式有以下几种(以下安装方式根据客户需求及实际施工环境灵活定制）

4。3.2.1. 壁挂式

4。3.2.2. 机柜式

4.3。2.3.嵌入式

4.3。3。根据现场实际情况,可采用的安装方式有以下几种

4。3.3.1. 壁挂式

根据现场无线传感器实际分布情况及无线接收终端的有效接收范围考虑，可将设备

安装在电站场地的小室内或监控站楼室内，此种方式最常用.

4.3.3。2. 导轨式

终端安装在现场的机构箱或端子箱中，电源可直接从箱内电源获取

4。3.3.3. 机柜式（户外型)

单独配置无线测温接收终端机柜（户外箱,有透明窗口可查看设备运行状态）,电源可从用户许可的位置获取。

机柜式安装需考虑的几个施工内容

4.3.3.3.1. 机柜的安装底座的建立（土建）

4.3。3。3.2. 机柜线缆槽的建立（土建）

5。通信布线结构及方案

5.1. 用户提供现场开关柜及所在空间的平面图，同时需要提供无线温度接收终端、站

端系统和开关柜所在空间之间的平面图，方便施工人员制定方案。

5。2. 无线测温节点至无线接收终端之间的通信采用433M无线射频通信；无线接收终端至后台之间的通信采用RS485通信。无线接收终端至后台通信空旷传输距离小于100m，通信线缆采用双绞屏蔽线缆或光缆。

5。3. 无线测温系统图

5.4. 后台服务器可单独布置，后台通信可选择的通信协议有以下几种（具体通信协议可根据客户需求及工程环境确定)

5。4。1. RS485通信(默认为企标，支持Modbus—RTU/Modbus-TCP协议)

5.4.2。TCP/IP通信

5。4。3。IEC61850通信协议6.设备配置说明

7.危险点识别安全措施

8.售后服务承诺

无线无源温度检测原理(借鉴实操)

无线测温技术方案 (基于EH技术) 1.EH技术说明 1.1. EH技术简介 环境能量采集（EnergyHarvesting）技术具有可循环、无污染、低能耗等优点，它建立在微电子技术和微功耗技术的基础上，是近几年发展起来的一门新兴学科，它涵盖了太阳能、风能、热能、机械能、电磁能采集等诸多方面。能量收集技术应用范围极其广泛：交通、能源、物联网、航空航天、生物等等。把能量采集技术应用到电力设备的在线监测是一个前所未有的创新，必将为解决电网智能化运行提供一个全新的平台。 能量收集(EH)也称为能量积聚，使用环境能量为小型电子和电气器件提供电能。 能量收集系统包含能量收集模块和处理器/发送器模块。能量收集模块从光、振动、热或生物来源中捕获毫瓦级能量。可能的能源还来自手机天线塔等发出的射频。然后，电源经过调节并存储起来。系统随后按照所需的间隔触发，将能量释放给后续负载使用。 1.2.EH技术应用 在变电所、站的运行现场具有丰富的电磁能，对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)，电场要比磁场强得多，对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备和模具)，磁场要比电场大得多。因此我们认为高压设备内是一个工频电场和磁场能量非常密集的区域。我们正是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集高压设备中的电磁能，并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。 将EH技术应用于高压设备一次回路的无线测温，解决了传感器的能量需求问题，使得传感器摆脱了对传统电池的束缚，体积更小，可靠性更高，安装更方便，维护更简单，产品更环保，技术更先进。 2.基于EH技术的富邦电控FTZ600无线测温系统 2.1. 无线测温系统简介

无线通信原理实验题目

无线通信原理实验题目之二： 实验报告 2.2：两径模型的仿真实验二(**) 实验工具：Mathworks Matlab 实验目的：了解两径模型中的路径损耗，熟练操作matlab 软件；实现内容： 实验代码： clc; Pt = 1;%发送功率归一化0dB ht = 50; %发送天线的高度 hr = 2; %接收天线的高度 db_ht=10*log10(ht); %运用log10，化为db单位 f = 900000000; %频率 c = 300000000; %波速 lam = c/f; %波长即λ R = -1; Gl = 1; %发射天线增益

Gr =1; %接收天线增益 d = 1:100000; %1m~100km db_d = 10*log10(d); %运用log10，化为db单位 l=sqrt((ht-hr)^2 + d.^2) x=sqrt((ht+hr)^2 + d.^2) deltax = x - l; %即时延△x deltafai = 2*pi*deltax/lam; %即△φ Pr = Pt*((lam/(4*pi))^2)*((abs(sqrt(Gl)./l + R*sqrt(Gr)*exp(-j*deltafai)./x)).^2); %接收功率 dc = 4*ht*hr/lam; %临界距离 db_Pr = 10*log10(Pr)-10*log10(Pr(1)); %运用10log10，化为db单位，并归一化起点 plot(db_d,db_Pr,'r'); %Gr=1时，接收功率与距离的关系，红色 hold on; grid on; %网格 plot([db_ht db_ht],[-100 40],'--g'); %绘制临界距离dc，用虚线 plot([10*log10(dc) 10*log10(dc)],[-100 40],'--b'); %绘制临界距离dc，用虚线 legend('两径模型的功率下降','发射天线高度ht','临界距离dc');%对各关系曲线的备注xlabel('10log10(d)'); ylabel('接收功率Pr（dB）'); title('两径模型，接收信号功率'); hold on; plot([0,db_ht],[0,0],'k'); hold on; b1=2*db_ht; x1=10*log10(dc); y1=-2*x1+b1; plot([db_ht,x1],[0,y1],'k'); hold on; b2=y1+4*x1; x2=(-100-b2)/(-4); plot([x1,x2],[y1,-100],'k'); 运行结果：

一种无线温湿度检测装置的设计与实现

《自动化技术与应用》２０１０年第２９卷第８期 Techniques of Automation & Applications | 103 经验交流 Technical Communications 一种无线温湿度检测装置的设计与实现 何祥宇，马　帅 （洛阳师范学院　物理与电子信息学院，河南　洛阳　４７１０２２） 摘 要：设计了一种基于温湿度数字式传感器的无线温湿度检测装置，以单片机为控制核心，采用数字式温湿度传感器来检测目标的 温度和湿度信息，利用软件编程完成温湿度信息的处理及系统功能实现，并通过ＬＥＤ显示相应测量数据。该装置具有温度及湿度数据的测量及显示、工作模式选择和无线通信等功能。 关键词：温湿度传感器；单片机；工作模式；无线通信 中图分类号：ＴＰ２７３＋．５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２０１０）０８－０１０３－０３ The Design and Realization of a Wireless T emperature and Hu-midity Detecting Equipment HE Xiang-yu, MA Shuai ( School of Physics and Electronic Information, Luoyang Normal University, Luoyang 471022 China ) Abstract: A kind of a wireless temperature and relative humidity detecting equipment is designed based on digital temperature-humidity sensor. It employs SCM as the core of controlling, adopts digital temperature-humidity sensor to detect temperature and relative humidity data of objects. The measurement data is processed by software and displayed by LED. The device has the function of temperature and relative humidity data displaying, operating mode selection,wireless communication, etc. Key words: temperature-humidity sensor; SCM; operating mode; wireless communication 收稿日期：２０１０－０３－２４ １ 引言 温湿度的检测在暖通空调、电力系统、通信基站、食品加工、制药等行业有着非常广泛的应用，但一般湿度元件不经过标定和温度补偿，误差较大，而用于湿度标定和校准的仪器价格昂贵，从而给湿度测量的实际应用带来很大的困难和阻碍。文中选用瑞士Ｓｅｎｓｉｒｉｏｎ公司的ＳＨＴ１１数字式温湿度传感器，结合单片机技术和电子技术，设计了一种具有两种工作模式的温湿度检测装置，消除了一般湿度检测元件误差较大的缺点。该温湿度检测装置既可以单机工作，以单片机为处理和控制核心来实现温度和湿度信号的检测、处理及显示。又可以利用无线收发模块实现系统与计算机的无线通信，利用计算机实现数据的分析，处理及打印。该系统采用专用 集成电路，电路结构简单，工作稳定可靠，具有两种工作模式及无线数据传输等特点，特别适用于暖通空调、电力系统、通信基站、食品加工等行业的温湿度测量。 ２ SHT １１温湿度传感器 ＳＨＴ１１的湿度检测运用电容式结构，利用不同保护下的微型结构检测电极系统与聚合物覆盖层来组成传感器芯片的电容，除保持电容式湿敏器件的原有特性外，还可以抵御来自外界的影响。由于它将温度传感器与湿度传感器结合在一起而构成了一个单一的个体，因而测量精度较高且可精确得出露点，同时不会产生由于温度与湿度传感器之间随温度梯度变化引起的误差。ＳＨＴ１１不仅将温度传感器和湿度传感器结合在一起，而且还将信号放大器、模／数转换器、校准数据存储器、标准Ｉ２Ｃ总线等电路全部集成在一个芯片内。ＳＨＴ１１的

武汉大学计算机网络实验报告 (2)

武汉大学教学实验报告 动力与机械学院能源动力系统及自动化专业2013 年11 月10 日

一、实验操作过程 1.在仿真软件packet tracer上按照实验的要求选择无线路由器，一般路由器和PC机构建一个无线局域网，局域网的网络拓扑图如下： 2.按照实验指导书上的表9.1（参数配置表）对路由器，ＤＮＳ服务器，ＷＷＷ服务器和ＰＣ机进行相关参数的配置： 服务器配置信息（子网掩码均为255.255.255.0） 主机名IP地址默认网关 DNS 202.2.2.1 202.2.2.2 WWW 202.3.3.1 202.3.3.3 路由器配置信息（子网掩码均为255.255.255.0） 主机名型号IP地址默认网关时钟频率ISP 2620XM e1/0:202.2.2.2 e1/1:202.3.3.3 s0/0:202.1.1.2 64000 Router2(Server) 2620XM f0/0:192.168.1.1 s0/0:202.1.1.1 Wireless Router Linksys WRT300N 192.168.1.2 192.168.1.1 202.2.2.1 备注：PC机的IP地址将通过无线路由器的设置自动分配 2.1 对router0（sever）断的配置： 将下列程序代码输到router0中的IOS命令行中并执行，对router0路由器进行设置。Router>en Router#conf t

2.3 WWW服务器的相关配置 对www服务器进行与DNS服务器相似的配置，包括它的IP地址，子网掩码，网关等，具体的相关配置图见下图： WWW服务器的相关配置图

无线无源温度检测原理

无线测温技术方案 (基于 EH 技术) 1.EH 技术说明 1.1. EH 技术简介 环境能量采集（EnergyHarvesting）技术具有可循环、无污染、低能耗等优点，它建立在微电子技术和微功耗技术的基础上，是近几年发展起来的一门新兴学科，它涵盖了太阳能、风能、热能、机械能、电磁能采集等诸多方面。能量收集技术应用范围极 其广泛：交通、能源、物联网、航空航天、生物等等。把能量采集技术应用到电力设备 的在线监测是一个前所未有的创新，必将为解决电网智能化运行提供一个全新的平台。 能量收集 (EH) 也称为能量积聚，使用环境能量为小型电子和电气器件提供电能。 能量收集系统包含能量收集模块和处理器/发送器模块。能量收集模块从光、振动、热 或生物来源中捕获毫瓦级能量。可能的能源还来自手机天线塔等发出的射频。然后，电源经过调节并存储起来。系统随后按照所需的间隔触发，将能量释放给后续负载使用。 1.2.EH 技术应用 在变电所、站的运行现场具有丰富的电磁能，对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等 )，电场要比磁场强得多，对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备和模具 )，磁场要比电场大得多。因此我们认为高压设备内是一个工频电场和磁场能量非 常密集的区域。我们正是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集高压设备中的电磁能，并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。 将 EH 技术应用于高压设备一次回路的无线测温，解决了传感器的能量需求问题，使得传感器摆脱了对传统电池的束缚，体积更小，可靠性更高，安装更方便，维护更简单，产品更环保，技术更先进。 2. 基于 EH技术的富邦电控FTZ600无线测温系统 2.1.无线测温系统简介

无线通信原理实验报告—李晓-52112113

现代无线通信原理实验 李晓21班13号52112113 实验一Okumura-Hata无线传播模型仿真实验 实验内容 使用Matlab编程计算Okumura-Hata传播路径损耗，绘制Okumura-Hata传播模型损耗---频率曲线图。 实验条件 频率范围：300 ~1500MHz，基站天线高度为30m，移动台天线高度为1.5m。传播距离分别为d=2km和5 km，以频率为变量，通信距离为参变量编程绘出城市准平滑地形、郊区、农村环境下的Okumura-Hata传播模型损耗-频率曲线图。实验要求 在一个图中显示6条曲线； 所有曲线均为蓝色线，d=2km用实线，d=5km用虚线；城区用“o”、郊区用“* ”及乡村用“□”标注曲线上的点； 在曲线图的空白处对曲线进行标注； 图要有横纵坐标标示，横坐标为频率（Mhz），纵坐标为损耗中值（dB） 图形的题头为学生本人姓名和学号。 实验仿真图

200 400600 8001000120014001600 90100 110 120 130 140 150 160 频率(MHz) 损耗中值(d B ) 姓名:李晓 班级：二十一班 学号:52112113 城市: d1=2km 城市: d2=5km 郊区: d1=2km 郊区: d2=5km 乡村: d1=2km 乡村: d2=5km 实验图反映了随着频率，距离以及地点的变化而变化的损耗中值。 实验分析 由图看出 ①路径损耗都随传输距离的增大而增大； ②城市的路径损耗最大，郊区次之，乡村最小，说明障碍物越多对信号传输损耗的就越强； ③随 频 率 的 增 大，路径损耗越强。 附录 Okumura-Hata 传播模型路径损耗计算公式 式中 fc — 工作频率（MHz ） ()() ()69.5526.16log 13.82log 44.9 6.55log log p c te re te cell terrain L dB f h h h d C C α=+--+-++

通信原理实验报告

通信原理实验报告

作者: 日期:

通信原理实验报告 实验名称：实验一—数字基带传输系统的—MATLAB方真 实验二模拟信号幅度调制仿真实验班级：10通信工程三班_________ 学号：2010550920 ________________ 姓名：彭龙龙______________

指导老师：王仕果______________

实验一数字基带传输系统的MATLA仿真 一、实验目的 1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数； 2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生； 3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念，掌握卷积表达式及其物理意义，掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质； 4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MATLAB程序验证卷积的常用基本性质； 5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数，并学会利用MATLAB求解系统功率谱，绘制相应曲线。 基本要求：掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法，能够编写 MATLAB程序，实现各种常用信号的MATLA实现，并且以图形的方式再现各种信号的波形。 二、实验内容 1、编写MATLAB程序产生离散随机信号 2、编写MATLAB程序生成连续时间信号 3、编写MATLAB程序实现常见特殊信号 三、实验原理 从通信的角度来看，通信的过程就是消息的交换和传递的过程。而从数学的角度来看，信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过程。例如信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换，而基带成形、滤波、调 制等则是信号层坎上的处理。码的变换是易于用软件来仿真的。要仿真信号的变换，必须解 决信号与信号系统在软件中表示的问题。 3.1信号及系统在计算机中的表示 3.1.1时域取样及频域取样 一般来说，任意信号s(t)是定义在时间区间(-R, +R)上的连续函数，但所有计算机的CPU都只能按指令周期离散运行，同时计算机也不能处理( -R, + R)这样一个时间段。 为此将把s(t)按区间T, T截短为 2 2 S T(t)，再对S T(t)按时间间隔△ t均匀取样，得到取样 点数为: 仿真时用这个样值集合来表示信号 T Nt t s(t)。显然△ t反映了仿真系统对信号波形的分辨 率， (3-1) △ t越小则仿真的精确度越高。据通信原理所学，信号被取样以后，对应的频谱时频率的周期函数，其重复周期是—。如果信号的最高频率为f H，那么必须有f H W 丄才能保证不发 t 2 t 生频域混叠失真。设 1 B s 2 t 则称B s为仿真系统的系统带宽。如果在仿真程序中设定的采样间隔是△ (3-2) t,那么不能用

无源无线测温原理

无线无源开关柜温度监测系统 必要性: 高压开关柜作为电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。开关柜的温升超标，直接影响设备的安全稳定运行，而且，过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不断加剧，并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。 随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展，使得对开关柜温度状态进行在线监测，及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。它对于保证开关柜的正常运行，减少维修次数，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。由于高压开关触头处于高电压、高温度、强磁场以及极强的电磁干扰环境中，要实现对触头的测温，必须解决电子测量装置在上述恶劣环境条件下的适应性。而开关柜内有裸露高压，空间封闭狭小，无法进行人工巡查测温。 SC-TempMonitor-SG无线无源开关柜温度监测系统采用先进成熟的传感技术 和独特先进的无线通讯技术进行高压隔离和信号传输，利用其固有的绝缘性和抗电磁场干扰性能，从根本上解决了高压开关柜内触点运行温度不易监测的难题。具有极高的可靠性和安全性，隔离彻底，价格低廉，安装简便，可以安装到每台高压开关柜上，数据可以直接显示读取。也可无线传输记录入电力网络系统，实现远程预警功能。 无线无源测温与其他测温方式比较: 无线无源测温与光纤测温：光纤温度传感器采用光导纤维传输温度信号，光导纤维具有优异的绝缘性能，能够隔离开关柜内的高压，因此光纤温度传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上，准确测量高压触点的运行温度，实现开关柜触点运行温度的在线监测。然而，用于隔离高压的光纤表面可能受到污染，将导致光纤沿面放电。这使得光纤测温系统用于室外开关设备的测温应用受到限制。无线测温系统采用电磁波传输信号，传感器直接安装在高压设备上，温度测量准确，可以解决电气绝缘问题，无线测温系统的特点是不受气候环境的影响，可以测量室外开关和母线接点的温度。 无线无源测温与红外测温：红外测温为非接触式测温，易受环境及周围的电磁场干扰，另外开关柜内的空间非常狭小，无法安装红外测温探头（因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面），而无线测温系统却不受开关柜体结构的限制。 测温原理:

通信原理实验报告

实验一常用信号的表示 【实验目的】 掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。 【实验环境】 装有MATLAB6.5或以上版本的PC机。 【实验内容】 1. 周期性方波信号square 调用格式：x=square(t,duty) 功能：产生一个周期为2π、幅度为1 ±的周期性方波信号。其中duty表示占空比，即在信号的一个周期中正值所占的百分比。 例1：产生频率为40Hz，占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。如图1-1所示。 clear; % 清空工作空间内的变量 td=1/100000; t=0:td:1; x1=square(2*pi*40*t,25); x2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75); % 信号函数的调用subplot(311); % 设置3行1列的作图区，并在第1区作图plot(t,x1); title('占空比25%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); % 限定坐标轴的范围 subplot(312); plot(t,x2); title('占空比50%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); subplot(313); plot(t,x3); title('占空比75%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]);

图1-1 周期性方波 2. 非周期性矩形脉冲信号rectpuls 调用格式：x=rectpuls(t,width) 功能：产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。该函数横坐标范围同向量t决定，其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width 的默认值为1。 例2：生成幅度为2，宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。如图1-2所示。 t=-4:0.0001:4; T=4; % 设置信号宽度 x1=2*rectpuls(t,T); % 信号函数调用 subplot(121); plot(t,x1); title('x(t)'); axis([-4 6 0 2.2]); x2=2*rectpuls(t-T/2,T); % 信号函数调用

无线通信原理与应用复习题.docx

一、选择题 1?用光缆作为传输的通信方式是_A ____ A有限通信B明显通信C微波通信D无线通信 2.下列选项屮_A—不属于传输设备 A电话机B光缆C微波接收机D同轴电缆 3?网状网拓扑结构中如果网络节点数为6,则连接网络的链路数为_D ________ A10 B 5 C6 D15 4.目前我国的电信网络是_C_级网络结构 A7 B5 C 3 D2 5.国际电信联盟规定话音信号牌的抽样频率为_D_ A3400HZ B5000HZ C6800HZ D8000HZ 6?下列_C_号码不属于我国常用的特殊号码业务。 A110 B122 C911 D114 7.PCM30/32路系统采用的是_B _____ 多路复用技术。 A频分多路复用技术B时分多路复用技术C波分多路复用技术D码分多路复用技术8?我国7号信令网采用的是_C_级网络结构。 A7 B5 C3 D2 9.下列哪两种数字数据编码方式会积累直流分量（多选）_A,C_ A单极性不归零码B双极性不归零C单极性归零码D双极性归零码 10.下列哪种数据交流形式不属于分组交换_A_ A电路交换B ATM交换CIP交换D MPLS交换 11?传统微波频段，频率范围为_D _____ A30~300HZ B30K~300KHZ C300K~3000KHZ D300M~300GHZ 12.下列哪种传输方式不属于无线电波的多径传输方式_B _____ A地波B宁宙射线C对流层反射波D B由空间波 13.关于微波通信补偿技术屮，下列哪项不属于常用的分集接收技术_D_ A频率分集B空间分集C混合分集D时间分集 14.卫星通信的工作频段屮，C频段的工作频段为6/4GHZ,下列哪项关于C频段的表述是正 确的___ C ___ A工作频段为4~6GHZ B工作频段为1.5GHZ C上行频率为6GHZ,下行频率为4GHZ D上彳丁频率为4GHZ,下彳丁频率为6GHZ 15.为保证同步卫星的可通信区域，地球站天线的仰角应为_B ______ AO B5 C大于0 D大于5 正在建设的我国第二代北斗系统是由_A_颗卫星组成 A35 B5 C3 D30 17.ADSL技术采用的是—A_复用技术 A频分复用技术B时分复用技术C波分复用技术D码分复用技术 18.下列哪种xDSL技术是上、下行速率对称的_C— A VDSL B ADSL C SDSL D RADSL 19.ADSL信道传输速率是_C ____ A上行最高1.6Mbits/s,下彳丁最高13Mbits/s B上彳丁最高2.3Mbits/s,下彳丁最高2.3Mbits/s C上行最高IMbits/s,下行最高12Mbits/s D上行最高2Mbits/s,下行最高2Mbits/s

nRF24L01 的无线温湿度检测系统电路及软件设计解析

nRF24L01的无线温湿度检测系统电路及软件设计本文提出了一种针对无线数据传输问题的解决方案,该方案基于nRF24L01来设计无线温度采集系统。该系统采用低功耗、高性能单片机STC12C5A08S2和温湿度传感器DHT11来构成多点、实时温湿度监测系统,最后在PC机上完成配置、显示和报警等功能。该系统使用方便,扩展十分容易,可广泛应用于各种工农业生产和养殖等场合。 0引言 在当今的工农业生产中,需要进行温湿度采集的场合越来越多,准确方便地测量温度变得至关重要。传统的有线测温方式存在着布线复杂,线路容易老化,线路故障难以排查,设备重新布局要重新布线等问题。特别是在有线网络不通畅或由于现场环境因素的限制而不便架设线路的情况下,给温湿度的数据采集带来了很大的麻烦。要想监测到实时的温湿度数据,就必须采用无线传输的方式对数据进行采集、发送、接收并对无线采集来的数据通过上位机进行处理,以控制并监测设备的运行情况,减少不必要的线路设备开支。 1系统组成框图 本文设计的多路无线温湿度检测系统将单片机检测控制系统和射频通信系统相结合,系统由主机和从机两部分构成,从机负责检测温湿度,并将采集到的数据通过射频系统发送给主机,主机接收从机发送过来的信号,并通过串口和PC机进行通信,记录数据。同时可通过PC机设定报警数据上下限。其系统组成框图如图1所示。 图1系统组成框图

2系统硬件电路 系统的温湿度数据采用数字式温湿度传感器DHT11进行数据采集,以51系列增强型单片机STC12C5A08S2为核心和无线射频nRF2401构成收发电路,从机使用液晶 LCD1602显示,主机显示则使用LCD12864,整个显示系统可与PC上位机相连接。 2.1温湿度采集电路设计 DHT11是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。该传感器应用专用的数 字模块采集技术和温湿度传感技术,具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。图2所示为其温度采集电路。DHT11传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC 测温元件,可与高性能8位单片机相连接。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中,传感器内部在检测信号的过程中可调用这些校准系数。单线制串行接口可使系统集成变得简易而快捷,而且信号传输距离可达20m以上。当连接线长度短于20m 时,应使用5kΩ上拉电阻,大于20m时,应根据情况使用合适的上拉电阻。 图2温度采集电路 2.2无线发射、接收电路设计

通信原理实验报告

实验一、PCM编译码实验 实验步骤 1. 准备工作：加电后，将交换模块中的跳线开关KQ01置于左端PCM编码位置，此时MC145540工作在PCM编码状态。 2. PCM串行接口时序观察 （1）输出时钟和帧同步时隙信号观测：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和输出时钟信号（TP503），观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等）。 （2）抽样时钟信号与PCM编码数据测量：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。 3. PCM编码器 （1）方法一： （A）准备：将跳线开关K501设置在测试位置，跳线开关K001置于右端选择外部信号,用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。 （B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。分析为什么采用一般的示波器不能进行有效的观察。 （2）方法二： （A）准备：将输入信号选择开关K501设置在测试位置，将交换模块内测试信号选择开关K001设置在内部测试信号（左端）。此时由该模块产生一个1KHz的测试信号，送入PCM编码器。（B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以内部测试信号（TP501）做同步（注意：需三通道观察）。分析和掌握PCM编码输出数据与帧同步时隙信号、发送时钟的对应关系。 4. PCM译码器 （1）准备：跳线开关K501设置在测试位置、K504设置在正常位置，K001置于右端选择外部信号。此时将PCM输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。 （2） PCM译码器输出模拟信号观测：用示波器同时观测解码器输出信号端（TP506）和编码器输入信号端口（TP501），观测信号时以TP501做同步。定性的观测解码信号与输入信号的关系：质量、电平、延时。 5. PCM频率响应测量：将测试信号电平固定在2Vp-p，调整测试信号频率，定性的观测解码恢复出的模拟信号电平。观测输出信号信电平相对变化随输入信号频率变化的相对关系。

无线式温度监测系统

无线式开关柜温度监测系统 KITOZER-2200C无线式高压开关柜测温系统为接触式高压隔离测温法，传感器直接与被测物体接触（高压带电体），直接测量带电物体的温度，是采用无线传输方式把测得的温度数值传出，不受高压和环境的干扰，解决了高压带电体不易监测的难题。 无线式高压开关柜测温系统有以下部分组成： 1、开关柜温度传感器（型号：KITOZER-2）： 用于探测触点温度并通过红外无线上传到温度在线监测器（型号DCT-3）。 2、感应电源： 为传感器提供电源。 3、温度接收器： 用于接收温度传感器（KITOZER-2）发射的光信号，并将光信号转换电信号，把数据传输给在线监测器。 4、无线式温度在线监测器（型号：DCT-3）： 具有极高的可靠性和安全性。红外数字解码技术保证了红外线数字传输的可靠性。可以安装到每台高压开关柜上，使运行人员能够

对开关柜触头温度进行准确地巡检，对开关柜运行状态能够及时地掌握。 5、通讯网络： 可采用RS485/无线或其他 网络（如LONG网等），采用屏蔽 双绞线实现当地传输，有效的屏蔽 了强烈的电磁干扰。 6、监控主机： 根据系统的要求可以放置 于当地，也可以放置于集控中心站， 或者调度中心。 7、KITOZER-2200集中监控软件： 安装在监控主机，对开关柜进行自动化巡检，并记录数据。通过该软件，能够查询历史记录，掌握开关柜温度的运行数据，为开关柜的维修提供可靠的依据，实现开关柜的预知维修。该软件同时通过局域网向网络上具有权限的微机发布监控数据。 8、KITOZER-2200C集中监控客户端软件：

安装在局域网内的微机上，通过授权的方式查看开关柜运行温度数据。 DCT-3高压开关柜温度监测器 DCT-3无线式开关柜温度监测器采用红外发射、接收、传输温度信号，通过红外数字编码技术对信号进行识别，每路信号都有固定的唯一编码，保证了信号在无线传输过程中的抗干扰能力，保证了信号的准确性。 DCT-3无线式温度监测器能够一般安装在开关柜的二次仪表室，LED显示屏能够循环显示6-9个通道的温度数值，使运行人员能够对开关柜触头温度进行准确地巡检，对开关柜运行状态能够及时地掌握。并具有超温度上限报警等功能，同时可将温度值通过RS-485接口传到计算机作进一步数据处理，实现开关柜温度的集中监控。 温度监测器的性能指标： 通道：6或9个（支持1到9个无线式温度探测器）。 巡检周期：42s/6通道。 报警输出：1个（无源接点）250Vac,0.6A或24Vdc,5A 网络接口：RS-485。 工作电压：交流220Vac(无需电源适配器)。

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通信原理实验报告 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

实验一常用信号的表示 【实验目的】 掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。 【实验环境】 装有或以上版本的PC机。 【实验内容】 1. 周期性方波信号square 调用格式：x=square(t,duty) 功能：产生一个周期为2π、幅度为1±的周期性方波信号。其中duty表示占空比，即在信号的一个周期中正值所占的百分比。 例1：产生频率为40Hz，占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。如图1-1所示。 clear; % 清空工作空间内的变量 td=1/100000; t=0:td:1; x1=square(2*pi*40*t,25); x2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75); % 信号函数的调用 subplot(311); % 设置3行1列的作图区，并在第1区作图 plot(t,x1); title('占空比25%'); axis([0 ]); % 限定坐标轴的范围 subplot(312); plot(t,x2); title('占空比50%'); axis([0 ]); subplot(313); plot(t,x3);

title('占空比75%'); axis([0 ]); 图1-1 周期性方波 2. 非周期性矩形脉冲信号rectpuls 调用格式：x=rectpuls(t,width) 功能：产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。该函数横坐标范围同向量t决定，其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width 的默认值为1。 例2：生成幅度为2，宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。如图1-2所示。 t=-4::4; T=4; % 设置信号宽度x1=2*rectpuls(t,T); % 信号函数调用 subplot(121); plot(t,x1);

无线测温装置带多种传感器

电力温度监控专家V1.3 XY-KCD-A 电气触点在线测温装置 Installation&Operation Manual 说明书 V1.3 上海贤业电气科技有限公司

安全和注意事项 危险和警告 ■本装置只能由专业人士进行安装和维护。 ■对于因不遵守本手册的说明而引起的故障，厂家不承担任何责任。 触电、燃烧和爆炸的危险 ■设备只能由取得资格的工作人员才能进行安装和维护。 ■对设备进行任何操作前，应隔离电压输入和切断设备的工作电源.■要有一台可靠的电压检测设备来确认电压是否已切断。 ■在将设备通电前，应该将所有的机械部件恢复原位。 ■设备在使用中应该提供正确的额定电压。 ■在通电前应仔细检测所有的接线是否正确。 不注意这些预防措施就有可能会引起严重损害！

目录 一、概述 (4) 二、无线测温系统结构 (4) 2.1无线测温系统结构图 (4) 2.2无线温度传感器 (5) 2.3无线测温主机 (10) 三、显示与参数设置 (17) 3.1显示面板 (17) 3.2参数设置 (18) 3.2.1报警开关设置 (18) 3.2.2参数查看 (19) 3.2.3参数设置 (20) 3.2.4极限温度记录 (24) 3.2.5温度报警记录 (25) 3.2.6温度失衡记录 (26) 3.2.7恢复出厂设置 (26) 3.2.8清除所有用户数据 (27) 四、接线方式 (29) 五、外形尺寸及安装方式 (29) 六、无线测温系统典型组网方式 (30) 七、维修及维护 (30) 7.1有限保用条款 (30) 7.2有限保用范围 (31) 7.3法律责任范围 (31) 附录一：典型接线图 (32) 附录二：通讯协议 (44)

几种无线温度传感器优劣(声表面波等)

依据测温原理的无线温度传感器分类 无线测温系统在电力系统开关柜中投入应用已有多年，而在这几年间，陆续出现了多种类型的无线温度传感器。对于究竟哪一种传感器更适合开关柜内部使用并未有一个明确标准。在此，我们对现今常见的无线温度传感器依据测温原理进行分类以及对各种类型的特点进行一次客观的阐述。 依据测温的原理，应用于开关柜无线测温的无线温度传感器主要可分为四类。一类是利用热敏电阻的温度特性接触式测温的传感器；第二类是利用半导体材料（PN结）的温度特性，接触式测温的传感器；第三类是利用红外热辐射技术，传感器采用红外探头，非接触式测温；第四类是利用压电晶体，采用声表面波技术无源接触式测温的传感器 a.热敏电阻 利用热敏电阻测温的传感器，其原理是热敏电阻的阻值会随温度的变化而改变，通过阻值的大小来反映温度。这种传感器其优点是灵敏度高（因为热敏电阻的电阻温度系数大，阻值随温度改变的变化明显）。缺点是，由于热敏电阻阻值与温度的线性关系较差，直接测量的精度低，必须通过运算补偿才能得到较准确的测量值。电阻元件易老化，使用寿命短，精度及稳定性随使用变差。其无线是体现在通讯方式上，通过传感器内部的A/D转换，将数字信号无线发送出。 b.PN结 采用PN结作为测温元件的无线温度传感器，其原理是PN结的压降随温度的变化而改变，施加恒定电流，通过输出电压的大小来反映温度。其压降与温度的关系几乎为线性，精度高，但灵敏度相对热敏电阻要低，反应时间比热敏电阻长。半导体元件不易老化，使用寿命较长，可靠性高。其无线同样是体现在通讯方式上。 c.红外热辐射 采用红外技术的无线温度传感器，测温原理与常见的红外点温枪基本类似——任何高于绝对零度的物体都在发射出辐射能，辐射能的强度与物体温度有着密切关系，传感器探测物体发出的红外辐射，将辐射能转变为电信号，通过校准运算最终得到被测物体表面的温度。数据进一步通过传输模块无线发射出。红外传感器测温反应灵敏度极高，测温范围远大于其他几种，且非接触式测温使得探头使用寿命更长，对被测点无影响。但红外测温对空间要求较高，探头与被测表面必须无任何阻挡，且探头与被测表面间距受传感器距离比率（D:S）的限制，安装部位的选择不易。 以上三类无线温度传感器一般都是由感温模块（热敏电阻、PN结或红外探头）、数模转换模块、无线射频传输模块以及电源模块（可以是电池或感应取电，本文不对供电方式作讨论或比较）组成。 d.声表面波 基于声表面波的无线温度传感器则与其他类别有较大区别。首先，其最大的特点就是传感器本身不需要电源；其次，其无线并不是仅仅体现在通讯方式上，同时也体现在测温原理上。声表面波无线温度传感器是由天线、叉指换能器、反射栅以及压电基片组成，与其他传感器截然不同。其测温的原理是，传播在压电基片表面的声表面波，其波长和波速会随基片表面或内部相关因素（包括温度）的改变而变化。由对应的接收器发出无线激励信号，信号输入传感器的压电基片激起声表面波，不同温度下，传感器输出不同的信号，信号再由接收器接收，经过调解获取温度值。声表面波传感器体积小，不需要电源，传感器成本低是其主要的优势。但正由于无源，传感器需要接收采集器发出的激励信号，这种激励信号的有效无线传输距离较短；另一方面，由于被测设备的震动产生位移，导致声表面波的相位等发生变化，测温的精度严重降低，而现在尚无较好的校准方式。

通信原理题目

第一章绪论 填空 1、在八进制中（M=8），已知码元速率为1200B，则信息速率为3600b/s 。 2、在四进制中（M=4），已知信息速率为2400b/s，则码元速率为1200B 。 3、数字通信与模拟通信相比较其最大特点是_占用频带宽和__噪声不积累_。 4、数字通信系统的有效性用传输频带利用率衡量，可靠性用差错率衡量。 5、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。 消息：指通信系统传输的对象，它是信息的载体。是信息的物理形式 信息：是消息中所包含的有效内容。 信号：是消息的传输载体！ 信息源的作用就是把各种消息转换成原始信号。 发送设备：产生适合在信道中传输的信号，使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗信道干扰的能力，可能包含变换、放大、滤波、编码、调制等过程。 简答 1、码元速率与信息速率的关系？R b=R B log2M R b信息传输速率R B码元速率M是进制T B码元长度R B=1/T B 2、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 答：按传输信号的复用方式，通信系统有三种复用方式，即频分复用、时分复用和码分复用。频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用抽样或脉冲调制方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用则是用一组包含正交的码字的码组携带多路信号。 3、解释半双工通信和全双工通信，并用实际通信系统举例说明？ 半双工，双向不同时通信，如：对讲机；双工，双向同时通信，如：移动通信系统 4、简述数字通信系统的基本组成以及各部分功能，画出系统框图。 信源：把各种消息转换成原始信号。 信道：用来将来自发送设备的信号传送到发送端。 信宿：传送消息的目的地。 信源编码/译码：提高信息传输的有效性，二是完成模/数转换。 信道编码/译码：作用是进行差错控制。 加密解密：为了保证所传信息的安全。 数字调制解调：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道传输的带通信号。 第二章确知信号 填空 1、确知信号：是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。

基于声表面波的无源测温阅读器设计与实现

２０１８年 第４期 仪表技术与传感器 Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ Ｓｅｎｓｏｒ ２０１８ Ｎｏ．４ 基金项目：北京理工大学珠海学院科研发展基金项目（ＸＫ－２０１５－０１） 收稿日期：２０１７ －０３－２８基于声表面波的无源测温阅读器设计与实现 殷 宁１，２，张连波２，苏秉华１，２，李天阳１ （１．北京理工大学光电学院，北京 １０００８１；２．北京理工大学珠海学院信息学院，广东珠海 ５１８０８８） 摘要：针对封闭开关柜中的开关触头温度实时监控的问题，设计了一种基于声表面波无源无线测温系统阅读器，包含发射机二接收机二电源二控制与回波信号处理模块以及上位机软件三为了电路设计更加灵活二紧凑，采用专用收发芯片实现收发信机，使用ＦＰＧＡ进行电路配置二控制以及回波信号处理，最后通过系统测试证实了阅读器设计的可行性三关键词：声表面波；无源无线；温度监测；信号处理 中图分类号：ＴＮ９８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－１８４１（２０１８）０４－００５１－０４ ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐlｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＲｅａｄｅｒＢａｓｅｄｏｎＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ ｆｏｒＰａｓｓｉｖｅＷｉｒｅlｅｓｓＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ＹＩＮＮｉｎｇ１，２，ＺＨＡＮＧＬｉａｎ?ｂｏ２，ＳＵＢｉｎｇ?ｈｕａ１，２，ＬＩＴｉａｎ?ｙａｎｇ１ （１．Ｓｃｈｏｏl ｏｆＯｐｔｏｅlｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏlｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏl ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏlｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏlｏｇｙ，Ｚｈｕｈａｉ５１８０８８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｒｅａｌ?ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｆｏｒｃｏｎｔａｃｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｔｈｅｅｎｃｌｏｓｅｄｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ，ａｒｅａｄｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｔｈｅｐａｓｓｉｖｅｗｉｒｅｌｅｓｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｓｕｒｆａｃｅａｃｏｕｓｔｉｃｗａｖｅｄｅｖｉｃｅ．Ｔｈｅｒｅａｄｅｒｉｎｃｌｕｄｅｄｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ，ｒｅｃｅｉｖｅｒ，ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ，ｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｅｃｈｏｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ，ａｎｄｔｈｅｈｏｓｔｃｏｍｐｕｔｅｒｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｆｏｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｍｏｒｅｆｌｅｘｉｂｌｅａｎｄｃｏｍｐａｃｔｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｗａｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＡＳＩＣｃｈｉｐｓ．Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｃｉｒｃｕｉｔｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，ｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｅｃｈｏｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｗｅｒｅｒｅａｌｉｚｅｄｗｉｔｈＦＰＧＡ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅａｄｅｒｄｅｓｉｇｎｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔｅｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｒｆａｃｅａｃｏｕｓｔｉｃｗａｖｅ；ｐａｓｓｉｖｅｗｉｒｅｌｅｓｓ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓ ０ 引言 当前电力系统温度监测方法主要包括感知测温二红外测温及光纤测温三感知测温可大概判断发热故障，但难以准确获取温度情况三红外测温设备体积较大，只能监测红外线直射到的开关触点三光纤测温安装难度大二设备成本昂贵，且易受外界环境影响三 声表面波无源无线测温系统［１－２］中的传感器具有无源二耐高温二体积小以及适应复杂环境等优势，近年在电力行业中得到推广使用，解决了高压开关柜触头温度难以监测的问题三 基于以上研究背景，设计了一种基于声表面波技术的无线无源测温阅读器并进行了系统测试三１ 系统设计１．１ 总体设计 无线无源测温阅读器包含发射机二接收机二电源二控制与回波信号处理模块以及上位机软件，见图１三 其中发射机负责激励信号的发送；接收机负责回波信号接收；ＦＰＧＡ中的控制与回波信号处理模块负责配置信号源的输出频率，生成开关控制信号，同时对采集的回波信号进行频率估计，输出频偏给ＰＣ上位机软件，由软件计算得到待测温度 三 图１ 阅读器总体设计 在激励信号发射阶段，信号源产生的特定频率单音信号，经过锁相环倍频与放大后，通过天线发射出去成为激励信号三声表面波传感器通过天线接收激励信号，然后传感器上的叉指换能器将激励信号转换为声表面波三声表面波包含了表征温度信息的信号，此信号被叉指换能器又转变成电磁波，成为传感器的回波应答信号通过天线发射出去三 万方数据