鄭云玲

（作者單位：江西七0六電視調(diào)頻臺）

無線測溫系統(tǒng)在高山臺監(jiān)控中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

鄭云玲

（作者單位：江西七0六電視調(diào)頻臺）

隨著高山臺監(jiān)控技術(shù)的提高，對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤有助于提前預(yù)防播出故障?；诖耍接憻o線測溫系統(tǒng)在高山臺監(jiān)控中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，旨在利用現(xiàn)有的技術(shù)和設(shè)備低成本對現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)對溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

無線測溫系統(tǒng)；高山臺；監(jiān)控系統(tǒng)

1　無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1無線或有線

無線通信是現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的新趨勢，在數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)監(jiān)測方面越來越有著重要的地位。有線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和實(shí)時(shí)監(jiān)測，但是天饋線系統(tǒng)接頭在發(fā)射塔的高位，有線既增加了塔的整體重量，風(fēng)吹雨淋也增加了漏電的安全隱患，高山臺天線和機(jī)房所在的范圍非常廣，采集的節(jié)點(diǎn)多，作用范圍也廣，布線繁瑣成本高。隨著無線技術(shù)的提高，高山臺測溫采用無線方式成為解決這一問題的最佳選擇。

1.2采用無線方式的難點(diǎn)

高山臺通常都有大功率的調(diào)頻信號，所使用的設(shè)備要有一定的抗干擾能力和抗高磁場的能力。

1.3無線測溫系統(tǒng)的架構(gòu)

無線測溫系統(tǒng)包含了數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲和處理，是把計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)進(jìn)行融合，涉及了微傳感器和微機(jī)械、通信、自動控制以及人工智能等多學(xué)科的應(yīng)用，系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集和處理模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)控和處理模塊

1.4數(shù)據(jù)采集和處理模塊

數(shù)據(jù)采集模塊是整個(gè)無線測溫系統(tǒng)的基礎(chǔ)，包括溫度傳感器和采集器組成，系統(tǒng)的運(yùn)行必須依賴于數(shù)據(jù)采集模塊所采集的數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)采集模塊必須選用安全可靠的數(shù)據(jù)傳感器。

1.4.1溫度傳感器

電子文檔是記錄圖書館生產(chǎn)的良好憑證，通過對電子文檔的分析和整理，容易發(fā)現(xiàn)圖書館業(yè)務(wù)和讀者使用的規(guī)律，從而改進(jìn)服務(wù)方式和手段，為圖書館管理人員提供決策支撐材料。電子文檔存貯在計(jì)算機(jī)中，通過檢索軟件進(jìn)行檢索，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播，方便用戶對文檔資源的搜索，節(jié)省查閱資料的時(shí)間。

本系統(tǒng)采用DS18B20溫度傳感器，這種傳感器物理化學(xué)性非常穩(wěn)定，溫度測量范圍為-55～+125 ℃，測溫分辨率可達(dá)0.062 5 ℃，工作電源為3～5.5 V可采用寄生電源等多種方式。無線傳感器中的無線溫度采集模塊采用單總線的數(shù)據(jù)傳輸，電路結(jié)構(gòu)簡單，硬件由64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器這4部分組成。功能上：傳感器模塊進(jìn)行采集信息和進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；處理器模塊既要對傳感器進(jìn)行處理還要對其他節(jié)點(diǎn)傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)要兼對自身采集和接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；無線通信模塊對用于無線數(shù)據(jù)的的傳送無線的方式完成信息的交換和數(shù)據(jù)的接收；能量供應(yīng)模塊，在天饋線系統(tǒng)中的溫度傳感器處于鐵塔上日照充分，為了避免頻繁更換電源，采用小太陽能電池板供電，而在功分器的饋管接頭和配電柜以及發(fā)射機(jī)中的采用內(nèi)置鋰電池為電源，電源有效期為8年，具有電量告警功能。

安裝方式上，天饋線系統(tǒng)中，天線上的饋線接頭很粗大采用“面”方式，在饋線頭上按4個(gè)方位進(jìn)行并聯(lián)布置成一個(gè)水平面。在配電柜和發(fā)射機(jī)中由于是檢測單個(gè)連接接頭采用“點(diǎn)”方式分布。為了減少調(diào)頻信號的干擾，定制了小金屬盒，將溫度傳感器放入小金屬盒內(nèi)，外面用手表形狀的樹脂帶進(jìn)行扣壓引出I/ O線與外接電源和閱讀器連接。

1.4.2無線傳輸采集器

對于溫度傳感器的信號采集采用Nrf24L01單片射頻發(fā)射器。主要由內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等功能模塊，工作頻率在2.4～2.5 GHZ ISM頻段，工作電流在9～12 mA之間，有多重低功率模式耗電低，供電電源通過電容隔開有利于得到穩(wěn)定的電源。系統(tǒng)工作時(shí)上位機(jī)定時(shí)發(fā)送讀取溫度命令，通過串口將命令傳到單片機(jī)，經(jīng)過處理后通過無線模塊發(fā)送命令，在下位機(jī)端的無線模塊發(fā)生中斷，在中斷中處理處理收到的數(shù)據(jù)，下位機(jī)通過控制得到的溫度數(shù)據(jù)通過無線模塊發(fā)送到上位機(jī)；同時(shí)，還能通過鍵盤設(shè)計(jì)提供人機(jī)交互，顯示采用液晶屏顯。

1.5數(shù)據(jù)監(jiān)控處理模塊

數(shù)據(jù)的監(jiān)控和處理模塊主要是通過監(jiān)測軟件直觀的進(jìn)行監(jiān)測和處理，該軟件主要有以下一些功能

1.5.1采樣監(jiān)控處理模塊

采樣監(jiān)控所取得的溫度數(shù)據(jù)通過串口傳輸給PC，PC采用QT軟件進(jìn)行處理，串口數(shù)據(jù)讀出后用QT軟件數(shù)據(jù)庫QSQLite進(jìn)行存儲。在生成新的數(shù)據(jù)庫的同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)表，能在窗口部件中進(jìn)行顯示。窗口中可以直觀地看到天饋線，配電柜和發(fā)射機(jī)3個(gè)部分的溫度信息，每個(gè)部分里可查看到子信息顯示溫度上限和下限，太陽能電池板和鋰電池板的電壓以及ID；同時(shí)，能以曲線顯示選定的溫度傳感器的溫度變化也能顯示同一時(shí)間段各傳感器實(shí)時(shí)溫度；可以查詢到歷史和通信故障數(shù)據(jù)以及越限故障數(shù)據(jù)，如果有越限現(xiàn)象能及時(shí)顯示紅色并以提示音形式加以提示。

1.5.2設(shè)置

監(jiān)控軟件不僅能對用戶名和密碼進(jìn)行管理，還能對軟件的一些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如對報(bào)警參數(shù)、通訊參數(shù)、語音報(bào)警參數(shù)還曲線顏色等進(jìn)行設(shè)置，還能添加和管理子信息，并能對曲線圖形進(jìn)行打印。

2　結(jié)語

利用現(xiàn)有的技術(shù)和設(shè)備低成本對現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)對溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免發(fā)生更重大的安全事故。