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          淺談基于GSM的配電室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與產(chǎn)品選型

          更新時(shí)間: 2023-06-25   點(diǎn)擊次數(shù): 943次

          摘要:利用GSM無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣泛、使用可靠等優(yōu)點(diǎn),本文研究了采用短信消息(SMS)對(duì)配電室濕度、漏水及煙氣等指標(biāo)的異常進(jìn)行報(bào)警的智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能及時(shí)通過(guò)SMS技術(shù)將異常現(xiàn)象傳到中控室的計(jì)算機(jī)及值班人員手機(jī)上,并能作出顯示異常發(fā)生地點(diǎn)、時(shí)間及語(yǔ)音提示等動(dòng)作,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人監(jiān)控。相比傳統(tǒng)監(jiān)控方式,該系統(tǒng)具有成本低、可擴(kuò)展性好的優(yōu)點(diǎn),具有良好的應(yīng)用前景。

          關(guān)鍵詞:GSM短信消息SMS配電

          1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

          如圖1所示為配電室環(huán)境傳感器布局圖。該配電室分布了濕度傳感器、漏水傳感器、煙氣傳感器和溫度傳

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          圖1配電室環(huán)境傳感器布局圖

          主要是考慮到影響配電室正常工作的主要因素有:(1)濕度,冬天暖氣跑水產(chǎn)生大量的水蒸氣,會(huì)使配電柜內(nèi)部器件出現(xiàn)短路問(wèn)題。(2)漏水,房頂漏水從配電柜頂部流入到配電柜里,使配電柜內(nèi)部器件短路損壞。(3)煙氣,配電柜內(nèi)電路設(shè)備可能會(huì)因老化問(wèn)題出現(xiàn)短路甚至火災(zāi)問(wèn)題,該現(xiàn)象可能會(huì)伴有火花、氣體等現(xiàn)象發(fā)生。

          本監(jiān)控系統(tǒng)主要由環(huán)境傳感器(濕度傳感器、漏水傳感器、煙霧傳感器及溫度傳感器)、總線(xiàn)控制器監(jiān)控分站、SMS報(bào)警模塊及中控計(jì)算機(jī)組成。如圖2所示。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)如下功能有:

          (1)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電室濕度、漏水、煙氣、溫度等環(huán)境指標(biāo)。

          (2)當(dāng)出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí),能及時(shí)將信息發(fā)送給中控計(jì)算機(jī)

          (3)進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警。

          image.png

          圖2監(jiān)控系統(tǒng)原理圖

          2軟硬件設(shè)計(jì)

          2.1硬件設(shè)計(jì)

          濕度監(jiān)測(cè)主要是為監(jiān)測(cè)冬天暖氣跑出水蒸氣引起配電柜內(nèi)部電路短路的問(wèn)題。濕度情況采集系統(tǒng)選用Honeywell公司的HH3610相對(duì)濕度濕度傳感器,該傳感器是線(xiàn)性的頻率輸出濕度檢測(cè)模塊,且可以實(shí)現(xiàn)一總線(xiàn)通信,使用十分便捷。

          漏水檢測(cè)主要是針對(duì)房頂是否存在漏水從配電柜頂部流入配電柜的問(wèn)題,可采用漏水繩作為采集傳感器,在實(shí)際檢測(cè)中設(shè)定一個(gè)*低報(bào)警值,用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際情況自行設(shè)定。

          煙氣傳感器是火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)中的傳感器,也是火災(zāi)發(fā)生的重要信息。系統(tǒng)選用DS250TH傳感器,該傳感器采用紅外光電衰減式監(jiān)測(cè)原理且為差分輸出信號(hào),能有效消除外界雜散光的干擾。

          溫度傳感器主要要實(shí)現(xiàn)配電室現(xiàn)場(chǎng)的溫度與溫度變化速率的采集。該系統(tǒng)選用了DALLAS公司的數(shù)字式集成溫度傳感器DS18B20,該芯片具有硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)需外接電路即可實(shí)現(xiàn)據(jù)準(zhǔn)確可靠測(cè)量。

          監(jiān)控分站由MCUat89c52控制模塊[3]、GSM通信模塊及RS-232接口電路及手動(dòng)脫扣構(gòu)成,利用串口轉(zhuǎn)換器,將串口轉(zhuǎn)換成RS-485電平與各個(gè)傳感器模塊進(jìn)行通信,將濕度傳感器模塊、漏水傳感器模塊、氣體傳感器模塊、煙霧傳感器模塊和溫度傳感器模塊的信號(hào)進(jìn)行處理,將采集來(lái)的數(shù)據(jù)與預(yù)定閥值對(duì)比判斷,若超過(guò)則通過(guò)SMS短信平臺(tái)將報(bào)信息傳送給中控計(jì)算機(jī)及監(jiān)控人員手機(jī)中,同時(shí)可通過(guò)系統(tǒng)反饋信息控制脫扣電路切斷電路,從而保證現(xiàn)場(chǎng)安全。下圖4為脫扣控制電路框圖。

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          圖3脫扣控制電路

          系統(tǒng)GSM通信模塊采用Siemens公司的新一代無(wú)線(xiàn)通信模塊TC35i[4],該模塊可以提供穩(wěn)定可靠的短消息服務(wù)(shortMessageService)。GSM模塊正常工作頻段為900MHz和1800MHz兩個(gè)頻段,對(duì)應(yīng)頻段功耗分別為2W和1W。模塊有AT命令集接口,支持文本短消息。通過(guò)40引腳的ZIF連接器與外界連接,另有50Ω天線(xiàn)連接器連接天線(xiàn)。GSM通信模塊的組成框圖如圖4所示。

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          圖4GSM通信模塊組成框圖

          中控計(jì)算機(jī)主要用于接收監(jiān)控分站發(fā)送來(lái)的異常狀況,并根據(jù)事前對(duì)各個(gè)配電室分配的編號(hào),能準(zhǔn)確判斷出異常的來(lái)源地,然后將相關(guān)的信息進(jìn)行報(bào)警顯示和語(yǔ)音提示,同時(shí)將該異常的發(fā)生時(shí)間地點(diǎn)等信息進(jìn)行存儲(chǔ)。

          2.2軟件設(shè)計(jì)

          2.2.1軟件流程

          監(jiān)控分站上電自檢、初始化以后,程序首先開(kāi)始采集濕度傳感器、漏水傳感器、煙氣傳感器及溫度傳感器數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)信號(hào)處理以后,將所獲取的參數(shù)與預(yù)設(shè)閥值進(jìn)行比較判斷。

          2.2.2SMS短信處理策略

          當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到異常狀況時(shí),將自動(dòng)根據(jù)預(yù)設(shè)定聯(lián)系信息,向中控計(jì)算機(jī)發(fā)送相應(yīng)SMS信息,以便及時(shí)解決異常狀況。

          strMsgH.Format(_S(“當(dāng)前濕度傳感器報(bào)警"),s);

          }

          elseif(l>l_max)

          {bNormalL=FALSE;

          strMsgL.Format(_S(“當(dāng)前漏水傳感器報(bào)警"),s);

          }

          elseif(s>s_max)

          {bNormalS=FALSE;

          strMsgS.Format(_S(“當(dāng)前煙霧傳感器報(bào)警"),s);

          }

          elseif(t>t_max)

          {bNormalT=FALSE;

          strMsgT.Format(_S(“當(dāng)前溫度傳感器報(bào)警"),s);

          }

          if(CtestApp::Messagenum1==0)

          {//調(diào)用sendSMS()函數(shù)發(fā)送報(bào)警信息

          For(i=0,i<1000,i++);

          Intret=sendSMS(CTestApp,CTestApp::ListNums,buf2);

          CTestApp::Messagenum1++;}

          3安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

          3.1概述

          配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏、通訊管理機(jī)、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)(云臺(tái)球機(jī)、槍機(jī))、環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)(溫度、濕度、水浸、煙感)、控制子系統(tǒng)(燈光、空調(diào)、除濕機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵)、門(mén)禁監(jiān)控子系統(tǒng)(讀卡器、開(kāi)門(mén)按鈕、磁力鎖)、安防監(jiān)控子系統(tǒng)(雙鑒檢測(cè)器)。

          3.2應(yīng)用場(chǎng)所

          適用于軌道交通,工業(yè),建筑,學(xué)校,商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶(hù)端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

          3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

          3.4系統(tǒng)功能

          3.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

          能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電室環(huán)境參數(shù)信息,實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

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          3.4.2數(shù)據(jù)查詢(xún)

          在人機(jī)界面中,可以直接查看配電室中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

          3.4.3曲線(xiàn)查詢(xún)

          可以直接查看各電參量曲線(xiàn)。

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          3.4.4運(yùn)行報(bào)表

          查詢(xún)配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表。

          image.png

          3.4.5實(shí)時(shí)告警

          具有實(shí)時(shí)告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟取穸取⒂泻怏w、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

          image.png

          3.4.6歷史事件查詢(xún)

          能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、事故分析。 

          image.png

          3.4.7用戶(hù)權(quán)限管理

          設(shè)置了用戶(hù)權(quán)限管理功能,可以定義不同級(jí)別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權(quán)限。

          image.png

          3.4.8網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

          支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

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          3.4.9遙控功能

          可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

          image.png

          3.5系統(tǒng)硬件配置

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