2。1 系统的总体方案

本课题主要是对变电站各个设备的温度监测系统进行设计，整个系统包括现场数据采集、通信、后台计算机等系统模块，数据采集就是将温度传感器测得的温度传送给单片机进行处理，通信则是将单片机处理好的数据通过网络技术传送给计算机，而后台计算机则是显示采集到的数据，工作人员可以通过后台计算机进行查看，具体系统结构如图2-1所示：

图2-1 设计整体布局

整个方案设定是由测温芯片、单片机和无线通信组成，主要应用在各种开关柜、母线接头、电缆接头、变压器外壳等重要设备。温度传感器安装在需要测温的地方，再将所测得的温度数据通过无线网络传送到数据接收方，单片机就会对收集到的温度数据进行处理，再将处理后的数据通过LCD液晶显示器显示，若测得的温度超过预设值，声光报警器则报警；若测得的数据在预设值范围内，则系统正常工作，继续采集系统，而系统的报警预定值可以通过按键输入进行修改。同时单片机还会通过CAN总线将数据传送到后台计算机，计算机就可以显示变电站内设备的温度情况，工作人员通过监视计算机就可以实时观察到温度变化，并且及时做好预防措施。论文网

本设计中起着中心控制以及协调作用是单片机MSP430F149，其功能分配图如图2-2所示：

 模块原理图

2。2 硬件的选型

2。2。1 单片机的选型

单片机在测温系统中扮演着十分重要的角色，其选型结果决定了整个系统的功能能否顺利实现。在各个模块整体运行时，单片机指挥分配着各个部分的运作任务，比如信息收集、计算和解析传输等，几十年的进程以来，单片机的开发实现了很多功能特征，如功耗小、成本小、性能大、小体积等，并且在多个畛域被广泛的使用。对于单片机的选型要仔细考虑其性能及容量，假如选择的单片机类型，其功能远超过系统的需求，这样不仅增加了经济成本，还会因不合理利用而白费材料；假如选定的单片机包含的性能没有办法符合要求，那么在设计系统时就要加入很多外围电路，这样会使电路复杂，成品体积加大，还会干扰系统的稳定性、灵敏性，同时也会给后续系统检修维护带来不便[18]。因此，要正确的结合课题需求，满足系统设计所需的要求的同时，还要降低设计成本。

本课题对单片机的要求有：处理速度快、结构简单、又能满足测温的实时性、功耗小、安全可靠、成本小，所以采用MSP430系列单片机作为整个测温系统的核心，本设计使用单片机MSP430F149，其管脚分配如图2-3所示：

 MSP430F149管脚分配图

MSP430系列单片机主要包含中央处理器、程序和数据存储器、外围模块这三个功能部件。具体如下：

（1） MSP430所设计出来的CPU结构使得单片机指令简单明确且透明度高，加强了MSP430的实时处理数据信息能力；

（2） 存储器分为程序存储器和数据存储器。

MSP430F1XX系列单片机片内RAM容量大大增加，方便在MSP430单片机中引入实时操作系统。详细特点如下：

①工作电压：1。8～3。6V；

②超低功耗：

活动模式：160μA；

等待模式：0。7μA；

掉电模式（RAM保持）：0。1μA；

③5种节电模式；

④125ns指令周期；

⑤基本时钟模块配置：

一个外部电阻；

多个内部电阻；

32KHz晶振；

外部时钟源。

2。2。2 温度传感器的选型

温度采集模块的温度传感器需要根据设备的不同要求来选定，例如，高压开关柜内部线路分布较为复杂，对传感器的尺寸大小要求十分高，且择温度传感器的类型也会影响到系统电路的复杂度；测变压器外壳温度时，也需要温度传感器有体积小、灵敏性好、易安装等特点。因此温度传感器型号的选择也很重要。最终选择的温度传感器的型号不但会决定安装工程的难易度，影响工作进展，还决定了此次设计在投入使用后是否能够准确的测量所需的温度值，目前，主要的温度传感器及其详见附录1中的附表2。