基于STM32系列单片机的热谱测温枪的设计

基于STM32系列单片机的热谱测温枪的设计

隆海

(广东电网有限责任公司中山供电局)

摘要：本论文对现配电网中重要的配电柜设备主要手段进行测温，采用分级机制原理，根据历史数最高、最低负荷据进行判断是否存在异常发热情况，本文主要介绍该设备的软硬件设计原理。

关键词：STM32、热谱、发热

一背景

长期以来，配电柜维维保工作一直是配电系统运行可靠性的薄弱环节之一。配电柜点多、面广，经常巡视并到位管理不实际，而配电柜是高、低压成套装置集中的地方，是城市配电网络的枢纽点，它遍布城乡各处。而发热是判断故障的重要条件。本软件适用于电气行业，用于监测电气设备温度并记录保存。

二软件设计

2.1软件用途

本软件的用途是嵌入在相应硬件系统中的管理单片机中，使嵌入系统中的管理单片机向控制单片机发送控制命令，并且提供友好的人机界面，实现对电气设备的温度监测与记录。并且通过串行口向控制单片机发出控制命令和控制参数。

2.2本软件的运行硬件环境

系统中的管理单片机，型号是STM32系列单片机中的stm32f103rct6，本嵌入式软件用于以该单片机为核心的控制装置，要求系统的时钟频率72MHz，与上位机之间的通讯波特率115.2k及以下，通讯协议按照MODBUS，属于主从机通讯，数据格式是8位数据，主机可以管理多个单片机，构成为多机系统，控制机的数量小于255。构成为多机系统时，每个管理单片机有一个一字节的专有地址标识码，用于上位机（或管理单片机）识别被控制单片机的身份。

2.3本软件的运行软件环境

本软件是嵌入式的软件，软件的操作系统为FREERTOS。

2.4程序的流程图

表1主程序流程图

三硬件设计电路图

设计电路图

四操作说明

4.1工作过程描述

给热谱测温枪上电后本软件控制单片机进入工作状态。

4.1.1进入工作状态后

1．进入初始化程序，初始化程序中首先将内存清零，.然后把单片机的所有外设复位，初始化FLASH和系统定时器。

2．初始化系统时钟，把系统时钟配置成两个时钟源，一个是使用外部时钟源8Mhz，然后PLL倍频成72Mhz供单片机主频；另一个使用外部时钟源32.768KHz，供计算时间日期使用。

3．使能GPIO端口，DMA模块，SDIO模块,SP模块、ADC模块、定时器2模块。判断备份数据是否有效，如果有效，则继续往下走，如果无效，则提示从新设置时间日期。初始化E2PROM外设，然后读取系统配置好的参数。初始化FREERTOS操作系统相关函数，进入FREERTOS操作系统主循环函数。

4．此后通过串行口向控制单片机发送控制信息，接收完毕代码2DH，串行中断子程序中设置27H位为1态，此后进入工作循环。

5．查询按键状态判断操作命令，对应P1口的各位定义如下：引脚XXXXP0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6结束工作暂停工作

6．按动对应的按键，完成相应的工作。

7．如果程序查寻到按键发出的控制命令或程序运行结果需要给控制单片机发出指令时，程序会根据命令或指令通过串行口发出下表给出的代码。

8．如果程序没有查寻到按键发出的控制命令，运行结果也不需要给控制单片机发出指令。

五总结

配电柜在整个配网中位置关键，而管理难度较大，因此，研发一套STM2的监测工具，对现场实际管理与维护具有重大积极意义。在实际运用中配电设备发热只是其中一个问题，很多方面都需要辅助不同的设备、传感器进行综合监控，所以基于此系统的全面研发推广与应用非常有必要，其能为设备的安全可靠运行提供了保障，更为用电客户提供了更加优质高效的供电服务。

基金项目：广东电网有限责任公司中山供电局2019年科技（含职创）项目（032000kk52190008）