摘要：规划了一种根据MSP430的试验室配电箱无线安全监测体系，具体介绍了该体系的硬件模块和软件模块。该体系以MSP430为处理器芯片，由无线数传模块APC230和其他操控电路构成的规划计划，无线模块将数据发送至主机，体系对电流电压温度信号巨细设定了报警规模，能有用监测验验室配电箱的安全，给出了各部分硬件电路规划和软件流程。
关键词：安全监测;APC230;MSP430
试验室是教育科研的重要基地，试验室的安全办理是试验作业正常进行的根本确保，试验室是培育学生实践才能和立异才能的重要环节。试验室供电线路的装置有必要契合试验教育的需求和安全用电的有关规定。试验室中线路组装在配电箱，因而，对试验室配电箱安全的监测研讨，是试验室人员设备安全的确保。
本规划选用单片机操控对试验室配电箱的电流电压温度等信息进行数据收集、调度、剖析，经过数码管显现所收集到的数据，用发光二极管显现操控器的状况，传统的试验室监控办法选用模仿信号传输的视频监控，而本文运用无线发射模块发送至上位机。若所收集数据有反常，则体系主动报警。
1 体系硬件规划
MSP430单片机是一款新式高速、超低功耗、抗超强搅扰的单片机。内部集成高速10位或12位A/D转化器，最大转化速度能够到达200 k/s，在强电磁搅扰的场合仍然不会下降精度，能够满意大多数数据收集运用。最高作业频率可达25 M，完结40 ns的指令周期，能够高效有序地完结体系数据收集剖析。内部自带2个不同的时钟体系，还有丰厚的片内外设，为体系的单片解决计划供给了极大的便利。别的，MSP430单片机的中止源较多，而且能够恣意嵌套，运用时灵敏便利。当体系处于省电的低功耗状况时，中止唤醒只需5μs。它的便利高效的开发环境，能够满意体系的要求。体系硬件的整体框图如图1所示。
体系首要由信号收集调度模块、单片机操控模块、数据显现模块和无线发射模块组成。体系中的信号收集调度模块经过电流电压互感器将接纳到的电流、电压信号进行处理发送至单片机，显现模块将显现收集到的数据，一起无线发射APC230将收集的数据发送至主机，若有反常，给出报警信号，体系呼应报警。
1.1 无线发射
APC230是高度集成半双工微功率无线数据传输模块，其嵌入高速单片机和高性能射频芯片，传输间隔长，可达1 800 m(9 600 bps)，且体积小，功耗低，成本低，运用快捷，传输功率高。试验室间隔办公室电脑有必定间隔，需求设备抗搅扰强以及灵敏度高，APC230可契合，它最大能够纠24 bits接连突发过错，到达业界的领先水平。APC230模块供给了多个频道的挑选，可在线修正串口频率，发射功率，射频速率等各种参数。还能够通明传输任何巨细的数据，无须编写杂乱的设置与传输程序，作业频率规模为418～455 MHz(1 kHz步进)，大于100个频道，GFSK的调制办法，UART接口，RS232/RS485可定制，超大的256bytes数据缓冲区，合适大数据量传输，内置看门狗，确保长时间牢靠运转。实践运用中，APC230模块除了正常的地和电源脚以外，只要接纳端和发送端与单片机设备相连以及SET参数设置脚与设备相接，其他脚可悬空。
1.2 信号收集模块
信号收集调度模块分为信号收集以及信号调度两部分。信号收集运用立式穿芯精细沟通TA1016-1 M电流互感器和微型精细沟通TV1013—1M电压互感器以及DS18B20温度传感器别离收集电流、电压和温度信号。互感检测法一般用于高电压大电流的当地，而且是沟通，因而用互感器，所用电流电压互感器的体积小，精度高，电压阻隔才能强，安全牢靠。TA1016-1M四个引脚端，1、2脚悬空，电线穿芯经过电流互感器的3、4脚，电流检测的办法实践上便是检测电压，再核算出电流。图2是电流互感器的实践运用图。
电流互感器的额外输入电流是额外输出电流的1 000倍，I1是输入电流，I2是互感后的电流，经过互感器输出的电压是电阻Rf两头的电压，最终核算时要I2扩大1000倍得到电线输入电流，额外采样电压≤0.5倍IC电源电压。电流互感器初级串联于被测电流回路中，次级应近似作业于短路状况。电流互感器次级电路不允许开路，所以不要装熔断器。电压检测比较简单，一般能够并接在待测电压的线端，这儿的TV1013-1M四个引脚中，1、2脚接输入电压，互感后3、4脚输出电压，经过互感器后得到的电压便是电阻Rf两头的电压。图3是电压互感器的实践运用图。
电压互感器的额外输入电流是额外输出电流的1 000倍，I1是输入电流，I2是互感后的电流，经过互感器输出的电压是电阻Rf两头电压，最终核算时要I2缩小一半得到电线输入电流，额外采样电压 ≤0.5倍%&&&&&%电源电压。电压检测比较简单，一般能够并接在待测电压的线端，这儿的TV1013-1M四个引脚中，1、2脚接输入电压，互感后3、4脚输出电压，经过互感器后得到的电压便是电阻Rf两头的电压。
1.3 信号调度
配电箱中电线输入沟通信号，因而经过互感器输出的电压电流是沟通信号，所以调度电路中选用的是双电源运放uA 741，调度电路输出的信号要接到单片机MSP430的A/D口，A/D口是单极性的，信号巨细要操控在0～5 V之间，因而需求将互感器输出的信号举高使收集到的信号在高速采样时峰峰值都在0～5 V之间。设定电流互感器的输入电流最大不超越8 A，超越8 A判定为反常。则电阻Rf两头电压最大为1.92 V，经过调度电路，使电压上抬2.5 V，输出电压在0.58 V～4.42 V之间。经过高速采样，将采到的信号取平均值，除以1.414得到直流信号，输送给单片机的A/D口引脚。
电压互感器的调度电路与电流信号的调度电路相同，仅仅调度电路中上抬后的电压巨细不相同。得到输出电压在0.5 V～4.5 V之间，高速采样后，将采到的信号取平均值，然后除以1.414得到直流信号，能够输送给单片机的A/D口引脚。
1.4 显现及报警模块
该模块由数码管显现和按键操控部分组成。设定电流不超越8 A，电压不超越380 V，温度不超越-20℃～80℃，若超越，则蜂鸣器报警。按键操控包括复位按键和消除报警键。当参数超越体系设定值，复位键用于体系初始化，消除报警键可取消蜂鸣器报警，及时处理各种问题。四位数码管显现丈量数据，每次只显现一项丈量值，每两秒替换一次，用LED灯区别不同显现数据，便于作业人员对试验室实时监测。
2 软件规划
本文中的软件规划部分悉数选用C言语编程，可进步程序的运转速度和功率，选用模块化的程序结构，各个功用子模块独立，调试便利，便于操控功用的进一步扩展。首要单片机STC12C5A60S2和温度传感器DS18B20别离初始化，60S2接纳传感器和互感器传输来的数据，进行判别，是否超出预警值，如超越则报警，数据正常，则显现数据并APC230无线发射数据。这是整个计划的软件规划流程，如图4所示。
3 体系测验
本文首要测验电压电流信号，高压电比较风险，因而用模仿箱测验剖析成果。用模仿电子箱测验电流互感器可得到如表1的数据。
在模仿电子箱上电流互感器输入的电压太小，致使输出的电压很小，从而核算所得的电流太小，实践的配电箱中电压输入比模仿时大的多，电压输出也会增大，相同电流也大。这儿测得的输入电流到达体系要求，试验数据在可测规模内。
用模仿电子箱测验电压互感器可得到如表2的数据。
经检测，实践输出电压比理论值偏小，可能是电阻比实践小一些，引起的电压偏小或电路中消耗掉一部分电压引起的。互感器测验的电流、电压在传输过程中，受外界的搅扰，在检测数据时会呈现电流电压偏小的现象，别的电流电压输入的值偏小，简单引起较大的差错。但根本不影响互感器的运用，本规划的电压电流互感器都是能够正常运用的。
4 结束语
本规划完结了对配电箱电流电压温度的采样剖析，实时发送丈量数据给作业人员，监测体系作业牢靠，丈量精度高，规划成本低，不需求大型设备，互感器耐压值高，受外界搅扰小，具有报警提示功用可及时处理突发事端，能够到达监控要求，在试验室安全监测方面有较大实用价值。
