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摘 要： 本文主要介绍基于MSP430F5529单片机的二次间设备无线供电、温度实时监测显示的控制系统设计。设计系统采用MSP430F5529单片机作为中控芯片，配合温度传感器及液晶显示屏实现了多功能、远距离、大功率传输电能，便捷智能的为二次间设备输电。
关键词： 无线输电；二次间设备；MSP430
0 引言
根据国家发展改革委、国家能源局对电力行业发展进行的“十三五”规划计划，电力需求预测方面，我国的工业化还处于大力发展阶段，加快全国城镇化脚步。在经济飞速增长的同时，对于电力行业要求更为严格，预计全国装机容量安排，2020年全国所有的电力装机总量将到达20.7亿千瓦，比2014年增7.0亿千瓦。对一次设备、二次设备的需求也增大，电网投资扩大，电源装机容量满足社会生产生活。其中，一次设备主要是供电侧、二次设备的主要工作是控制、保护、检查和测量。优化二次间设备对“十三五”规划的成功稳步实施具有实用意义，并具有广阔的应用前景。
1 控制系统的基本结构
该控制系统实现的主要功能有：远距离的无线大功率传输，传输效率高、速度快、节约耗电量，为二次间设备室内的通信设备、远动终端等设备自由可控的进行充放电。本控制系统，以MSP430F5529单片机为控制核心，结合其他电源电路组件，实现软硬件部分的功能。
1.1无线输电功能
目前的无线输电技术主要有三种形式：（1）电磁感应技术；（2）电磁耦合共振技术；（3）基于微波或光波的原场辐射技术[1]。设计的无线供电系统功能，采用的是电磁耦合共振方式进行能量传输，传输方式利用的电磁共振耦合的原理，利用电能转换成磁场，实现电力能量的进行的高效输送。无线供电能量传输系统属于疏松耦合系统，传输效率较低，通过改变线圈形式及原件旋转来提高传输效率。为了提高输电系统的传输能力，变换器采用高频变换器，可分离变压器是无接触式输电系统中最为重要的组成部分，其性能的优良决定整个系统的稳定性。
本文中的控制系统由最小系统、振荡器、整流滤波、发射电路、接收电路、耦合线圈组成。其大致流程如下：
经实验分析本文叙述的无线输电功能具有技术先进、结构稳定可靠、制造成本低廉等优点，可基本满足二次间设备所需的供电需求。
1.2 二次间室内测温功能
根据国家电网安监（2009）664号国家电网公司电力安全工作规程里的规定，二次间设备的温度需专人专时检查。本控制系统的的温度检测使用温度传感器18B20与单片机最小系统连接，温度检测传感器18B20，经过单片机读取数字值，在单片机内进行转换，最终通过由单片机驱动LCD1602显示器，将温度按要求显示出来，进行实时温度显示、检测，从而起到对二次间设备的监测。
温度测量是最基础必要的检测指标，实现测温功能对于监控二次间设备的运行工况，智能电网的完全施行都起到重要作用。
1.3 人机交互功能
用户可以通过LCD1602液晶显示器与键盘等可输入输出的外部设备控制二次间充电设备的选择。人机交互功能可以简单便捷的实现用户与单片机之间的信息沟通，使本控制系统更加智能化。
2系统硬件设计
2.1无线输电芯片选择
根据实验讨论本系统选取了电磁耦合共振式无线输电，该方式需要大功率、高效率、远距离的电能传输，设计采用XKT-409-25无线供电模塊。该模块则采用的电压自适应技术，这种技术则为最先进的设计，具有不用更改原设计电路，就可直接在多有的电压值内工作的特点。其高稳定性也是使无线输电功能得以实现的重要原因。
XKT-409-25模块则是一种用于无线输电系统的模块，制作简单便捷，无需复杂的外围电路，其稳定性高、效率高。而无线输电的接收部分也采用电磁耦合共振式的工作原理，与发射端相同，接受采用相同的方式，将接受的磁场能量转化为电力能量，经过滤波、整流、稳定等一系列电力信息处理，将稳定的电力能量供给给二次间设备。
2.2测温芯片选择
DS公司的温度传感器18B20是一种单线的数字温度传感器，信号传送采用单总线接口方式，就是MSP430F5529与测温传感器18B20连接，仅需要一条线，就能实现数据读取与送达。此接口方式尤其适用于二次间设备繁多，干扰强的环境，测温传感器外围不需要再连接任何元件，测温范围在-55摄氏度与+125摄氏度之间，符合二次间设备的温度区间，转换效率高，同时与MSP430F5529单片机相通讯，实时显示完成功能设计。
LCD1602液晶显示器具有横行16个、竖行2个的显示器，能够显示字母、数字、符号等图形，，具有显示质量高，数字式接口，功耗低，体积小质量轻等特点，可以满足无线输电的控制系统测温的显示要求。
2.3单片机选择
二次间设备需要大功率、高效率的供电才能满足电网的配电工作，经综合考虑选用MSP430F5529单片机作为控制芯片。MSP430F5529的芯片是高效的16位RISC体系结构。所有的指令操作，其中寻址方式包括七种源操作数的寻址模式、四种目的操作数等。MSP430F5529芯片同时具有一个活跃模式与六个软件可选的低功耗模型操作，同时还有一个中断事件唤醒设备。RAM内存由N个扇区组成，每个扇区可以完全关闭以防止泄露防止导致数据丢失。所有的I/O端口均可以独立编程。同时允许任何组合的输入输出和中断条件。所有的端口上拉或下拉都是可编程的，且都具有编程驱动能力。MSP430F5529单片机配置，已经集成了USB层和物理层支持USB2.0，集成了四个十六位定时器，和一个高性能的十二位模拟数字转换器。具有两个通用串行通信接口，硬件乘法器、DMA、实时时钟模块与报警功能，和63个I/O口线，由于单片机具有种种特点，设计驱动与存储结构均符合系统的设计要求，是十分理想的核心芯片。
3系统软件设计
本控制系统的各部分程序设计均按照标准的程序开发模块进行规范化设计，包括端口驱动程序、温度传感模块程序、液晶显示模块程序等。规范化设计、标准程序开发，模块化大大增加程序的可读性和延展性，为完善后续控制功能奠定了基础。所有的软件开发使用C语言代码表达描述，在CCS集成环境中完成软件的开发和编译。
4总结
设计无线输电控制系统对二次间设备进行无线供电，具有以下优点：
实现无线输电，为二次设备方便快捷的充电，减少庞大复杂的线路布置，使二次间更为简洁，减少故障点；单片机运行速度快，可实现人机交互，通过单片机控制实现智能化；测温功能稳定准确，保护二次设备，液晶屏显示温度，直观便捷。
参考文献
[1]赵相涛. 无线输电技术研究现状及应用前景[J]. 科技信息，2011，（10）：122-123.
关键词： 无线输电；二次间设备；MSP430
0 引言
根据国家发展改革委、国家能源局对电力行业发展进行的“十三五”规划计划，电力需求预测方面，我国的工业化还处于大力发展阶段，加快全国城镇化脚步。在经济飞速增长的同时，对于电力行业要求更为严格，预计全国装机容量安排，2020年全国所有的电力装机总量将到达20.7亿千瓦，比2014年增7.0亿千瓦。对一次设备、二次设备的需求也增大，电网投资扩大，电源装机容量满足社会生产生活。其中，一次设备主要是供电侧、二次设备的主要工作是控制、保护、检查和测量。优化二次间设备对“十三五”规划的成功稳步实施具有实用意义，并具有广阔的应用前景。
1 控制系统的基本结构
该控制系统实现的主要功能有：远距离的无线大功率传输，传输效率高、速度快、节约耗电量，为二次间设备室内的通信设备、远动终端等设备自由可控的进行充放电。本控制系统，以MSP430F5529单片机为控制核心，结合其他电源电路组件，实现软硬件部分的功能。
1.1无线输电功能
目前的无线输电技术主要有三种形式：（1）电磁感应技术；（2）电磁耦合共振技术；（3）基于微波或光波的原场辐射技术[1]。设计的无线供电系统功能，采用的是电磁耦合共振方式进行能量传输，传输方式利用的电磁共振耦合的原理，利用电能转换成磁场，实现电力能量的进行的高效输送。无线供电能量传输系统属于疏松耦合系统，传输效率较低，通过改变线圈形式及原件旋转来提高传输效率。为了提高输电系统的传输能力，变换器采用高频变换器，可分离变压器是无接触式输电系统中最为重要的组成部分，其性能的优良决定整个系统的稳定性。
本文中的控制系统由最小系统、振荡器、整流滤波、发射电路、接收电路、耦合线圈组成。其大致流程如下：
经实验分析本文叙述的无线输电功能具有技术先进、结构稳定可靠、制造成本低廉等优点，可基本满足二次间设备所需的供电需求。
1.2 二次间室内测温功能
根据国家电网安监（2009）664号国家电网公司电力安全工作规程里的规定，二次间设备的温度需专人专时检查。本控制系统的的温度检测使用温度传感器18B20与单片机最小系统连接，温度检测传感器18B20，经过单片机读取数字值，在单片机内进行转换，最终通过由单片机驱动LCD1602显示器，将温度按要求显示出来，进行实时温度显示、检测，从而起到对二次间设备的监测。
温度测量是最基础必要的检测指标，实现测温功能对于监控二次间设备的运行工况，智能电网的完全施行都起到重要作用。
1.3 人机交互功能
用户可以通过LCD1602液晶显示器与键盘等可输入输出的外部设备控制二次间充电设备的选择。人机交互功能可以简单便捷的实现用户与单片机之间的信息沟通，使本控制系统更加智能化。
2系统硬件设计
2.1无线输电芯片选择
根据实验讨论本系统选取了电磁耦合共振式无线输电，该方式需要大功率、高效率、远距离的电能传输，设计采用XKT-409-25无线供电模塊。该模块则采用的电压自适应技术，这种技术则为最先进的设计，具有不用更改原设计电路，就可直接在多有的电压值内工作的特点。其高稳定性也是使无线输电功能得以实现的重要原因。
XKT-409-25模块则是一种用于无线输电系统的模块，制作简单便捷，无需复杂的外围电路，其稳定性高、效率高。而无线输电的接收部分也采用电磁耦合共振式的工作原理，与发射端相同，接受采用相同的方式，将接受的磁场能量转化为电力能量，经过滤波、整流、稳定等一系列电力信息处理，将稳定的电力能量供给给二次间设备。
2.2测温芯片选择
DS公司的温度传感器18B20是一种单线的数字温度传感器，信号传送采用单总线接口方式，就是MSP430F5529与测温传感器18B20连接，仅需要一条线，就能实现数据读取与送达。此接口方式尤其适用于二次间设备繁多，干扰强的环境，测温传感器外围不需要再连接任何元件，测温范围在-55摄氏度与+125摄氏度之间，符合二次间设备的温度区间，转换效率高，同时与MSP430F5529单片机相通讯，实时显示完成功能设计。
LCD1602液晶显示器具有横行16个、竖行2个的显示器，能够显示字母、数字、符号等图形，，具有显示质量高，数字式接口，功耗低，体积小质量轻等特点，可以满足无线输电的控制系统测温的显示要求。
2.3单片机选择
二次间设备需要大功率、高效率的供电才能满足电网的配电工作，经综合考虑选用MSP430F5529单片机作为控制芯片。MSP430F5529的芯片是高效的16位RISC体系结构。所有的指令操作，其中寻址方式包括七种源操作数的寻址模式、四种目的操作数等。MSP430F5529芯片同时具有一个活跃模式与六个软件可选的低功耗模型操作，同时还有一个中断事件唤醒设备。RAM内存由N个扇区组成，每个扇区可以完全关闭以防止泄露防止导致数据丢失。所有的I/O端口均可以独立编程。同时允许任何组合的输入输出和中断条件。所有的端口上拉或下拉都是可编程的，且都具有编程驱动能力。MSP430F5529单片机配置，已经集成了USB层和物理层支持USB2.0，集成了四个十六位定时器，和一个高性能的十二位模拟数字转换器。具有两个通用串行通信接口，硬件乘法器、DMA、实时时钟模块与报警功能，和63个I/O口线，由于单片机具有种种特点，设计驱动与存储结构均符合系统的设计要求，是十分理想的核心芯片。
3系统软件设计
本控制系统的各部分程序设计均按照标准的程序开发模块进行规范化设计，包括端口驱动程序、温度传感模块程序、液晶显示模块程序等。规范化设计、标准程序开发，模块化大大增加程序的可读性和延展性，为完善后续控制功能奠定了基础。所有的软件开发使用C语言代码表达描述，在CCS集成环境中完成软件的开发和编译。
4总结
设计无线输电控制系统对二次间设备进行无线供电，具有以下优点：
实现无线输电，为二次设备方便快捷的充电，减少庞大复杂的线路布置，使二次间更为简洁，减少故障点；单片机运行速度快，可实现人机交互，通过单片机控制实现智能化；测温功能稳定准确，保护二次设备，液晶屏显示温度，直观便捷。
参考文献
[1]赵相涛. 无线输电技术研究现状及应用前景[J]. 科技信息，2011，（10）：122-123.