电气安全监控软件：Electrical Safety Monitoring二次开发_（4）.数据采集与处理技术.docx

PAGE1

PAGE1

数据采集与处理技术

1.数据采集概述

数据采集是电气安全监控系统的核心功能之一，它涉及到从各种电气设备和传感器中获取数据，并将这些数据传输到中央监控系统。在二次开发中，我们需要重点关注以下几个方面：

数据源：传感器、智能仪表、PLC等。

采集方式：有线通信（如Modbus、Profibus）、无线通信（如LoRa、Wi-Fi）。

数据格式：原始数据、编码数据、压缩数据等。

采集频率：根据设备特性和监控需求设定。

1.1数据源介绍

1.1.1传感器

传感器是数据采集的基础，常见的传感器包括温度传感器、电流传感器、电压传感器、湿度传感器等。这些传感器可以实时监测电气设备的运行状态，并将数据传输到监控系统。

温度传感器

温度传感器用于监测电气设备的温度变化，确保设备在安全范围内运行。常见的温度传感器有NTC热敏电阻、PT100铂电阻等。

例子：

#读取NTC热敏电阻的温度数据

importAdafruit_GPIO.I2CasI2C

importadafruit_ads1x15

#初始化I2C通信

i2c=I2C.Device(1,0x48)

#初始化ADS1115ADC

adc=adafruit_ads1x15.ADS1115(i2c)

#读取温度传感器的电压值

voltage=adc.read_adc(0,gain=1)

#将电压值转换为温度值

defntc_voltage_to_temperature(voltage):

#NTC热敏电阻的电阻-温度关系

B=3950

R0=10000#25°C时的电阻值

V0=3.3#供电电压

R=R0*(V0/voltage-1)

temperature=1/(1/298.15+(1/B)*(math.log(R/R0)))

returntemperature-273.15

temperature=ntc_voltage_to_temperature(voltage)

print(f当前温度:{temperature:.2f}°C)

1.1.2智能仪表

智能仪表可以提供更丰富的数据，如电能质量、故障诊断等。常见的智能仪表有电能表、故障指示器等。

电能表

电能表用于监测电力系统的电能消耗和质量。二次开发时，我们需要通过通信协议（如Modbus）读取电能表的数据。

例子：

#读取电能表的Modbus数据

importminimalmodbus

#初始化Modbus通信

instrument=minimalmodbus.Instrument(/dev/ttyUSB0,1)#1是设备地址

instrument.serial.baudrate=9600#波特率

instrument.serial.bytesize=8#数据位

instrument.serial.parity=minimalmodbus.serial.PARITY_NONE#无校验

instrument.serial.stopbits=1#停止位

instrument.serial.timeout=1#超时时间

#读取电能表的电压值

voltage=instrument.read_register(0x0000,functioncode=4)#0x0000是电压寄存器地址

print(f当前电压:{voltage:.2f}V)

#读取电能表的电流值

current=instrument.read_register(0x0001,functioncode=4)#0x0001是电流寄存器地址

print(f当前电流:{current:.2f}A)

#读取电能表的功率值

power=instrument.read_register(0x0002,functioncode=4)#0x0002是功率寄存器地址

print(f当前功率:{power:.2f}W)

1.1.3PLC

可编程逻辑控制器（PLC）用于控制和监测电气系统。通过PLC可以实现对电气设备的实时监控和故障诊断。

Modbus通信

PLC通常支持Modbus通信协议，可以通过Modbus读取PLC中的数据。

例子：

#读取PLC的Modbus数据

importpyModbusTCP.client

#初始化Modb