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基于STM32的MOA无线在线监测系统设计
摘要：
本文介绍了一种基于STM32的MOA无线在线监测系统的设计方案。该系统可以实时监测MOA的运行状况，及时发现故障并采取措施。采用低功耗的无线通信技术，保证实时在线监测的同时能够延长设备寿命。本文从系统的整体架构、硬件设计、软件设计等方面介绍了该系统的设计。实验证明该系统能够实现MOA的实时在线监测，具有良好的应用前景。
关键字：MOA，STM32，无线通信，在线监测
Abstract：
ThispaperintroducesadesignschemeofMOAwirelessonlinemonitoringsystembasedonSTM32.ThesystemcanmonitortheoperationstatusofMOAinrealtime,findfaultsandtakemeasuresintime.Byadoptinglow-powerwirelesscommunicationtechnology,real-timeonlinemonitoringcanbeensuredwhileprolongingequipmentlife.Thispaperintroducesthedesignofthesystemfromtheoverallarchitecture,hardwaredesign,softwaredesignandotheraspects.Theexperimentalresultsshowthatthesystemcanrealizereal-timeonlinemonitoringofMOAandhasgoodapplicationprospect.
Keywords:MOA,STM32,wirelesscommunication,onlinemonitoring
1.引言
绝缘子是电力系统中重要的组成部分，绝缘子运行状况的好坏直接影响电力设备的安全稳定运行。绝缘子的研究主要集中在其材料、结构和外观上，较少涉及到其内部的状态监测。而MOA是绝缘子中的重要部分，其主要作用是防止闪络和降低电压梯度，而MOA的轻微故障很难被直接检测到。因此，研究MOA的在线监测系统对于提高电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
本文设计了一种基于STM32的MOA无线在线监测系统，该系统可以实时监测MOA的运行状况，并及时发现故障。采用低功耗的无线通信技术，保证实时在线监测的同时能够延长设备寿命。本文从系统的整体架构、硬件设计、软件设计等方面介绍了该系统的设计。实验证明该系统能够实现MOA的实时在线监测，具有良好的应用前景。
2.系统架构设计
本设计方案采用分布式部署的方式，监测数据通过无线网络上传至服务器，通过浏览器访问数据展示。整个系统由传感器、数据采集节点、数据中心三部分组成，架构如图1所示。
图1系统架构图
传感器按照位置分布在观测点上，通过无线通信技术将监测数据传输至数据采集节点。数据采集节点收集传感器上传的数据，并利用单片机进行处理和分析，将处理后的数据上传至数据中心进行存储和分析。数据中心可以通过浏览器进行访问，展示数据分析结果。
3.硬件设计
3.1传感器
传感器的主要作用是采集MOA的监测数据，本设计方案采用直接采集MOA的放电信号来进行监测。直接采集放电信号的优点是监测数据准确性高，能够及时发现故障。传感器的原理图如图2所示。
图2传感器原理图
3.2数据采集节点
数据采集节点主要包括采集电路、单片机、无线通信模块等部分。采集电路采用了电阻分压式模拟采集电路，将采集的模拟信号转换成单片机可处理的数字信号。无线通信模块采用了低功耗蓝牙BLE方案，将采集得到的数据上传至数据中心。数据采集节点的原理图如图3所示。
图3数据采集节点原理图
3.3数据中心
数据中心主要包括数据存储、数据处理、数据展示三部分。数据存储采用了MySQL数据库，数据处理利用Python进行分析，数据展示使用了Web框架。数据中心的原理图如图4所示。
图4数据中心原理图
4.软件设计
4.1数据采集软件
数据采集软件主要实现对传感器上传的数据进行处理和上传至数据中心。软件使用STM32CubeMX进行开发，采集电路使用了基于STM32的AD采集模块，无线通信采用了低功耗蓝牙BLE模块。软件流程图如图5所示。
图5数据采集软件流程图
4.2数据中心软件
数据中心软件主要实现数据的存储、处理和展示。数据存储采用了MySQL数据库，数据处理和显示采用了Python和Web框架进行实现。软件流程图如图6所示。
图6数据中心软件流程图
5.实验结果与分析
经过实验证明，本设计方案能够实现MOA的实时在线监测。实验结果如图7所示，可以看到从MOA传感器上传至数据中心，数据展示的时间没有延迟，监测数据的准