2.1  电力电缆特性

电力电缆是用于传输和分配电能的电缆。电力电缆的安装位置与架空线不同，经常是被安置在各类管道中，也会埋在土壤中等处。电力电缆供电的供电优势在于：

1.不易受外力、环境等影响。因为其埋设位置的特点电力电缆不易首外界干扰，因此供电较为可靠，但这也导致了出故障时较高的维修难度。

2.线间绝缘距离小、占地少;

3.地下敷设的方式节省了空间,保密性也更强;

4.有利于提高功率因素;

5.容易大幅提高供电能力。

本系统采用的是交联聚乙烯绝缘电力电缆。这种电力电缆各类性能出色，多应用于6KV~35KV的输电线路中。其主要结构分为两种，结构如图2.1

图2.1 电缆结构图

电缆结构的不同会影响到额定载流量的计算，除了电缆结构以外导线横截面积以及线芯材料（铜芯或铝芯）都会影响额定载流量的数值，当然电缆敷设方式与敷设条件等因素也需要考虑在内，具体影响或数值可以参考相关资料

这种电缆工长期允许最高工作温度为会随电压等级改变90℃，当电压等级大于等于20KV时长期允许最高工作温度为80℃，当电压等级小于等于10KV时则为90℃。而它的短期最高允许工作温度为250℃，但是在这种温度下最多只能工作5秒。如果电缆在允许值外工作，会因绝缘老化导致寿命缩短。

3  系统硬件与通信部分

整个系统在硬件方面的主要要求为结构合理，性价比高且能完成目的，因此本章主要介绍完成目标功能的关键硬件设备。

系统中电力电缆节点温度数据的获取、采集与传输需要单片机与温度传感器组成的单元支持，前两节主要内容为系统硬件方面单片机与温度传感器的介绍。后两节则主要介绍作为信息传输通道的串口通信方式与CAN总线。

3.1  单片机概述

本系统采用美国ATMEL公司89系列的AT89C51、AT89C52单片机为温度采集部分数据收集部分的处理器。89系列单片机是以8051核构成的，它和8051系列单片机是兼容的系列[9]。其芯片引脚和51单片机一致，所以可以用89系列单片机直接替换51单片机，只要引脚数相同即可[10]。89C52与89C51的差别主要在于片内储存器的大小。89系列单片机的优点如下：

1.内部含Flash存储器

在开发过程中可以对程序进行修改，方便了使用者。这种系列的单片机在工作时还可以保存一些信息，使外界条件发生变化时也不会丢失信息

2.和80C51插座兼容

如前文所说，89系列的单片机可替换80C51。

3.静态时钟方式

89系列单片机采用静态时钟方式，数据未变化时不刷新，降低了资源损耗。

4.错误编程不产生废品

89系列单片机采用了Flash存储器，可以重新编程。

5.可进行反复系统试验

用89系列单片机设计的系统，可以反复进行系统试验;。因此可以根据实际需要进行更改，到达理想要求。

3.2  温度传感器概述

本系统采用的温度传感器为DS18B20。DS18B20温度传感器是由美国DALLAS公司生产的新型单总线数字式温度传感器[11]，其最大的特点就是兼有温度测量与A/D转换两个功能，单片机可以通过DS18B20直接获取温度的数字量，硬件电路结构简单。这种温度传感器可以很方便的实现分布式测温。

DS18B20的性能特点：

1.只需一个端口即可实现通信。

2.每个器件上拥有唯一序列号，这有利于进行多点组网。

3.在应用中可单独实现测温。

4.测量温度范围在-55℃到125℃之间。

DS18B20内部有低温系数振荡器和高温系数振荡器两种振荡器。受温度影响小的低温系数振荡器用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，而受温度变化影响大的高温系数振荡器作为减法计数器2的脉冲输入。计数器1初值被预置在-55℃相对的一个基数值。当计数器1的预置的值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温系数振荡器产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度，这个值以16位二进制补码的形式存放在便笺式存储器中[12]。