专利名称：具有远程抄表功能的电力防盗报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有远程抄表功能的电力防盗报警器。
背景技术：
电力线及变压器等电力设备被盗或遭人为破坏事件比较严重，防盗措施也
不尽理想，安全问题的确存在较大隐患。而目前市场上现有的基于GSM、 GPRS或CDMA网路的终端设备功能单一，要么只具有防盗报警功能，要么只是用来进行抄表或负荷控制，造成大量资金浪费。由于抄表系统和防盗报警系统分属于电力系统的计量和安检两个部门而造成设备的重复上马及资金浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种具有远程抄表功能的电力防盗报警器，其实现电力设备有效防盗及电量计量的和二为一，避免了电力部门设备的重复上马及资金浪费，有效满足电力企业的迫切需求。
为解决上述技术问题，本实用新型包括供电模块，中央控制处理器，中央控制处理器连接存储器，中央控制处理器连接GSM通讯模块、传感器检测电路和抄表电路接口，报警器连接中央控制器，GSM通讯模块连接串口通讯电路，传感器检测电路连接传感器。
传感器包括红外传感器和防拆传感器。
抄表电路接口连接抄表电路或脉冲采集电路。
供电模块包括太阳能光电板，太阳能光电板和电源整流电路连接电压比较器，电压比较器连接电磁继电器。
中央控制器连接三项失压检测电路。
本实用新型采用防盗及电量计量的和二为一，避免了电力部门设备的重复上马及资金浪费，有效满足电力企业的迫切需求。
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型的供电模块电路图。
图3为本实用新型备用充电电路图。
图4为本实用新型中央控制处理器及外围电路图。
图5为本实用新型GSM模块电路图。
图6为本实用新型传感器检测电路图。图7为本实用新型三相失压检测电路图。
图8为本实用新型抄表电路接口电路图。
具体实施方式
如图l所示本实用新型分为六部分:系统电源及备用电源部分、中央控制处理器MCU、 GSM通讯模块、传感器检测电路、三相电压检测部分及串口通讯电路等。每一部分详细设计原理图将在下面详细说明。
系统电源及备用电源电路设计如图2所示，交流电网中的220V电压或直流12V太阳能回路经过降压、整流、稳压及滤波后，成为稳定的+ 5V电源，给中央控制处理器提供工作电电压。+5V再经2只二极管1N4733A的PN结降到4. 3V为GSM模块提供电源。模块的供电电压如果低于3.3V会自动关机。同时模块在在发射时，电流峰值可高达2A。同时在此电流峰值时，电源电压(送入模块的电压)下降值不能超过0.4V。所以该模块对电源的要求较高，电源的内阻+FFC联接线的电阻必需小于200mQ 。
如图3所示后备电源采用太阳能专用胶体电池或锂电池组。为保护电池，延长其寿命，设计有过充、过放控制电路，用LM358作电压比较器，当电压超过14.5V自动断开充电回路；当电池放电电压低于10.5V时，欠压指示灯亮，低于9. 5V时发送欠压告警信息并断开放电回路以保护电池组防止过放损坏电池。
中央控制微处理器及外围电路设计如图4所示系统的控制单元中心采用PHILIPS公司的P89V51RD2FN单片机。其数据存储器RAM有1024个字节，程序存储器R0M有64K字节，3个16位的定时器/计数器， 一个全双工的串行口， 8个中断源，4个中断优先级。l个可编程看门狗定时器(WDT)。
报警器的功能需求中要求数据在系统掉电时可以长时间不丢失，所以，这里选择了能存储100亿次的铁电材料数据存储器FM24C04，用来存储设备运行参数、报警参数及报警记录等，与CPU间采用的是I2C总线通讯方式。
复位是单片机初始化操作，其主要功能是使程序从起始端开始执行，当程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，需要复位操作重新启动。RESET引脚是复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡脉冲周期以上。使用11.0592M晶帧，则复位信号应持续时间应超过2us才能完成复位操作。本装置有两种复位方式1个可编程内狗和外部硬狗IMP706。图4中的LED灯D1—D5分别表示电源、ABC三相失压、红外报警状态。
GSM通讯模块及外围电路设计GSM通讯模块是TC35i模块有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force,零阻力插座)连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。1 5引脚是正电源输入脚通常推荐值4.2V，第6 10引脚是电源地。11、 12为充电引 脚，可以外接锂电池，13为对外输出电压(共外电路使用)，14为ACCU-TEMP接 负温度系数的热敏电阻，用于锂电池充电保护控制。15脚是启动脚IGT，系统 加电后为使TC35i进入工作状态，必须给IGT加一个大于100ms的低脉冲，电平 下降持续时间不可超过lms。 16 23为数据输入/输出，分别为DSRO、 RINGO、 RxDO、 TxDO、 CTSO、 RTSO、 DTRO和DCDO。 TC35i模块的数据输入/输出接口实 际上是一个串行异步收发器，符合ITU-T RS232接口标准。它有固定的参数8 位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps 115kbps之间可选，默 认9600 bps 。硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用X0N/X0FF， CMOS电 平，支持标准的AT命令集。其中18脚RxD0、 19脚TxD0为TTL的串口通讯脚， 需要和单片机或者PC通讯。TC35i使用外接式SIM卡，24 29为SIM卡引脚， SIM卡同TC35i是这样连接的SIM上的CCRST、 CCIO、 CCCL、 CCVCC和CCGND通 过SIM卡阅读器与TC35i的同名端直接相连，ZIF连接座的CCIN引脚用来检测 SIM卡是否插好，如果连接正确，则CCIN引脚输出高电平，否则为低电平TC35i 的第32脚SYNC引脚有两种工作模式， 一种是指示发射状态时的功率增长情况， 另一种是指示TC35i的工作状态，可用AT命令AT+SYNC进行切换，本模块使用 的是后一种。当LED熄灭时，表明TC35i处于关闭或睡眠状态；当LED为600nis 亮/600ms熄时，表明SIM卡没有插入或TC35i正在进行网络登录；当LED为75 ms亮/3s熄时，表明TC35i已登录进网络，处于待机状态。30、 31、 32脚为控 制脚，其中30为RTC backup, 31为Power down, 32为SYNC。 35 38为语音 接口， 35、 36接扬声器放音。37、 38可以直接接驻极体话筒来采集声音(37是 话筒正端，39是话筒负端)。
单片机通过两根I/O 口控制TC35i的开关机、复位等，通过串口与TC35进 行数据通信，通信速率为9600Kbps，采用8位异步通讯方式，l位起始位，8位 数据位，1位停止位。TC35i模块输入输出的TTL正电平逻辑不是+5V，而是+2. 9V， 因此有必要加2. 2K电阻进行端口保护。GSM模块外围电路设计见图2. 5所示。
传感器检测电路设计本报警设备具有5路报警采集回路，分别为bjl: 红外报警输入，红外报警器采用的是广角无死位非聂耳透镜，防区范围平均11 米110度，共22个区12光栅，探测移动速率0. 2 7米/秒。为防止误报，安 装高度在2 2.7米，需要将报警器和被保护设备纳入防区。在报警器内部已将 防开启回路和报警输出串接，无论有人进入防区还是开启报警器均可输出报警 脉冲。
被保护设备安装一只防拆传感器，防拆传感器为现有技术，接线端口 bj2(闭路)+ bj3 (开路)。为防止误报采用了双向四状态组合判断传感器，无论 窃贼移动、拆开、剪断或短路均能判断出来启动本地告警并发送报警信息。
bj4、 bj5为备用报警，报警方式用户可根据实际需要接红外栅幕、门磁、 霍尔等多种类型传感器。报警短信默认显示为"端口 n异常告警！"信息并可 由用户自行更改。
太阳能供电模式的装置，bj5定义为太阳能光伏板防窃告警检测回路，'当太 阳能板被破坏或偷窃时装置发出"太阳能板失窃告警！"短信。
系统提供有+12V、 +6V输出电源端子，不同传感器根据电压等级接不同电 源端子。另外，系统提供一路脉冲采集接口，可用来接电表或其它设备以便作 抄表系统用。为提高抗干扰能力每路输入接口都加有施密特触发器,详见图2.6。
三相失压检测电路三相电压检测回路采用光电隔离，防止雷电及谐波等 干扰侵入系统。电源回路加入防雷型压敏电阻，能抵抗10KA(8/20s)瞬时雷电 浪涌冲击，每相加有120毫安自恢复保险电阻，具有过流及短路保护功能。电 源对机壳和大地间接有6KV/222高压电容做高频干扰卸放回路，提高了系统抗 干扰能力。系统实时监测三相电压变化，根据停电方式的组合逻辑及时延特性 能够准确判断正常停电或异常停电状态，同时结合红外探测设备及防拆、移动 等传感器状态来确定报警类型及信息内容，从而防止了误报、错报、漏报情况 发生，详见图2.7。
串行口通讯抄表电路设计:本报警器除了具有GSM通讯方式外还具有RS232 、 2路RS485通讯功能。鉴于CPU只有一个串口却要实现这么多路的通讯，需要将 CPU的串口扩展成2个串口做分时复用，本系统采用了 74HC126芯片，GSM模块 串口、 RS232与上行通道的RS485共用一个接口 (由跳线器选择决定)与本地计 算机或主站设备通讯用，下行通道RS485接另外一个接口做抄表或与其它设备 通讯用；各路串口分别接各自的通讯线路，可使用不同通讯规约而不会相互影 响，从而实现系统的多方式通讯。系统默认与上行通道通讯，定时或由中断事 件决定切换到下行通道进行通讯。系统接收到上行通道命令后进行数据帧处理， 根据数据标识和控制码进行相应操作，如果是针对下属电能表操作的命令，则 重新进行帧处理及数据格式或规约的转换，然后下发给电表，收到电表应答数 据后再经过处理转发给后台PC或接警手机。详细设计如图2. 8所示。
抄表电路和脉冲采集电路为现有技术，抄表电路终端接口及规约接口 l路 RS232/485串口 (可转光纤接口)，用于和本地后台通讯，1路下行RS485总线， 可采多功能电度表或脉冲表电量及参数；规约支持DL/T-645通讯规约及用户 提供的电表厂家的扩展规约。通信信道支持RS485、光纤以太网、GSM等。通信模块采用业界主流厂商工业级 的GSM无线通信芯片，方便维护和更新，若更换通信网络类型，只要更换通信 模块，不需要更换整个终端。针对不同的通信方式采用模块化设计，方便维护 和更换，若更换通信网络类型，只需更换通信模块，不需更换整个终端设备。
权利要求1.一种具有远程抄表功能的电力防盗报警器，包括供电模块，中央控制处理器，中央控制处理器连接存储器，其特征在于所述的中央控制处理器连接GSM通讯模块、传感器检测电路和抄表电路接口，报警器连接中央控制器，GSM通讯模块连接串口通讯电路，传感器检测电路连接传感器。
2. 根据权利要求l所述的具有远程抄表功能的电力防盗报警器，其特征在 于所述的传感器包括红外传感器和防拆传感器。
3. 根据权利要求l所述的具有远程抄表功能的电力防盗报警器，其特征在 于所述的抄表电路接口连接抄表电路或脉冲采集电路。
4. 根据权利要求1或2所述的具有远程抄表功能的电力防盗报警器，其特征在于所述的供电模块包括太阳能光电板，太阳能光电板和电源整流电路连接电压比较器，电压比较器连接电磁继电器。
5. 根据权利要求1或2所述的具有远程抄表功能的电力防盗报警器，其特征在于所述的中央控制器连接三项失压检测电路。
6. 根据权利要求3所述的具有远程抄表功能的电力防盗报警器，其特征在于所述的供电模块包括太阳能光电板，太阳能光电板和电源整流电路连接电压比较器，电压比较器连接电磁继电器。
7. 根据权利要求3所述的具有远程抄表功能的电力防盗报警器，其特征在 于所述的中央控制器连接三项失压检测电路。
专利摘要本实用新型涉及一种具有远程抄表功能的电力防盗报警器。它包括供电模块，中央控制处理器，中央控制处理器连接存储器，中央控制处理器连接GSM通讯模块、传感器检测电路和抄表电路接口，报警器连接中央控制器，GSM通讯模块连接串口通讯电路，传感器检测电路连接传感器。其实现了电力设备有效防盗及电量计量的和二为一，避免了电力部门设备的重复上马及资金浪费，有效满足电力企业的迫切需求。
文档编号G01R11/00GK201322965SQ20082022156
公开日2009年10月7日 申请日期2008年11月29日 优先权日2008年11月29日
发明者曹全喜, 田家栋, 黄全友, 龚洪金 申请人:河南英博电气有限公司