专利名称：一种降低电力隧道监控功耗系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种降低电力隧道监控功耗系统。
背景技术：
目前在电力隧道内存在远程供电及通讯功耗较大的问题。目前的隧道， 一般都有几百米， 甚至几千米，在这样的隧道中，远程功能和通迅比较困难，不能像普通区域一样加设电站， 又没有家庭用的220V的电源输出。在隧道内部设置电缆，虽然可以解决部分供电问题，但 是增加电缆就意味着增加成本，并且长距离的电缆意味着高功耗，浪费资源。 发明内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供了一种结构简单、节省资源的降低电力 隧道监控功耗系统
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案
一种降低电力隧道监控功耗系统，它包括一个监控主机，监控主机通过总线与采集器 连接；采集器与传感器单元连接；采集器还通过总线与监控终端连接。
所述传感器单元包括PT ^度传感器、有害气体传感器、水位传感器、CT电流传感器以 及含氧量探测器。
本实用新型中的监控主机为电力多状态监控主机，总线为CAN-BUS总线，远程低压供 电(DC48V),最远距离15公里，因此釆用HYAT53 0.5线径电缆。采集器为CT-SDV采集 器。
监控终端采用间歇工作原理，由上端监控主机远程操控的工作方式。监控终端大部分时 间处于微功耗的睡眠状态(功耗在微安级)，定时由监控主机发送信号启动工作，在检测和传 输完毕后，再进入睡眠状态。
本实用新型选择了低功耗的MCU以及外围器件作为系统的元器件，由于器件本身的功 耗低，加之监控主机采用睡眠模式进行监控，因此大大降低了功耗。
本发明的有益效果是通过严格的电源管理，对于充电、发送、接收、控制等各功能电 路实行控制分时上电，待机时关断的电源管理方法，有效的降低了系统功耗同时在嵌入式 软件方面利用微芯公司的MPU的休眠功能，MPU休眠和唤醒再入机制，保证MPU只在通信和 数据采集时工作，其他时间处于"休眠"状态，从而将终端的功耗降至最低。
图1为本实用新型的原理框图
图2为本实用新型的水位传感器的PIC16Fxx的应用电路图3为本实用新型的总线接口的时钟芯片PCF8563看门狗电路图4为本实用新型的MCU供电电路图5为本实用新型的MCU外围器件的电源控制电路；
其中，1、监控主机；2、采集器；3、 PT温度传感器；4、有害气体传感器5、水位传
感器；6、 CT电流传感器；7、含氧量探测器；8、监控终端。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。 一种降低电力隧道监控功耗系统，它包括一个监控主机l,监控主机l通过总线与采集
器2连接；采集器2与传感器单元连接；采集器2还通过总线与监控终端8连接。
所述传感器单元包括PT温度传感器3、有害气体传感器4、水位传感器5、 CT电流传感 器6以及含氧量探测器7。
本实用新型中的监控主机为电力多状态监控主机，总线为CAN-BUS总线，远程低压供 电(DC48V),最远距离15公里，因此总线采用HYAT53 0.5线径电缆。采集器为CT-SDV 采集器。
监控终端8采用间歇工作原理，由上端监控主机1远程操控的工作方式。监控终端8大 部分时间处于微功耗的睡眠状态(功耗在微安级)，定时由监控主机发送信号启动工作，在检 测和传输完毕后，再进入睡眠状态。
监控终端8采用低功耗的MCU，比如PIC —类的为低功耗设计的CPU。不使用51， 一 方面是因为51速度慢，另外一方面是因为51的IO是有上拉电阻的，虽然当IO为高电平是 上拉电阻不费电，但是下拉电流的时候却也有不小的功耗产生。另外51的运算速度实在是太 慢了，很多运算用51都需要很高的主频而主频高了就意味着高的功耗。所以在水位传感器5 选择PIC16Fxx系列的芯片，睡眠模式能够大大的降低MCU的工作电流，利用MCU的中断
功能让MCU周期性的工作和睡眠从而大大的降低MCU的工作电流。PIC16Fxx芯片参数为
-< 2 mA typical @ 5V， 4 MHz -<20 uA typical @ 3V, 32 kHz
-< 1 oA typical standby current
应用电路如图2所示。
在间断工作的低功耗系统中外围器件的静态功耗是首选指标，另一个选择标准是单片机 与外围器件的接口方式应尽量选择具有I2C，所以选用具有I2C总线接口的时钟芯片PCF8563作为看门狗电路，其电路图如图3所示。
隧道水位传感器5与监控主机1之间的通信媒介是通信电缆，电缆连接的主机端供电是 48V，当经过长距离的通信以后，电源电压对于不同位置的监控终端8电压值已经不同，而 且通信电压会不稳定，要想保证MCU系统的稳定工作，采用超低功耗100mA低压降线性稳 压器TPS76950供电，该器件100mA时降落电压典型值为71mV，待机模式时仅lpA静态电 流，100mA时仅17pA静态电流。供电电路如图4所示
MCU选择低的工作频率来降低功耗，按照设计越简单越好的原则选择内部振荡功能，即 工作频率选择2MHz。
对于MCU不用的I/O 口如果悬空的话，受外界的一点点干扰就可能成为反复振荡的输入 信号了，如果把它上拉的话，每个引脚也会有微安级的电流，所以最好的办法是设成输出， 同时对地下拉。
当MCU处于睡眠状态以及各部分功能电路工作完成以后，要切断其供电电路，尽量减 小电流的损失。选择MOSFET管IRFL9110PBF能实现关断时，漏电流最小。其电源控制电 路如图5所示。
传感器接口两颗线， 一颗为电源线， 一颗为通信信号线。其供电电源为12V，当需要采 集的时候由单片机控制LM2576为传感器供电，采集完毕切断电源，尽量降低功耗。
权利要求1.一种降低电力隧道监控功耗系统，其特征在于它包括一个监控主机(1)，监控主机(1)通过总线与采集器(2)连接；采集器(2)与传感器单元连接；采集器(2)还通过总线与监控终端(8)连接。
2. 根据权利要求1所述的一种降低电力隧道监控功耗系统，其特征在于所述传感器单元包括PT温度传感器(3)、有害气体传感器(4)、水位传感器(5)、 CT电流传感器(6)以 及含氧量探测器(7)。
专利摘要本实用新型公开了一种降低电力隧道监控功耗系统，它包括一个监控主机，监控主机通过总线与采集器连接；采集器通过总线与监控终端连接。监控终端包括PT温度传感器、有害气体传感器、水位监控终端、CT电流传感器以及含氧量探测器。本实用新型选择了低功耗的MCU以及外围器件作为系统的元器件，由于器件本身的功耗低，加之监控主机采用睡眠模式进行监控，因此大大降低了功耗。
文档编号G05B19/048GK201293936SQ20082022433
公开日2009年8月19日 申请日期2008年11月27日 优先权日2008年11月27日
发明者吴建冬, 慕瑞嘉, 曹义良, 杨震威 申请人:山东康威通信技术有限公司