专利名称：基于gsm通信的水力发电机组运行监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水力发电用的监控装置，特别是一种基于GSM通信的水力发电 机组运行监测装置。它摒弃了传统的人工值守和状态查询的监控形式。
背景技术：
传统的小型水力发电厂采用值班员巡检和目测的方式判断运行设备的运行状态,并通 过传统的通信方式与生产管理人员汇报发电机组的运行状态,此种监控形式存在测量误差 大，较多占用大量的人力和物力资源，不具有绝对客观性。随着通讯和监测技术的发展， 出现了基于以太网或其他通信形式的远程监控技术，但是由于此类装置较多采用有线通信 形式，且需要特殊的监测和控制指令下达装置，不便于监测人员随身携带。
GSM系统(Global System for Mobile Communication,全球移动通信系统)是目 前基于时分多址技术的移动通信体制中最成熟、最完善、应用最为广泛的一种系统，GSM 系统已经成为公众移动通信的主要方式。但迄今为止还未发现基于GSM短消息通讯的水 力发电机组运行监测装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于GSM通信的水力发电机组运行监测装置，它解决 了传统监控装置存在的测量误差大、不便携带的问题，其结构设计合理，携带方便，显著 降低运行成本，信息发送客观性强，传输速度快，有利于管理人员及时、准确的了解水文 及水轮机组的运行状态，确保机组安全可靠地运行。
本实用新型所采用的技术方案是该基于GSM通信的水力发电机组运行监测装置包括 GSM手机、天线及由信号采集和执行驱动单元、数据显示和存储单元、GSM网络通信单 元以及DSP处理器、电源电路组成的监测控制回路，其技术要点是所述DSP处理器通 过RS485转换电路、连接插件分别与所述信号釆集及执行驱动单元中的信号采集电路及 执行驱动电路连接，所述数据显示和存储单元中的液晶显示器及存储电路与DSP处理器 的并行数据接口连接，所述GSM网络通信单元中的与所述天线连接的GSM通讯模块通 过GSM网络和GSM手机通讯，GSM通讯模块由编解码电路、发送接收电路和双工滤波 器组成。
所述数据显示和存储单元中的存储电路通过选通开关分别连接存储电路内嵌的 FLASH存储器或外置的存储卡。
本实用新型具有的优点及积极效果是该基于GSM通信的水力发电机组运行监测装
3置采用成熟的GSM通信技术，DSP处理器通过RS485转换电路、连接插件经GSM通讯 模块内的编解码电路、发送接收电路和双工滤波器以及外置天线和GSM手机连接，并通 过GSM网络通信，通过短消息互发可以实时或随机的了解设备的运行转态并且可在紧急 状态下进行设备停机的远程操作，GSM手机携带方便、运行成本较低、信号覆盖面积广 并且该装置不影响手机功能的正常使用，DSP处理器通过RS485转换电路、连接插件分 别与信号采集电路及执行驱动电路连接，采集状态参数数据及其执行动作指令，采集的状 态参数数据通过与DSP处理器并行数据接口相连的液晶显示器及存储电路，进行显示和 存储，并且可以通过选通开关选择存储电路为其内嵌的FLASH存储器或外置的存储卡， 其实时存储的状态常数可以客观的反映设备的运行状态，该实用新型有利于管理人员及 时、准确的了解水文及水轮机组的运行状态，存储的设备运行状态有利于对设备运行状态 及性能的深入分析。以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1是本实用新型的一种结构框图。
图2是本实用新型的一种工作原理框图。
图3是本实用新型的一种控制电路原理框图。
图中序号说明1GSM手机、2GSM通讯模块、3执行驱动电路、4DSP处理器、5 信号采集电路、6天线、7电源电路、8液晶显示器、9编解码电路、IO发送接收电路、 ll双工滤波器、12连接插件、13连接插件、14连接插件、15存储电路、16RS485转换 电路、17RS485转换电路、18RS485转换电路具体实施方式
根据图1 3详细说明本实用新型的具体结构，该基于GSM通信的水力发电机组运 行监测装置包括GSM手机1、天线6及由信号采集和执行驱动单元、数据显示和存储单 元、GSM网络通信单元以及DSP处理器4、电源电路7组成的监测控制回路，采用GSM 网络作为通讯数据和控制指令的传输媒介。其中信号采集和执行驱动单元由信号采集电路 5和执行驱动电路3组成。DSP处理器4的指令输入输出端口经过RS485转换电路18和 连接插件14与信号采集电路5连接，信号采集电路5上的专用传感器和辅助采集电路完 成包括截流坝体水位(或导流明渠水流量)、水轮机运行负荷、发电机组输出功率等运行 状态信号的采集，有效的运行状态信号由采集电路压縮后经过信号采集电路5的输出端 口、 RS485转换电路18和连接插件14连接到DSP处理器4的指令输入输出端口，以完 成状态参数数据的采集。同理，DSP处理器4的指令下达端口经过RS485转换电路17和 连接插件13与执行驱动电路3连接，用于实现远程停水停机操作，在紧急情况下可通过发送短消息下达停机操作指令，该指令的下达需要进行密码及身份信息确认和控制指令下 达两条独立的短消息完成。
数据显示和存储单元由DSP处理器4、液晶显示器8、存储电路15及常用电子元件 组成，其中，DSP处理器4经过并行的数据接口与存储电路15连接，实现状态参数数据 的存储，该存储电路可以通过选通开关选择存储电路为装置内嵌的FLASH存储器或外置 的存储卡。液晶显示器的并行数据接口与DSP处理器4的并行数据接口连接，液晶显示 器8的触摸介质与DSP处理器4的AD采集电路接口连接，实现触摸操作并可进行人工 交互设置和状态参数数据的显示。
GSM网络通信单元由GSM模块2、天线6及连接插件12组成，其中DSP处理器4 经过RS485转换电路16和连接插件12、 GSM通讯模块2内部的编解码电路9、发送接 收电路10和双工滤波器11与外置天线6连接，并且通过GSM网络与GSM手机完成短 消息的接收和发送，GSM通讯模块2用于实现控制以及运行状态信号在GSM手机1和 DSP处理器4之间的发送和接收。电源电路7的电压输出端与各功能单元的工作电源输 入端连接，实现该装置工作电压的供给。
DSP处理器4是该监测控制回路的核心，采用市售(microchip公司生产)的16位 DSP芯片，其外围电路包括线性DC-DC转换单元、软件调试接口电路、硬件看门狗电 路和光电隔离电路。该处理器用于处理有效短消息的状态査询指令，并根据査询内容将相 应的状态信号编辑成短消息发送给査询终端即GSM手机1， GSM模块2接收到的短消息 首先由DSP处理器4判断其査询终端的査询权利，与现有数据库比较并判断其是否为有 效短消息，若为无效短消息则自动放弃查询操作，若为有效短消息根据查询的内容从数据 存储单元中调用对应的状态参数数据值，依据GSM通讯协议中短消息发送指令进行短消 息的编辑，编辑完成后通过DSP处理器4的并行数据接口、 GSM通信模块2及天线6进 行短消息发送。运行状态存储电路为内嵌FLASH存储器或外置存储卡，DSP处理器4每 隔30分钟进行一次有效状态参数数据的存储，存储电路中可以存储水力发电机组一年内 的运行状态参数数据，用户可通过配套的软件读出相应的运行状态参数数据。
权利要求1、一种基于GSM通信的水力发电机组运行监测装置，包括GSM手机、天线及由信号采集和执行驱动单元、数据显示和存储单元、GSM网络通信单元以及DSP处理器和电源电路组成的监测控制回路，其特征在于所述DSP处理器通过RS485转换电路、连接插件分别与所述信号采集及执行驱动单元中的信号采集电路及执行驱动电路连接，所述数据显示和存储单元中的液晶显示器及存储电路与DSP处理器的并行数据接口连接，所述GSM网络通信单元中的与所述天线连接的GSM通讯模块通过GSM网络和GSM手机通讯，GSM通讯模块由编解码电路、发送接收电路和双工滤波器组成。
2、根据权利要求1所述的基于GSM通信的水力发电机组运行监测装置，其特征在 于所述数据显示和存储单元中的存储电路通过选通开关分别连接存储电路内嵌的 FLASH存储器或外置的存储卡。
专利摘要一种基于GSM通信的水力发电机组运行监测装置，它解决了传统监控装置存在的测量误差大、不便携带的问题，包括GSM手机、天线及由信号采集和执行驱动单元、数据显示和存储单元、GSM网络通信单元以及DSP处理器和电源电路组成的监测控制回路，其技术要点是DSP处理器通过RS485转换电路、连接插件分别与信号采集电路及执行驱动电路连接，DSP处理器的并行数据接口与液晶显示器及存储电路连接，GSM通讯模块通过GSM网络和GSM手机用户端通讯。其结构设计合理，携带方便，显著降低运行成本，信息发送客观性强，传输速度快，有利于管理人员及时、准确的了解水文及水轮机组的运行状态，确保机组安全可靠地运行。
文档编号G05B19/042GK201331688SQ200820232309
公开日2009年10月21日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者刘玉来, 刘翔宇, 孙方亮, 季洪波, 张利斌, 帅 李, 鑫 胡, 郭玉岩, 马晓杰 申请人:本溪满族自治县小水电管理站