专利名称：使用gsm短信息的电力变压器防盗报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力变压器的防盗报警装置，尤其是能使用GSM网络以汉字短信息方式传递报警信息的电力变压器的防盗报警装置。
背景技术：
常期以来，农村安全供电一直存在着三大隐患盗窃、盗拆电力变压器、盗割输电电缆和盗拆塔材。农村地区的电力变压器和输电电缆由于缺乏有效的安全防护措施，经常被盗窃者盗窃破坏。形成大面积长时间的停电。直接、间接经济损失巨大。直接影响了当地居民的生产、生活。
目前，广泛使用的电力变压器防盗报警产品大多采用分立式电子元件组成。其报警信息传递的工作原理是先将报警内容进行数字编码，然后使用短波无线电台发射编码报警信息。接收方采用短波无线电台接收，经过解码处理后输出报警信号。上述方式存在以下缺陷1，每一个报警分机需占用一个短波波段信道，占用了大量的频率资源。根据我国有关规定，可供报警使用的短波频率资源有限，因此在同一地点可安装的报警分机数量受到限制，有时不能满足现场需要；2，由于报警装置的无线发射功率较大，加之整机电源消耗大，所以断电后待机时间很短，多为1至2小时以内，超过此时段即失去报警功能；3，报警产品体积大，通讯距离有限，一般多为5至15千米。由于所采用的短波频率所需的收、发天线较长(多为1至2米)，不易隐蔽，使盗窃者较易发现和破坏使其失去报警功能；4，报警信息的显示方式上多采用数字编码方式，不易记忆，直观性差。由于上述的原因使得这些防盗产品的使用时间、数量和范围受到限制，防盗效果下降，还易产生漏报及误报。
发明内容为了克服现有产品通讯距离有限、断电后待机时间短和不易隐蔽的不足，本实用新型提供一种以GSM短信息为通信手段的电力变压器防盗报警装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是采用单片机系统为核心控制系统，设置有三路结构相同的电压检测电路，其一端分别与单片机系统对应的三个PIO端口电连接，另一端与可连接电力变压器的三相输出电压的接线端子电连接。设置有一个GSM手机数据通信接口电路，其一端与单片机系统的串行通信端口(RXD；TXD)电连接，另一端可与具有短信息功能的GSM手机的数据通信接口电连接。另设置有2个结构相同的传感器接口电路，其一端通过U5与单片机对应PIO端口连接，另一端与可连接震动、移动传感器信号的接线端子电连接。
本实用新型的有益效果是装置体积小，无线发射天线短(2至3cM)且不外露，便于隐蔽；整机电源消耗小，整机功耗≤6mW，断电后待机工作时间长达4天以上；该装置以简体汉字短信息的方式发送报警信息，信息内容明确、直观；同一区域可安装的报警装置的数量可不受限制；报警接收可用普通的GSM手机接收，报警通讯距离可远达我国GSM网络覆盖的所有地域并具有可移动接收的功能。该装置不仅能用于变压器的防盗报警，而且还是电缆、保险柜(门)及家用电器防盗报警的理想产品。由于省去了通信基站建设、维护的大量工作和费用，使得整个系统运营和维护成本极低。
图1是本实用新型防盗报警装置的原理框图；图2是本实用新型防盗报警装置的电路原理图；图3是本实用新型防盗报警装置数据通信接口电路的电路原理图。
图1中1.传感器接口电路，2.电压检测电路，3.单片机系统电路，4.数据通信接口电路，5.辅助电源电路，6.传感器输入信号接线端子，7.电力变压器三相电压输入信号接线端子，8.去外接的具有短信息功能的GSM手机的数据通信接口。当盗窃事件发生时，盗窃者为了自身的安全必须首先切断变压器的电源，然后再对变压器实施拆卸，此时，变压器的三相输出电压为零；变压器如果被拆卸或搬动，则震动、移动传感器的输出状态会反转改变。这些电信号分别通过电压检测电路2和传感器接口电路1先后送入单片机系统电路3，单片机系统电路3按照设定的程序立即响应，通过数据通信接口电路4向预先指定的手机先后发出内容为“XX号变压器断电”和“XX号变压器被移动”的两条短信息，相关人员接收到短信息后，可根据情况具体分析处理。
图2中所使用的集成电路主要技术参数说明如下。
编号型号 功能说明OPT5 TIL117 光电耦合器OPT6 TIL117 光电耦合器OPT7 TIL117 光电耦合器U1 MC14069UB 六反相器U262256静态存贮器U389C52单片机U4SN74HC3738D锁存器U5SN74HC3738D锁存器U6MC78L05C 三端稳压器U7X5045电擦写存贮器U8MC14069UB六反相器U9MC14053B 3二选一模拟电子开关工作原理简要说明。
传感器接口电路1，其作用是监测外接传感器的输出状态。主要工作过程是当外接传感器动作时，其输出接点闭合，电容器C6，C7通过R18，R19放电，从而使C6，C7的电位由高迅速降低为低电平，此电位变化经U5传送到单片机系统的对应的PIO端口。电压检测电路2，其作用是监测变压器的三相输出电压，主要工作过程是当变压器的三相输出电压的一相或全部低于设定的阈值时，光电耦合器OPT的输入电流下降并使其输出端电位下降，进而使U3的反相输出端的电位由低电平跳变为高电平，此电位变化经U5传送到单片机系统的对应的PIO端口。单片机系统电路3的作用是负责对电压检测电路2和传感器接口电路1的信号进行监视、分析并做出处理决定并执行。主要工作过程是，当电压检测电路2或传感器接口电路1发生电位跳变时，单片机系统电路3立即启动分析程序对具体情况进行分析判断，得出结论后通过数据接口电路4启动手机发送相关内容的短信息，并可根据预先的设定向一个或多个手机一次或多次发送。数据通信接口电路4的作用是建立单片机系统与手机的数据通道，使单片机系统与手机之间双向传送各种数字信息。辅助电源电路5，其作用是提供本实用新型的工作电源和手机电池的充电电源，正常情况下本装置使用辅助电源提供的电力工作，停电时经D9，P19由手机的电池供电。
图3数据通信接口电路由U1D，U1E，U1F，U1C，U9，BG1，BG3，Z1，R24，R25，R26，和接线端子P12，P15，P16，P19，P20构成。D9的正极与接线端子P19相连，负极与VCC相连，BG1的集电极与接线端子P12相连，发射极与V+相连，基极与BG3串联后接地，BG3的基极与单片机系统的控制口K12相连，接线端子P15、P16与U1，U9串联后接单片机系统的串行通信口TXD、RXD。
具体实施方式
传感器接口电路该部分电路由R16，R17，R18，R19，R4，C6，C7，和U5.8D锁存器构成。R18，R19的一端与传感器输入信号接线端子电连接，另一端分别与对应的C6，C7的正极连接，并与R16，R17及U5的P13，P8并联。电阻R16，R17的取值范围是15KΩ至51KΩ，电阻R18，R19的取值范围是1.5KΩ至5.1KΩ，具体的取值原则是其大小视外接线路的长短而定并符合公式R17/R19＝R16/R18＝10。
电压检测电路该部分电路由D2，D3，D4，R1，R2，R3，OPT5，OPT6，OPT7和U8构成。D2、D3、D4二极管的正极分别与对应的接线端子P3，P1，P2电连接，D2、D3、D4的负极分别经对应的电阻R3，R1，R2与光电耦合器OPT5，OPT6，OPT7串联。电阻R3，R1，R2的取值范围是370KΩ至510KΩ，具体的取值原则是接线端子上施加的交流电压＝95V时，光电耦合器的输出直流电压值＝3V±0.1。
单片机系统电路该部分电路由U2.静态存贮器，U3.单片机，U4.8D锁存器，U7.电擦写存贮器组成。U3.单片机的数据线与U4.8D锁存器串联后与U2.静态存贮器和U7.电擦写存贮器并联。U2.静态存贮器、U7.电擦写存贮器和U3.单片机的器件规格的选择上应注意选工作电压为3V的器件。
数据通信接口电路4中的器件参数、规格的选择上要求D9为肖特基二极管，BG1、BG3的β值≥50并且导通饱和压降≤0.2V。
辅助电源电路该部分电路由TR1.电源变压器，D1，D5，D8，C2，C9，C17，C19，和U6构成。TR1的次级端分别接D5，D8的正极，D5，D8的负极并联组成全波整流电路与D1串联后接U6.三端稳压器P3脚，U6的输出端与VCC相连。要求TR1.电源变压器的规格为容量＝3VA；变比＝250V2X10V。
权利要求1.一种使用GSM短信息的电力变压器防盗报警装置，其特征在于设置有电压检测电路(2)，其一端分别与单片机系统电路(3)对应的三个PIO端口电连接，另一端与可连接电力变压器的三相输出电压信号的接线端子(7)电连接；设置有一个GSM手机数据通信接口电路(4)，其一端与单片机系统的串行通信端口(RXD，TXD)电连接，另一端可与具有短信息功能的GSM手机的数据通信接口(8)电连接，另设置有2个结构相同的传感器接口电路(1)，其一端与单片机系统电路(3)对应PIO端口连接，另一端与可连接震动、移动传感器的接线端子(6)电连接。
2.根据权力要求1所述的一种使用GSM短信息的电力变压器防盗报警装置，其特征在于所述的数据通信接口电路(4)由U1D，U1E，U1F，U1C，U9，BG1，BG3，Z1，R24-26，和接线端子P12，P15，P16，P19，P20构成，用于建立单片机系统与手机的数据通道，使单片机系统与手机之间双向传送各种数字信息。
3.根据权力要求1所述的一种使用GSM短信息的电力变压器防盗报警装置，其特征在于所述的传感器接口电路(1)由R16，R17，R18，R19，R4，C6，C7，和U5.8D锁存器构成，其作用是监测外接传感器的输出状态。
4.根据权力要求1所述的一种使用GSM短信息的电力变压器防盗报警装置，其特征在于所述的电压检测电路(2)由D2，D3，D4，R1，R2，R3，OPT5，OPT6，OPT7和U8构成，其作用是监测变压器的三相输出电压。
5.根据权力要求1所述的一种使用GSM短信息的电力变压器防盗报警装置，其特征在于所述的单片机系统电路(3)由U2.静态存贮器，U3.单片机，U4.8D锁存器，U7.电擦写存贮器组成，U3与U4串联后与U2和U7并联，其作用是负责对电压检测电路(2)和传感器接口电路(1)的信号进行监视、分析并做出处理决定并执行。
专利摘要使用GSM短信息的电力变压器防盗报警装置。本实用新型涉及能使用GSM网络以汉字短信息方式传递报警信息的电力变压器防盗报警装置。本实用新型主要解决现有的电力变压器防盗报警产品通信距离有限、断电后待机时间短、不易隐蔽、报警信息编码不易记忆等技术问题。该装置以单片机系统电路3为核心，设置有电压检测电路2、传感器接口电路1和数据通信接口电路4，具有体积小，便于隐蔽，断电后待机工作时间长达4天以上，报警接收可用普通的GSM手机，报警通讯距离可远达我国GSM网络覆盖的所有地域，并具有可移动接收的功能。整个系统运营和维护成本低，本装置还可用在其它电器或保险柜(门)的防盗方面。
文档编号G08C17/02GK2565224SQ0224765
公开日2003年8月6日 申请日期2002年8月8日 优先权日2002年8月8日
发明者黄训诚, 周金生, 李万隆 申请人:黄训诚, 周金生, 李万隆