专利名称：路灯、电线及配电设备无线防盗报警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种报警装置，尤其是电气设备的无线防盗报警装置。
技术背景近年来，路灯、电线、变压器和配电柜等电气设备的偷盗活动日益猖獗， 严重影响着人民的工作和生活，以及国家的安定团结，随着国民经济的不断发 展，社会不安定因素也在增加，这就使得社会治安形势更加复杂。同时，由于 电力系统内无人值班变电站的推广，使得分布在各个地区的变压器、变压器出 线电缆、路灯电缆电线变得更加难以管理，少人顾问，进而使得分布在城巿周 连、郊区的电力线缆成为偷盗和破坏的主要目标。在这些地方使用现代化的智 能防偷盗报警系统的需求变得越来越迫切，防偷盗监控系统对电力电缆的使用 者而言，从安全防范和内部管理角度都将起到极大的作用。为了防止和发现电 气设备的被盗，人们也想了许多办法，生产了一些产品。如目前在巿场中销售 的多种电缆、路灯线、配电柜的防盗产品。这些产品大致可分为三大类①需 另增加线路，与被保护电气设备的原线路形成固定回路，做为信号检测用，但 此做法施工成本很高，不易于扩容、改造和施工。因此，极少普及应用。②在 每条电缆、路灯线终端安装无线收发模块，与机房进行无线通讯监控。缺点是因为使用的是自组的无线网络，会造成距离短，国家法规规定必须小于2公里， 易受天气因素影响，失电工作时间短，检修、维护和改造复杂，投资成本较高。 所以，极少采用此做法。③普遍使用的方案是利用载波技术，利用原有的线路 传输载波，判断线路通断，发出报警信号。此方案也存在不可避免的缺陷，因 为需不间断把载波加入带电的线路，在它们的过渡电路处会经常发出故障。而 且， 一般灯具有电容和镇流器，线缆内部呈容性。所以，整个使用环境存在着 对载波不利的分部离散性，使载波强度整体衰减，极易造成误动作或报警失灵， 而且监控距离短，每个回路的有效距离小于1.3公里。所以，投资成本和维修 费用较高。
实用新型内容
本实用新的目的是提供一种路灯、电线及配电设备无线防盗报警系统，应 能解决上述现有技产品中存在的不足之处，监控距离大，可靠性好和成本低， 利于推广应用。本实用新型包括可编程控制器、模块GSM及其GSM网络，其特征在于还包括含防盗微动开关、时控器和电流变送器，通过继电器和接触器触点连接可 编程控制器和模GSM块及其GSM网络，设有多个报警通道报警的控制电路。所述的控制电路包括被保护电缆电线及配电设备的通路、开路、停电这三 种状态进行时实监控的电路。所述的报警通道包括声光报警电路和GSM网络。本系统的工作原理为本路灯、电缆及配电设备无线防盗报警系统利用对被防盗系统的基本电量 电流电压进行时实监控，釆用先进的微电脑PLC—可编程控制器技术和电力安 全控制技术及先进的GSM网络传输技术，不但实用可靠，而且无须改变原有线 路，利用现有的路灯电缆和公用的电信网络可实现无线远程报警及监控作用。 GSM网络是移动公司目前应用最普遍、技术最成熟的手机通讯网络，该网络可直 接传输语音和短信信号。GSM模块则是由内部的接收、发射电路与移动公司的 GSM网络进行通讯，使之可与在本网络内的任何通讯设备通讯，使用原理与曰常 中的手机一样，主要传送语音和短信信号。本系统主要由多个报警通道报警的 控制电路、UPS电源和GSM模块报警装置组成。在每个路段的配电柜(箱变)处 安装一套数码智能电缆防盗报警装置， 一套装置可监控自身的柜体安全和1-8 组终端，将终端安装在每组供电回路的初始端，无论哪一回路电缆被切断或柜 门被打开，GSM报警系统都能在5秒内将故障路段的地点、名称、编号等准确报 警，并将信息传送到总监控中心或值班人员的手机及向110报警，促使值班人 员能及时赶到现场处理。装置能同时监控多路电力电缆最大测量距离为50公里, 安装使用方便，报警准确及时。基于公共通信网络的数据传输具有通信范围广、传输稳定可靠等特点，并
且通过移动网络的基站，可实现定位报警系统，因此，广泛应用于工业设备监测、 数据釆集、野外防盗、汽车防盗报警、智能家居报警等方面。也为本系统所釆 用。本系统是专为工业集成设计的，在温度范围、震动、电磁兼容性和接口多 样性等方面均釆用相应的设计，保证了在恶劣环境下的工作稳定性，提供了设 备高工作质量。为那些苦于线缆被偷盗的管理部门，如路灯管理部门、电力部 门等，建立一个安全可靠，报警精确，误报率极低，不受自然环境，如小动物、 雾、雨、风、雪等影响的线缆防盗系统。当电路设备被破坏或强行偷盗时，防 盗报警系统发出报警信号，并传输到设定的报警点或人通信设备上。是一个符 合安防现代化管理要求的、分布式、开放式、网络化、可扩充的高科技技术应 用系统。同时具有各种报警接口，能与其他安防系统联动，有效地提高了安防 系统的安全防范级别，并具有区别灭灯和断线、昼夜分状况检测的功能，多种 功能的综合效果即能将企图偷盗者拒之门外。本系统主要用于对10KV以下电力电缆、路灯及配电设备进行防盗报警，并 可对路灯的开灯情况时实监控，通过现有的GSM网络完成报警或电话和短信告 知。
图1是本实用新的路灯主回路原理图。图2是本实用新型的主控制电路原理和无线通信网络收发模块GSM及其接口结构示意图。图3是本实用新型的电源电路原理图。图4是本实用新型的电流变送器电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作进一步说明。图l所示，是本实用新型的路灯主回路原理图。在图中，四极输出空气开 关K的一端与三相四线制电源连接，另 一端与开灯接触器M的各触点对应连接, 开关灯时间由配电柜内的可编程控制器P控制。电流互感器H在图1中包括电 流变送器C，结合图4的电流变送器电路原理图来看，从接触器M触点M1 3的 输出线上，电流互感器H取出电流信号，通过电流变送器C送给相关的电路， 开灯时以此电流做为参考点而进行控制。主回路的输出火线为Ll ~ 3,零线为N, 通过相应的电线和/电缆，以下统称电缆，供各路电灯和电气/器使用。图2所示，是本实用新型的主控制电路原理和无线通信网络收发模块GSM 及其接口结构示意图。由图可知，行程微动开关的常闭点SK设置在路灯配电柜 活动门的开合处，如果来用手持遥控器对无线通信网络收发模块GSM相关的控 制装置遥控撤防，将活动门打开时视为被盗，该触点SK打开，这个信号输送到 可编程控制器P的信号输入端PIl，由可编程控制器P判断后，通过其控制输出 触点PQ1，将控制信号传给无线通信网络收发模块GSM的第一个报警通道GSM1， 该模块GSM的相关电路迅速通过拨打设定的电话和发送短信告知用户或报警点， 告知配电柜门被非法打开，请釆取相应的措施。像包括微动开关的常闭点SK构 成的报警电路可设置多个，用来监控相关的设备。可编程控制器P是公称PLC 简写，以下相同。从图2中可知，控制电路和模块GSM中的直流电源由图3的电源电路分别 供给24伏和12伏直流电。在图3中， 一输入端接空气开关K输出端的一相火 线L2，另一输入端接零线N，分别通过熔断器F4和F5与不间断电源UPS电路 的输入端，以及串接的接触器M和可编程控制器P控制延时控制输出触点PQ6 的两端连接。可编程控制器P控制其延时控制GSM触点PQ6闭合，开灯接触器M 的吸合，由不间断电源UPS为电池E长期浮充电，电池E分别输出24和12伏 的直流电，C0M为公共端，供图2的主控制电路和无线通信网络收发模块GSM电 路使用；当外电停供时，将由电池E自行供电。无线通信网络收发模块GSM及 其GSM网络是现有成熟的产品和技术，GSM模块在巿面上有售，如型号为 GSM-007M3模块等，它包括信号收、发电路及其天线TX、电源和接口；在图2 中，为了简洁，仅表示出了本实用新型具体实施方式
所用到的信号输入输出端 GSM-1 4和电源输入端DC+、 DC-;其中，电源输入端DC+、 DC-接图3中电池E 输出的12伏直流电源和公共端C0M;当然，它还应当有其它的电路和接口。
在图2中，图3的电池E输出的24伏直流电源通过公共端与熔断器F1和 F2，输给控制电路的各控制触点、电流变送器C、继电器J1和可编程控制器P; 继电器J2和熔断器F3串接后与主回路的火线L1、零线N连接。电流变送器C 作用为直流电源从C5和C6输入，交流信号输入端C1和C2输入交流Q 5A 电流，在输出端C7将会输出0-10V直流电压。可编程控制器P包括控制程序、 信号输入端Pll n、控制信号输出触点PQ1 ~ n和输入信号比较端PA1 ~ n, n=l 、 2、 3、…自然数。图1 图4是一个整体电路，其工作原理为合上图1中空气开关K，当时间控制器T的开灯时间到时，其一常开触点T 闭合，这个信号传到可编程控制器P的信号输入端PI2,可编程控制器P得到开 灯信号，接通其控制信号输出触点PQ6，使图3中的开灯接触器M吸合，其触点 Ml 3接通图1中的三相火线L1-3。电线或电缆中的运行电流反映在电感器H 上，二次电流由0变为5A,再输入给电流变送器C得出0 10V的电压信号，由 继电器Jl常闭点J1-1经可编程控制器P的输入信号比较端PA1送入可编程控 制器P。在可编程控制器P内部已校定好正常时的运行电流参考值，此参考值不 变。当电缆或电线被破坏时，电缆中的电流最终为O,低于参考值，又由于处于 开灯时段内，所以判断为电缆受破坏。此时，可编程控制器P通过其控制信号 输出触点PQ8的闭合发出命令，控制无线通信网络收发模块GSM的第二报警通 道GSM2报警，告知用户。同理，当灯具有三盏以上损坏时，电缆中的工作电流 实际值会逐渐小于在可编程控制器P内部已校定好正常时的运行电流参考值， 此时，可编程控制器P的控制信号输出触点PQ7闭合，控制无线通信网络收发 模块GSM的第三报警通道GSM3报警，告知用户。这样就能完成了线路的自动巡 检工作。当白天或停电时，电缆中没有电流流过，所以，只能采用电压检测法对其 监控。停电时，图2中的继电器J2释放，其常闭触点J2-1通过可编程控制器P 的输入信号端PI4输入信号，可编程控制器P的控制信号输出触点PQ2闭合， 使继电器J1得电吸合，其触点J1-1翻转，常开触点J1-l和Jl-2闭合，使直
流24V通过触点Jl-2加入到火线Ll。这个直流24V在零线端N通过继电器Jl 的常开触点Jl-1闭合，从输入信号比较端PA1输入给可编程控制器P做为检测 比较，因为在零线支路上有个1/2分压电阻R，所以，输入信号比较端PAl端将 得出12V电压。若此时电缆被剪断，直流电压检测回路将会因短路或开路使输 入信号比较端PA1的电压变为24V或0V。此时，由可编程控制器P的控制信号 输出触点PQ8发出报警信号给GSM模块的第二通道报警。依同理，白天时，可 编程控制器P的常开触点PQ2会因时间控制器T控制信号自动闭合，工作流程 同上。在图2中，无线通信网络收发模块GSM的12V直流工作电源由串接的电池 中抽取，外接的警笛Bd在任何一个报警通道GSMl 3工作时都会响，需撤防才 能停止响声。撤防时可通过搡作面板手动开关SA1，或使用手持遥控器、手机遥 控与模块GSM通讯使之撤防。本系统具有以下功能1. 发生警情时系统将鸣响警笛Bd，同时模块GSM通过GSM移动通讯网自动 循环拨打5组报警电话，智能识别主人是否接警， 一旦接警，不再拨打该电话； 可通过电话进行远程布防、撤防、监听现场；挂机后马上发送中英文短信，可 通过短信内容识别报警防区的地点名称、编号。2. 对电缆、路灯状态检测的同时，也对路灯的运行状态进行自动巡检，当 有三盏以上的路灯不亮时，电流变送器C会检测到路灯运行电流报减小，将此信 号送入可编程控制器P进行运算，后由可编程控制器P发出报告信号给模块GSM， 模块GSM发出报告信号提示故障的路段给予检修，这种检测每天为一个周期，可 省去由人工巡逻时的人力资源浪费。3. 模块GSM可与警方和相关部门组建GSM网络报警网络。4. 模块GSM具有学习式对码方式，可灵活扩展各类探测器，如门磁、红外 探头、振感器等；具有4路联动输出端口，可在报警时联动录象机、警笛等设 备，可根据实际要求增加。5.在出口回路的电缆设有检测端，由可编程控制器P的接口 PA1完成，可
对通路、开路、停电这三种状态进行时实监控，对任何时候的异常状态如电缆被盗都能及时的做出反应；在掉电模式下采用电池E供电，使用标配电池时，可 失电运行150小时(时间长短由电池E大小决定)，这样可以解决报警点停电供 电难的问题。6.配电柜和装置本身都有独立的报警通道，因为在配电柜门上装有行程微 开关SK，由可编程控制器P的接口 PI1端进行检测判断是否关闭，对于配电柜 门的非撤防的情况下打开都会及时报警。
权利要求1、一种路灯、电线及配电设备无线防盗报警系统，它包括可编程控制器(P)、模块(GSM)及其GSM网络，其特征在于还包括含防盗微动开关(SK)、时控器(T)和电流变送器(C)，通过继电器(J1、J2)触点连接微可编程控制器(P)和模块(GSM)及其GSM网络，设有多个报警通道报警的控制电路。
2、 根据权利要求l所述的路灯、电线及配电设备无线防盗报警系统，其特征在于所述的控制电路包括被保护电灯、电缆及配电设备的通路、开路、停电这 三种状态进行时实监控的电路。
3、 根据权利要求l所述的路灯、电线及配电设备无线防盗报警系统，其特 征在于所述的报警通道包括声报警电路和GSM网络，以及电话和短信报警。
4、 根据权利要求1所述的路灯、电线及配电设备无线防盗报警系统，其特 征在于所述的控制电路包括含防盗微动开关(SK)与可编程控制器(P)输入信号 比较端(PA1)连接，和可编程控制器(P)控制输出触点(PQ1)与模块(GSM) 的第一个报警通道(GSM1)连接的配电柜监控电路。
5、 根据权利要求l所述的路灯、电线及配电设备无线防盗报警系统，其特 征在于所述的控制电路包括依序连接的时间控制器(T)、可编程控制器(P)的信 号输入端(PI2)、可编程控制器(P)、可编程控制器控制信号输出触点(PQ6)、 开灯接触器(M)及其触点(Ml~3)接通的三相火线(Ll~3)所构成的时控电 路。
6、 根据权利要求l所述的路灯、电线及配电设备无线防盗报警系统，其特 征在于所述的控制电路包括电流变送器(C)经继电器(Jl)常闭点(Jl-1)和可 编程控制器(P)的输入信号比较端(PA1)送入可编程控制器(P)，可编程控 制器(P)通过其控制信号输出触点(PQ8)的闭合发出命令，控制无线通信网络收发模块(GSM)的第二报警通道(GSM2)报警的电压监控电路。
专利摘要本实用新型公开了一种路灯、电线及配电设备无线防盗报警系统，它包括微可编程控制器、模块GSM及GSM其网络，其特征在于还包括含防盗微动开关、时控器和电流变送器，通过继电器和接触器触点连接可编程控制器和模块GSM及其网络，设有多个报警通道报警的控制电路。所述的控制电路包括被保护电缆电线及配电设备的通路、开路、停电这三种状态进行时实监控的电路。所述的报警通道包括声报警电路和GSM网络，以及电话和短信报警电路。该系统同时具有各种报警接口，能与其他安防系统联动，有效地提高了安防系统的安全防范级别，并具有区别灭灯和断线、昼夜分状况检测的功能。用于对10KV以下电力电缆、路灯及配电设备进行防盗报警，并可对路灯的开灯情况时实监控和告知。
文档编号G08B25/10GK201045672SQ20072008000
公开日2008年4月9日 申请日期2007年6月15日 优先权日2007年6月15日
发明者袁智才 申请人:袁智才