专利名称：一种基于在线电压检测的路灯电缆防盗装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及防盗报警设备，尤其是涉及一种通过电压检测发送报警信息的基于在线电压检测的路灯电缆防盗装置。
背景技术：
随着现代化公路的大量建设，作为公路配套设施的路灯被大量应用，由于公路特别是高速公路的长度动辄上百千米，用于连接路灯与供电箱的路灯供电电缆成本越发高 涨，甚至成为主要支出，更由于此，许多不法分子借此机会盗取路灯电缆，以此发ー笔横财，更是对公路的安全产生了巨大的隐患，因此对于路灯电缆防盗的需求日益高涨。现国内己经有ー些相关的产品和专利，例如中国专利ZL200520134015提供了一种电缆防盗器，具有供电线、主机和末端，末端能对电カ线等设施的断路、短路以及缺相等现象进行检测，通过供电线载波向主机反馈检测信息。上海西必埃电气有限公司提供的DL-2路灯电缆防盗器，当破坏电缆或強行偷盗时，主机将产生报警信号，并传输到报警中心，同时具有报警接ロ，能与其它系统联动。目前，国内现有的路灯电缆防盗系统多使用载波检测技术(载波是指被调制以传输信号的波形，一般为正弦波。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽，否则会发生混叠，使传输信号失真)对的供电线路进行检测，使用载波技术的优点是在供电线路没有电的时候依然可以检测线路的通断，缺点是技术较为复杂，要求精度高，更重要的是载波检测的距离严重受限，一般的检测距离甚至只有数公里，严重不能满足现代化的需求。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种设计合理、性能稳定、抗干扰能力强、检测距离不受限的基于在线电压检测的路灯电缆防盗装置。本实用新型设有电压转换电路、主控电路和无线通讯模块；所述主控电路设有电源电路、超级电容供电电路、微处理器、检测电路、通讯模块；电压转换电路的输入端外接供电电源，电压转换电路的输出端分别接电源电路的输入端和检测电路的输入端，电源电路的输出端接超级电容供电电路的输入端，超级电容供电电路的输出端分别接微处理器和无线通讯模块；检测电路的输出端与微处理器的输入端ロ连接，通讯模块与微处理器的输入输出端ロ连接，无线通讯模块通过RS232串ロ与通讯模块相连，无线通讯模块通过GPRS无线网线路与上位机监控中心进行通讯。所述超级电容供电电路可采用第I超级电容供电电路和第2超级电容供电电路，所述第I超级电容供电电路可为SIM300超级电容供电电路，所述第2超级电容供电电路可为MCU超级电容供电电路。所述第I超级电容供电电路的输出电压可为5. 5V，所述第2超级电容供电电路的输出电压可为5V。所述供电电源可为交流220V市电或直流48V电源。本实用新型的电压转换电路将220V交流电或48V直流电转化为12V直流电，为主控电路和无线通讯模块供电。主控电路负责电压的检测、数据的处理与通讯模块的数据交换，对超级电容供电电路的充放电等。所述微处理器可采用51系列单片机中ATMEL公司的89C52。电源电路采用12V输入，通过LM2596处理得到稳定的6V电源送入超级电容供电电路和主控电路供系统使用。通讯模块采用max232，将单片机的SPI信号转换为RS232电平用于与通讯模块通讯。本实用新型的优点是I)由于现有的大部分电缆防盗装置都是采用载波检测的方式，因此对设备的精度要求高，技术较为复杂，检测距离短等，本实用新型有效解决了这些问题。本实用新型只需在每条线路终端安装一个路灯线缆防盗器，白天线路供电48V直流，晚上线路供电220V交流，防盗器会全天候监视线路情況。 2)上线自动运行，并通过无线通讯模块主动连接到上位机监控中心。3)线路正常时定时20s发送心跳包保持在线。4)当线路断开时，单片机通过IO线路读取电压，超过20s仍为低电平，则开始向监控中心发送报警协议。5)上位机相应报警信息后，不再发送报警信息，但是仍然检测线路状态，当上位机发送协议重新检测线路状态或者过久没有响应，单片机重新检测线路发送报警信息。6)该装置上电自动工作，用两枚独立工作的超级电容来取代常用的蓄电池，用以掉电后发送报警数据，不仅降低成本，更省却毎年更换电池的维护费用。采用独立的sim300GPRS通讯模块来进行报警，省去线材成本，线路布置更灵活。
图I是本实用新型实施例的结构组成框图。图2是本实用新型实施例的主控电路的电源电路原理图。图3是本实用新型实施例的主控电路的MCU模块电路原理图。图4是本实用新型实施例的主控电路的SM300超级电容供电电路原理图。图5是本实用新型实施例的主控电路的MCU超级电容供电电路原理图。图6是本实用新型实施例的主控电路的通讯模块电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进ー步说明。如图I所示，本实用新型实施例设有电压转换电路I、主控电路2和无线通讯模块3 ;所述主控电路2设有电源电路21、超级电容供电电路、微处理器23、检测电路24、通讯模块25 ;电压转换电路I的输入端外接供电电源4，电压转换电路I的输出端分别接电源电路21的输入端和检测电路24的输入端，电源电路21的输出端接超级电容供电电路的输入端，超级电容供电电路的输出端分别接微处理器23和无线通讯模块3 ;检测电路24的输出端与微处理器23的输入端ロ连接，通讯模块25与微处理器23的输入输出端ロ连接，无线通讯模块3通过RS232串ロ与通讯模块25相连，无线通讯模块3通过GPRS无线网线路与上位机监控中心5进行通讯。所述超级电容供电电路采用第I超级电容供电电路221和第2超级电容供电电路222，所述第I超级电容供电电路221为SIM300超级电容供电电路，所述第2超级电容供电电路222为MCU超级电容供电电路。所述第I超级电容供电电路221的输出电压为5. 5V，所述第2超级电容供电电路222的输出电压为5V。所述供电电源4为交流220V市电或直流48V电源。本实用新型的电压转换电路将220V交流电或48V直流电转化为12V直流电，为主控电路和无线通讯模块供电。主控电路负责电压的检测、数据的处理与通讯模块的数据交换，对超级电容供电电路的充放电等。所述微处理器采用51系列单片机中ATMEL公司的89C52。电源电路采用12V输入，通过LM2596处理得到稳定的6V电源送入超级电容供电电路和主控电路供系统使用。通讯模块采用max232，将单片机的SPI信号转换为RS232电平用于与通讯模块通讯。
如图2所示，供电采用12V交直流开关电源电路，不论防盗器外部输入220V交流或者48V直流，都可以转换为12V直流为系统供电。12V输入经过LM2596，通过电压计算公式确定电阻R23与R24、R25的阻值，在FEEDBACK端得到稳定的6V电源，采用LM2596芯片转换效率高，电压稳定，提供可变配比电压，为装置提供稳定可靠的电源。其中Jl为外部220交流/48V直流输入，J3为220交流/48V直流电源电路插脚。如图3所示，集成电路ICl为MCU，采用ATMEL公司的89C52，电阻Rl、Rll为MCU的Pl. I 口和P3. 2 ロ的上拉电阻。电容C4和电阻R12为单片机的上电复位电路，当单片机上电瞬间电压不稳定时，让单片机处于复位状态避免程序跑飞。P3. 2 ロ街道电源处，当电源断开时，检测到低电平进入外部中断检测电压。IC6是光耦芯片，通过光耦芯片实时扫描外部输入电压，当外部输入断开时，Pl. O ロ由于上拉电阻的作用进入高电平，为芯片所检测，光ロ检测与中断检测相结合，提高了线路检测的准确性，提高了产品的安全性。如图4所示，该部分为SIM300超级电容，其中6V电源由LM2596模块提供输入电压，通过ニ极管Dl降压为GPRS无线通讯模块供电，同时通过ニ极管D2、D3降压为超级电容充电(R17为限流电阻，避免充电电流过大影响系统供电，C8、C9为滤波电容)，此时超级电容端电压低于输出端电压，ニ极管D4管截止。当外部电源断开，Dl管正端电压降为0V，Dl管截止，D2、D3管截止，此时D4管导通，超级电容开始为GPRS无线通讯模块供电。J2为GPRS无线通讯模块电源供应接ロ。如图5所示，该部分为MCU超级电容，其中6V电源由LM2596模块提供输入电压，通过ニ极管D5和电阻R19降压为MCU模块和主控电路供电，同时通过D6降压为超级电容充电(R18为限流电阻，避免充电电流过大影响系统供电，C12、C13为滤波电容)，此时超级电容端电压低于输出端电压，ニ极管D7管截止。当外部电源断开，D5管正端电压降为0V，D5管截止，D6管截止，此时D7管导通，超级电容开始为MCU模块和主控电路供电。如图6所示，U9为MAX232芯片，DB9为串ロ母ロ端ロ，引脚16由MCU超级电容供电保证稳定可靠的电源供应，C25、C26、C27、C28、C29为旁路电容，为MAX正常工作所必须。MAX232芯片支持两路串ロ通讯同时进行，只采用一路，其中引脚11、12分别为单片机的YXD、RXD引脚，引脚13、14分别为串ロ的接收、发送引脚。主控电路的标号、称值和元器件名称參见表I。表I
权利要求1.一种基于在线电压检测的路灯电缆防盗装置，其特征在于设有电压转换电路、主控电路和无线通讯模块；所述主控电路设有电源电路、超级电容供电电路、微处理器、检测电路、通讯模块；电压转换电路的输入端外接供电电源，电压转换电路的输出端分别接电源电路的输入端和检测电路的输入端，电源电路的输出端接超级电容供电电路的输入端，超级电容供电电路的输出端分别接微处理器和无线通讯模块；检测电路的输出端与微处理器的输入端ロ连接，通讯模块与微处理器的输入输出端ロ连接，无线通讯模块通过RS232串ロ与通讯模块相连，无线通讯模块通过GPRS无线网线路与上位机监控中心进行通讯。
2.如权利要求I所述的ー种基于在线电压检测的路灯电缆防盗装置，其特征在于所述超级电容供电电路采用第I超级电容供电电路和第2超级电容供电电路，所述第I超级电容供电电路为SIM300超级电容供电电路，所述第2超级电容供电电路为MCU超级电容供电电路。
3.如权利要求2所述的ー种基于在线电压检测的路灯电缆防盗装置，其特征在于所述第I超级电容供电电路的输出电压为5. 5V，所述第2超级电容供电电路的输出电压为5V。
4.如权利要求I所述的ー种基于在线电压检测的路灯电缆防盗装置，其特征在于所述供电电源为交流220V市电或直流48V电源。
专利摘要一种基于在线电压检测的路灯电缆防盗装置，涉及防盗报警设备。设有电压转换电路、主控电路和无线通讯模块；主控电路设有电源电路、超级电容供电电路、微处理器、检测电路、通讯模块；电压转换电路的输入端外接供电电源，电压转换电路的输出端分别接电源电路的输入端和检测电路的输入端，电源电路的输出端接超级电容供电电路的输入端，超级电容供电电路的输出端分别接微处理器和无线通讯模块；检测电路的输出端与微处理器的输入端口连接，通讯模块与微处理器的输入输出端口连接，无线通讯模块通过RS232串口与通讯模块相连，无线通讯模块通过GPRS无线网线路与上位机监控中心进行通讯。设计合理、性能稳定、抗干扰能力强、检测距离不受限。
文档编号G08B25/10GK202454014SQ20122001453
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者刘暾东, 江灏 申请人:厦门澜清信息科技有限公司