无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置及方法与流程

本发明涉及路灯电缆防盗检测技术领域，具体地说，涉及一种无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置及方法。

背景技术：

智能路灯系统的应用在逐渐增多，智能路灯系统具备路灯节点控制和数据采集通信的能力，从而可以获取每个路灯信息、线上电压电流信息、环境信息等，其中监控路灯电缆状况，判断路灯电缆是否被盗属于智能路灯系统的一项主要功能。路灯节点控制与通信能力的相对传统方法是电力载波通信，相对该技术，无线传感网技术具有传送速度较快、网络空间跨度大、网络层成熟可靠等优点，但是在实现电缆防盗功能的方面存在不足，这是因为路灯电缆在白天是未供电，单纯依靠路灯控制节点无法判断电缆是否被盗，本发明旨在提出一种能够同时在白天电缆上未供电时对路灯电缆进行防盗监控的一种完整的路灯电缆防盗技术。

技术实现要素：

本发明提供了一种无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置，其包括设于任一路灯节点处的路灯节点控制器，所述任一路灯节点所在的路灯电缆处设有路灯现场集中控制器，路灯现场集中控制器与一管理中心连接；

路灯节点控制器内设有GPS单元，GPS单元用于采集对应路灯节点处的空间位置信息并发送给路灯现场集中控制器；路灯节点控制器还用于在路灯电缆有电时对路灯电缆上的电流或电压信息进行周期性采集，并在未检测到电流或电压信息时向路灯现场集中控制器发送第一报警信号；

路灯现场集中控制器包括一个或两个脉冲时域发送检测模块、存储单元和中央处理器，存储单元用于存储路灯电缆的设定长度，脉冲时域发送检测模块用于在路灯电缆无电时对路灯电缆的实时长度进行检测，中央处理器用于对路灯电缆的实时长度与设定长度进行比较并在实时长度小于设定长度时产生第二报警信号；

路灯现场集中控制器还用于将接收到的空间位置信息和第一报警信号以及产生的第二报警信号发送给管理中心，管理中心包括电子地图单元，电子地图单元用于根据接收到的空间位置信息对对应路灯节点的位置进行可视化显示。

本发明的无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置中，当路灯线缆上有电时，整个系统处于工作状态，路灯节点控制器周期性采集线缆上的电压和电流信息，当发现线缆上电流电压信息缺失时，路灯节点控制器能够通过无线传感网上传电缆被盗警告信息到路灯现场集中控制器，现场集中控制器再将此信息上传给管理中心，从而实现电缆防盗功能，该方法结合管理中心的电子地图和路灯节点的GPS信息，可以做到被盗点的准确定位。

本发明的无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置中，当路灯电缆在白天无供电时，路灯节点控制器不能通过监测电缆上的电流电压来判断电缆是否被盗，此时现场集中控制器能够通过采用脉冲时域的反射法或者点对点法，通过检测电缆的长度进行对比来判断电缆是否被盗，如果判断被盗，则将被盗信息上传至管理中心，从而实现电缆防盗功能；该方法通过计算，也可以准确定位被盗点。

作为优选，脉冲时域发送检测模块包括振荡电路、脉冲形成电路、脉冲放大电路和信号放大电路，振荡电路、脉冲形成电路、脉冲放大电路、路灯电缆和信号放大电路依次连接。脉冲时域法(反射或者点对点)常被用来做电缆长度检测，线缆作为电磁介质，脉冲在其上以近似光速进行传送，当在线缆的终端出现阻抗不匹配时，将形成反射波到初始发射点，在线缆的初始发射端或者终端建立信号放大电路，放大接收到的信号，达到可以判别的幅度，通过计算发射与接收的时间差，计算出线缆的长度，当计数频率达到100Mhz以上时，测量精度可以达到1米。本发明是该原理的拓展应用，在路灯现场集中控制器中实现脉冲时域检测模块，现场使用时，首先进行标定检测，检测出线缆长度，连同标定测试时所确定的脉冲幅度和宽度设置一同存储在路灯现场集中控制器的断电非易失存储芯片中，然后在路灯电缆断电的时期内，周期性的检测电缆长度，检测结果与存储起来的标定检测数据进行对比，从而实现电缆断电状况下对电缆被盗的判断，发现异常即报警。

作为优选，路灯节点控制器与路灯现场集中控制器通过GPRS方式或3G方式进行数据交互。

本发明还提供了一种无线传感网智能路灯系统的电缆防盗方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的无线传感网智能路灯系统的电缆防盗方法，其包括：在路灯电缆处设置路灯现场集中控制器，在路灯电缆的任一路灯节点处设置路灯节点控制器；在路灯节点控制器内设置GPS单元，GPS单元用于采集对应路灯节点处的空间位置信息并发送给路灯现场集中控制器；在路灯现场集中控制器内设置一个或两个脉冲时域发送检测模块、存储单元和中央处理器，并在存储单元内存储路灯电缆的设定长度；

在路灯电缆有电时，通过路灯节点控制器对路灯电缆上的电流或电压信息进行周期性采集，并在未检测到电流或电压信息时向路灯现场集中控制器发送第一报警信号；

在路灯电缆无电时，使脉冲时域发送检测模块对路灯电缆的实时长度进行检测，使中央处理器对路灯电缆的实时长度与设定长度进行比较且在实时长度小于设定长度时产生第二报警信号；

使路灯现场集中控制器将接收到的空间位置信息和第一报警信号以及产生的第二报警信号发送给一管理中心，并在管理中心处设置一电子地图单元，使电子地图单元根据接收到的空间位置信息对对应路灯节点的位置进行可视化操作显示。

作为优选，在脉冲时域发送检测模块处设置振荡电路、脉冲形成电路、脉冲放大电路和信号放大电路，并将振荡电路、脉冲形成电路、脉冲放大电路、路灯电缆和信号放大电路依次连接。

作为优选，将路灯节点控制器与路灯现场集中控制器通过GPRS方式或3G方式进行数据交互。

本发明的无线传感网智能路灯系统的电缆防盗方法中，路灯线缆未供电时，在路灯节点的两个输入间呈现开路时，能够采用两个脉冲时域发送检测模块使用脉冲时域反射法来分别对两根电缆的长度进行测量，对比初始标定测量的长度，从而能够实现线缆断电状况下对电缆是否被盗作出判断；在路灯节点的两个输入间呈现高频阻抗时，够采用一个脉冲时域发送检测模块使用脉冲时域点对点测量法测量两根电缆的总长度，对比初始标定测量的长度，从而能够实现线缆断电状况下对电缆是否被盗作出判断。

作为优选，脉冲时域发送检测模块包括振荡电路、脉冲形成电路、脉冲放大电路和信号放大电路，振荡电路、脉冲形成电路、脉冲放大电路、路灯电缆和信号放大电路依次连接。

作为优选，路灯节点控制器与路灯现场集中控制器通过GPRS方式或3G方式进行数据交互。

附图说明

图1为实施例1中的一种无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置的示意图；

图2为实施例1中的路灯现场集中控制器的示意图；

图3为实施例2中的一种无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置的示意图；

图4为实施例3中的无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置的示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。

实施例1

如图1、2所示，本实施例提供了一种无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置，其包括设于任一路灯节点320处的路灯节点控制器330，所述任一路灯节点320所在的路灯电缆310处设有路灯现场集中控制器340，路灯现场集中控制器340与一管理中心连接；

路灯节点控制器330内设有GPS单元，GPS单元用于采集对应路灯节点320处的空间位置信息并发送给路灯现场集中控制器340；路灯节点控制器330还用于在路灯电缆310有电时对路灯电缆310上的电流或电压信息进行周期性采集，并在未检测到电流或电压信息时向路灯现场集中控制器340发送第一报警信号；

路灯现场集中控制器340包括一个或两个脉冲时域发送检测模块350、存储单元和中央处理器，存储单元用于存储路灯电缆310的设定长度，脉冲时域发送检测模块350用于在路灯电缆310无电时对路灯电缆310的实时长度进行检测，中央处理器用于对路灯电缆310的实时长度与设定长度进行比较并在实时长度小于设定长度时产生第二报警信号；

路灯现场集中控制器340还用于将接收到的空间位置信息和第一报警信号以及产生的第二报警信号发送给管理中心，管理中心包括电子地图单元，电子地图单元用于根据接收到的空间位置信息对对应路灯节点320的位置进行可视化显示。

本实施例中，脉冲时域发送检测模块350包括振荡电路、脉冲形成电路、脉冲放大电路和信号放大电路，振荡电路、脉冲形成电路、脉冲放大电路、路灯电缆310和信号放大电路依次连接。

本实施例中，路灯节点控制器330与路灯现场集中控制器340通过GPRS方式或3G方式进行数据交互。

本实施例中，中央处理器处还连接有用于与路灯节点控制器进行通信的第一通信单元，和用于与管理中心进行通信的第二通信单元。

本实施例中，路灯节点控制器与路灯现场集中控制器通过无线通信单元进行数据交互，即第一通信单元为无线通信单元。

基于本实施例中的无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置，本实施例还提供了一种无线传感网智能路灯系统的电缆防盗方法，其包括：在路灯电缆310处设置路灯现场集中控制器340，在路灯电缆310的任一路灯节点320处设置路灯节点控制器330；在路灯节点控制器330内设置GPS单元，GPS单元用于采集对应路灯节点320处的空间位置信息并发送给路灯现场集中控制器340；在路灯现场集中控制器340内设置一个或两个脉冲时域发送检测模块350、存储单元和中央处理器，并在存储单元内存储路灯电缆310的设定长度；

在路灯电缆310有电时，通过路灯节点控制器330对路灯电缆310上的电流或电压信息进行周期性采集，并在未检测到电流或电压信息时向路灯现场集中控制器340发送第一报警信号；

在路灯电缆310无电时，使脉冲时域发送检测模块350对路灯电缆310的实时长度进行检测，使中央处理器对路灯电缆310的实时长度与设定长度进行比较且在实时长度小于设定长度时产生第二报警信号；

使路灯现场集中控制器340将接收到的空间位置信息和第一报警信号以及产生的第二报警信号发送给一管理中心，并在管理中心处设置一电子地图单元，使电子地图单元根据接收到的空间位置信息对对应路灯节点320的位置进行可视化操作显示。

本实施例的上述方法中，在脉冲时域发送检测模块350处设置振荡电路、脉冲形成电路、脉冲放大电路和信号放大电路，并将振荡电路、脉冲形成电路、脉冲放大电路、路灯电缆310和信号放大电路依次连接。

本实施例的上述方法中，将路灯节点控制器330与路灯现场集中控制器340通过GPRS方式或3G方式进行数据交互。

实施例2

如图3所示，本实施例也提供了一种无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置，其与实施例1的区别在于：本实施例中，路灯电缆310未供电时，路灯节点320的两个输入间呈现开路特性，路灯现场集中控制器340包括两个脉冲时域发送检测模块350。

实施例3

如图4所示，本实施例也提供了一种无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置，其与实施例2的不同之处在于：路灯电缆310未供电时，路灯节点320的两个输入间呈现高频阻抗，此时路灯现场集中控制器340包括一个脉冲时域发送检测模块350。

实施例4

本实施例也提供了一种无线传感网智能路灯系统的电缆防盗装置，其与实施例2的不同之处在于：路灯电缆310未供电时，路灯节点320的两个输入间呈现高频负载特性，此时为保证检测精度，需要断开路灯节点320与路灯电缆310间的物理连接；因此，在路灯节点320与路灯电缆310间设置一电子可控双刀开关，在路灯节点320处设置一非接触式的电压传感器；并使得，当电压传感器检测到路灯电缆310供电时控制电子可控双刀开关闭合，反之则控制电子可控双刀开关断开。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。