一种基于静电感应接触网铜缆防盗系统的制作方法

本实用新型涉及铁路安全设备技术领域，特别是一种基于静电感应接触网铜缆防盗系统。

背景技术：

目前，传统的防盗报警系统一般是采用红外线对射方式或者视频监控方式，简单设计的周界防护常采用导线加强电的方式。但是，在铁路施工过程中接触网架设方面，出现现场场地环境复杂和布设条件有限的实际问题，同时考虑到，接触网线路在防盗过程中必须保证线路不被损坏，实际铁路防护地形和距离，每公里的布设成本以及报警系统稳定性与高效性的要求，现有防盗系统都不能很好的满足实际应用要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种基于静电感应接触网铜缆防盗系统；本系统解决了在铁路建设过程中未通车线路上的接触网铜缆的防盗问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型提供的基于静电感应接触网铜缆防盗系统，包括管理服务器、监测分机、网络通信模块和接警手机；

所述监测分机安装在铁路沿线电杆上，用于获取电杆处的异常信息；所述监测分机收到异常信号通过网络通信模块向管理服务器发送异常信息；所述管理服务器将生成报警信息通过网络通信模块传输到接警手机；所述接警手机用于显示报警信息。

进一步，所述监测分机为双处理器，所述双处理器包括STM32F407主机和TMS320VC5402从机；所述TMS320VC5402从机用于采集和处理数据。

进一步，所述监测分机中的STM32F407主机与数据采集模块连接；所述数据采集模块包括接触网铜缆和方波信号发生器；

所述接触网铜缆设置于待监测场地，所述接触网铜缆中一部分铜缆线与方波信号发生器连接用于将方波信号施加在铜缆线上作为发射线圈，所述接触铜缆中另一部分铜缆线作为信号接收线用于接收铜缆线中的感应电压信号。

进一步，还包括太阳能供电系统；所述太阳能供电系统分别与管理服务器、监测分机、网络通信模块连接。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：

本实用新型提供的基于静电感应接触网铜缆防盗系统解决了在未通车线路上的接触网的防盗问题，提供该防盗系统能够全天候无人值守、实时监控接触网线路情况、自动识别线路异常情况和远程操作等，实现人员登杆、线路周围有人靠近偷盗等接触网异常情况的远程报警和报警信息实时传输，具体有益效果如下：

第一，和传统防盗系统相比，本实用新型能够实现静电场接近感应技术，当人体靠近就会远程报警，防止接触网铜缆被人为损坏。

第二，解决了其他系统抗干扰能力低，误报率高的问题，克服技术缺陷，报警进本不受气候、地形、树木、和小动物等因素影响。

第三，传统防盗系统的单机价格偏高，而且单机的防护距离比较短。本实用新型采用接触网铜缆作为布设围栏，极大程度降低系统成本，防护能力最大可以达到150米，这时候系统的工作性能仍然处于稳定状态。在一段距离内只要安装一台监控分机，就可以把整个线路无盲区、无死角防护起来。

第四，通过无线网络远程智能控制，远距离报警和报警信息实时传输。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

本实用新型的附图说明如下。

图1为静电感应原理图。

图2为监测分机设计图。

图3为防盗系统总体设计图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图所示，本实施例提供的基于静电感应接触网铜缆防盗系统，其特征在于：包括管理服务器、监测分机、网络通信模块和接警手机；

所述监测分机安装在铁路沿线电杆上，用于获取电杆处的异常信息；所述监测分机收到异常信号通过网络通信模块向管理服务器发送异常信息；所述管理服务器将生成报警信息通过网络通信模块传输到接警手机；所述接警手机用于显示报警信息。

所述监测分机为双处理器，所述双处理器包括STM32F407主机和TMS320VC5402从机；所述TMS320VC5402从机用于采集和处理数据。

所述监测分机中的STM32F407主机与数据采集模块连接；所述数据采集模块包括接触网铜缆和方波信号发生器；

所述接触网铜缆设置于待监测场地，所述接触网铜缆中一部分铜缆线与方波信号发生器连接用于将方波信号施加在铜缆线上作为发射线圈，所述接触铜缆中另一部分铜缆线作为信号接收线用于接收铜缆线中的感应电压信号。

还包括太阳能供电系统；所述太阳能供电系统分别与管理服务器、监测分机、网络通信模块连接。

实施例2

本实施例提供的基于静电感应接触网铜缆防盗系统，利用未通车线路上的接触网铜缆静电感应报警来实现铜缆防盗；本系统采用接近感应报警技术。当人体接近、人体空手触摸或钳子搭接时能够立即触发报警功能，保护铜缆不被破坏。静电感应式防盗系统抗干扰能力强。误报率极低，系统报警原理先进，克服了传统的红外、微波、等技术的缺陷，报警基本不受气候、地形、树木、小动物等影响。视频监控系统和红位对射防盗系统很容易受到气候的影响而产生误报，尤其是在大雨或大雪天误报率及高。

静电感应式接触网铜防盗系统采用了低成本的解决方案，同时把单机成本压到了最低。单机防护能力最大可以达到2000米，这时候系统的工作性能仍然处于稳定状态。在比较小的场所只要安装一台机器，利用布设好的铜缆，就可以把铜缆布设区域无盲区、无死角防护起来。静电感应式防盗系统的安装不受地形的影响，也可以进行大范围的防护，适用于接触网防盗报警。静电感应式防盗系统无盲区、无死角，前端围栏是有形的围栏，可以随着地形高低起伏任意架设。静电感应式接触网铜防盗系统安全可靠，与传统电网相比，从脉冲主机传出的高压脉冲能量非常小，对人体不会构成生命危害。系统防盗防破坏的基本原理是静电感应式防护就是根据感应线之间以及感应线和大地之间的电容发生变化来识别是否有人入侵。

本实施例提供的静电感应式防护工作原理：在静电感应区有电感耦合和电容偶合两种形式，在高阻抗的高频电路中最容易产生电容耦合。两个电路中的导体，当它们靠的比较近且存在电位差的时候，一个电路中导体的电场就会对另一个电路中的导体产生感应，反之亦然，两者相互影响、相互作用使它们的电场发生变化。

在静电感应防护区内，当人体接近、空手触摸或钳子搭接时，本系统中就能够根据测量电位的变化从而判断是否有人非法侵入，如果电位的变化超过报警门限值，系统就马上发出相应的报警信号。最终防止铜缆被破坏。

本系统有很好的抗干扰能力。当然，有动物接近感应线圈时，接收线的电压幅度也会下降，但是这个下降幅度远远小于人接近时的下降幅度。通过设计设定几个不同报警门限值，就可以把人和其它动物区别开来。在雨雪天由于空气湿度发生变化，空气介电常数也发生了变化，这样就会造成系统的分布电容发生变化，但是这个变化对本系统几乎没什么影响。

因此，本系统是一种低成本、安装不受地形制约的系统，直接利用现场已经布设好的接触网铜缆作为信号传输线。由于铜缆接触网由多芯组成，在布防中直接把一个方波信号加在铜缆线上作为发射线圈，另外的铜缆线作为接收线，同时也会有感应电压存在。充分利用现场已有铜缆作为防护围栏，极大程度的降低的系统整体成本。同时，实现了无盲区、无死角防护。防盗系统由管理服务器、信号线与监测分机、太阳能供电系统、GSM移动通信网络及短信模块和接警手机等组成。利用已有的接触网铜缆线作为信号线，监测分机安装在铁路沿线电杆上，采用静电场接近感应技术，实时监控接触网线路情况，并对线路异常情况进行报警。

实施例3

图1为静电感应工作原理图，把一个方波信号加在发射线圈上，接收线上同时也会有感应电压存在。当有人靠近感应线圈时，由于人的介电常数大于空气的介电常数，这时接收线和地之间的分布电容增大，同时发射线和地之间、发射线和接受线之间的分布电容都会有变化，但在本系统中可以忽略。当增大时，接收线电压幅度会下降，我们根据电压下降幅度，这样就可以判断是否有人入侵。

图2为，本实用新型的监测分机采用双处理器的结构，TMS320VC5402专门用来进行数据的采集、处理，STM32F407用来进行整个系统的控制。两个处理器之间的通信是通过HPI总线完成的，STM32F407为主机,TMS320VC5402为从机，由于单片机上没有HPI总线接口，这里用单片机的几个I/O口模拟HPI总线和TMS320VC5402通信。

方波信号是用单片机的一个I/O口生成的，采用定时器中断方式将一个I/O口上的信号取反。为了提高系统的稳定性，采用了光电隔离的方法，把光耦的输出信号加在脉冲变压器的原边上，脉冲变压器输出端就生成了发射信号。8位拨码开关，低四位用来设置本机地址，高四位设置发射端的发射信号频率值。远程监控是通过485总线完成的，有人入侵或系统发生故障时单片机就会向远端监控室发出相应的信号。

图3为，防盗系统由管理服务器、监测分机、太阳能供电系统、GSM移动通信网络及短信模块和接警手机等组成。监测分机安装在铁路沿线电杆上，采用静电场感应技术，在探测发现人员登杆、接触网铜缆附近有人靠近和异常冲击等情况时，监测分机收到异常信号立即以无线GSM短信息方式向管理服务器发送异常信息。管理服务器鉴别异常信息类别和绑定目标地址后自动生成报警信息，并通过GSM网络以短信形式将报警信息传输到安全管理员和值守人员接警手机，手机显示报警日期、时间、报警分机号和故障线路。值守人员得到报警信息后，立即赶赴现场查验情况并处理有关防盗系统可全天候值守，实时监控接触网线路情况，并对线路异常情况进行报警。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的保护范围当中。