台区防盗预警设备的制作方法

本实用新型涉及台区防盗技术领域，特别涉及一种台区防盗预警设备。

背景技术：

台区防盗预警问题，一直是电力企业、电力监管部门、抗旱灌溉农民重点关注问题。根据相关数据分析，被偷盗的台区设备90％以上是位于野外乡间的农用排灌变压器，在计划周期性停电近180天的时节里台区变压器丢失异常严重。

如果供电公司每年非灌溉期计划周期性停电期间组织专业人员将变压器及其下属线路均拆卸回公司保存，到第二年灌溉期再重新安装的方式，不仅耗时费力耗资金，而且还存在变压器拆卸过程易将其损耗、寒冷的冬季停运易受潮导致绝缘水平下降需要重新检验等问题，综合来看非灌溉期不将变压器及其下属线路拆除，而采取空载或者计划性停电运行的方式较为适宜，继而又出现了变压器及其下属线路冬季易丢失的难题。因此，灌溉台区的防止被盗、盗窃发生及时报警以便有效抓捕、盗窃后的知情及主动恢复供电就显得尤为重要。

相关技术中，台区变压器防盗报警器有的采用0.4KV三相四线制交流供电方式，自身携带一块小容量蓄电池，平时依靠0.4KV的交流电源转换成直流5V或者3.3V的方式给设备的控制系统供电，当计划性周期断电来临或者偶尔断电的情况下设备由于不能及时得到电源供应会停止运行；有的是直接使用内部的特种电池供电，功能单一，并且受制于光纤的质量而经常造成误报。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种台区防盗预警设备，该设备可以提高监测的准确性和可靠性，提高预警的多样性，进一步保证变压器的安全性，有效保证台区防盗预警功能。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种台区防盗预警设备，包括：电源，所述电源为预警设备供电；磷酸铁锂电池组，所述磷酸铁锂电池组与所述电源相连，以在所述电源切断供电时，所述磷酸铁锂电池组为所述预警设备供电；检测模块，用于检测变压器是否触防盗预警条件；报警模块，发送报警信息至预设终端，其中，所述报警信息包括所述变压器的当前位置和报警信号；控制器，所述控制器分别与所述电源、所述磷酸铁锂电池组、所述检测模块和所述报警模块相连，以在所述检测模块检测到触发所述防盗预警条件时，控制所述报警模块报警。

根据本实用新型的台区防盗预警设备，可以在长时间断电时，通过磷酸铁锂电池组进行长时间供电，提高监测的准确性和可靠性，并且一旦触发预警条件，在报警的同时进行准确定位，增大了台区防盗预警设备的使用场景和适应范围，解决了部分偏远山区农村或者有计划性周期停电区域不能对台区测变压器防盗预警的问题，提高预警的多样性，进一步保证变压器的安全性，有效保证台区防盗预警功能。

进一步地，还包括：充电切换电路，所述充电切换电路分别与所述电源和所述磷酸铁锂电池组相连。

进一步地，还包括：电源转换模块，所述电源转换模块分别与所述磷酸铁锂电池组和所述控制器相连。

进一步地，还包括：采样电阻，所述采样电阻分别与所述电源和所述控制器相连，以根据所述采样电阻的电压控制所述电源或所述磷酸铁锂电池组供电。

进一步地，所述报警模块包括北斗定位模块。

进一步地，所述报警模块还包括：至少一个声学报警装置，所述至少一个声学报警装置和所述控制器相连，以进行声学报警；至少一个光学报警装置，所述至少一个光学报警装置和所述控制器相连，以进行光学报警。

进一步地，所述至少一个声学报警装置为蜂鸣器或立体式扩音喇叭，所述至少一个光学报警装置为LED闪光灯。

进一步地，所述报警模块还包括：USB接口，所述USB接口与所述控制器相连，以拨号至预设移动终端。

进一步地，所述检测模块包括：发射电路，所述发射电路与所述控制器相连，以发送发光信号至光纤；接收电路，所述接收电路与所述控制器相连，以接收所述光纤发送的发光信号。

进一步地，所述检测模块还包括：震动检测电路，所述震动检测电路与所述控制器相连，以检测所述变压器是否发生震动；开盖检测电路，所述开盖检测电路与所述控制器相连，以检测所述变压器是否开盖；倾斜检测电路，所述倾斜检测电路与所述控制器相连，以检测所述变压器是否倾斜。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型实施例的台区防盗预警设备的结构示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例的台区防盗设备的软件流程图；

图3为根据本实用新型一个实施例的电压转换接线示意图；

图4为根据本实用新型一个实施例的供电电源模块示意图；

图5为根据本实用新型一个实施例的电源充电电路示意图；

图6为根据本实用新型一个实施例的电源供电示意图；

图7为根据本实用新型一个实施例的升压电路示意图；

图8为根据本实用新型一个实施例的GSM模块电源原理示意图；

图9为根据本实用新型一个实施例的单片机最小系统原理示意图；

图10为根据本实用新型一个实施例的光纤报警传感器原理示意图

图11为根据本实用新型一个实施例的震动报警传感器原理示意图

图12为根据本实用新型一个实施例的声光接口接线示意图；

图13为根据本实用新型一个实施例的电压检测模块示意图；以及

图14为根据本实用新型一个实施例的发送装置原理示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在介绍本实用新型实施例的台区防盗预警设备之前，先来简单介绍下相关技术中的台区防盗预警设备。

相关技术中，变压器防盗报警器仅仅依赖380V高压线供电，而且一旦停电，设备自身就停机不再执行防盗功能，虽然有的防盗设备确实自身携带了一块蓄电池，但是，依赖电池供电的变压器防盗预警设备由于仅仅使用内部的特种电池供电而从外部得不到外部电源接力供应，受限于电池的容量、自身体积以及成本的限制，并且其需要稳定工作三年甚至五年以上，所以其内部控制系统只能工作在低功耗模式下，功能仅限于发送端给光纤发光信号，接收端时刻准备接收信号，一旦接收不到信号就认为缠绕在变压器的光纤断裂，从而认为变压器丢失，引起报警条件触发，导致经常误报，造成不必要的人员浪费。

本实用新型正是基于上述问题而提出的一种台区防盗预警设备。

下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的台区防盗预警设备。

图1是本实用新型实施例的台区防盗预警设备的结构示意图。

如图1所示，该台区防盗预警设备10包括：电源100、磷酸铁锂电池组200、检测模块300、报警模块400和控制器500。

其中，电源100为预警设备供电。磷酸铁锂电池组200与电源100相连，以在电源100切断供电时，磷酸铁锂电池组200为预警设备10供电。检测模块300用于检测变压器是否触防盗预警条件。报警模块400用于发送报警信息至预设终端，其中，报警信息包括变压器的当前位置和报警信号。控制器500分别与电源100、磷酸铁锂电池组200、检测模块300和报警模块400相连，以在检测模块300检测到触发防盗预警条件时，控制报警模块400报警。本实用新型的台区防盗预警设备10可以在长时间断电时，通过磷酸铁锂电池组进行长时间供电，提高监测的准确性和可靠性，并且一旦触发预警条件，在报警的同时进行准确定位，提高预警的多样性，进一步保证变压器的安全性，有效保证台区防盗预警功能。

可以理解的是，如图1所示，在本实用新型一个实施例中，AC380V转DC3.3V的电源通过四根电源线接在A、B、C、N对应的位置上，其输出端输出直流3.3V的电压，可以直接给控制器500或者其他外设模块供电，同时DC5V输出部分通过充电切换电路给磷酸锂电池组200充电。当控制器通过采样电阻R监测到其使用的是0.4KV线缆直接供电时，系统整体使用AC380V-DC5V/DC3.3V的开关电源输出供电，而当检测到采样电阻R的电压值为0时则启用磷酸铁锂电池组200供电。从而为控制器500及其他外设提供稳定的3.0V电压供电。

一旦检测到380V三相四线线缆出现断线、断相、断电等情况出现时会启用磷酸铁锂电池组200给设备供电，同时对外发送报警信息。

进一步地，在本实用新型一个的实施例中，本实用新型实施例的台区防盗预警设备10还包括：充电切换电路600。其中，充电切换电路600分别与电源100和磷酸铁锂电池组200相连。

可以理解的是，如图1所示，充电切换电路600分别与电源100和磷酸铁锂电池组相连，从而可以保证磷酸铁锂电池组可以通过380V三相四线电压充电，有效保证磷酸铁锂电池组的持续供电性。

进一步地，在本实用新型一个的实施例中，本实用新型实施例的台区防盗预警设备10还包括：电源转换模块700。其中，电源转换模块700分别与磷酸铁锂电池组200和控制器500相连。

可以理解的是，如图1所示，电源转换模块700一端与磷酸铁锂电池组相连，电源转换模块700另外一端和控制器500相连，从而使得磷酸铁锂电池组200可以转换成适用于控制器500的电压，有利于控制器500的保护。

进一步地，在本实用新型一个的实施例中，本实用新型实施例的台区防盗预警设备10还包括：采样电阻R。其中，采样电阻R分别与电源100和控制器500相连，以根据采样电阻R的电压控制电源100或磷酸铁锂电池组200供电。

可以理解的是，如图1所示，采样电阻R分别与电源100和控制器500相连，以根据采样电阻R的电压控制电源100或磷酸铁锂电池组200供电，也就是说，当采样电阻检测到380V三相四线电压有电压时通过380V三相电压进行供电，当检测到380V三相四线电压没有电压时，可以通过磷酸铁锂电池组200供电，有效保证台区防盗预警设备10持续工作状态，提高台区防盗预警设备10的稳定性。

进一步地，在本实用新型一个的实施例中，报警模块400包括北斗定位模块。

可以理解的是，本实用新型的实施例可以通过北斗定位模块准确的定位出发生偷盗位置，以及被偷盗物品当前所处位置，通过北斗定位模块定位之后，可以通过发送装置401(如MC20)进行信息的发送，从而有效保证变压器的安全性。

进一步地，在本实用新型一个的实施例中，报警模块400还包括：至少一个声学报警装置(如声学报警装置403)和至少一个光学报警装置(如光学报警装置404)。其中，至少一个声学报警装置和控制器500相连，以进行声学报警。至少一个光学报警装置和控制器500相连，以进行光学报警。

可选地，在本实用新型一个的实施例中，至少一个声学报警装置可以为蜂鸣器或立体式扩音喇叭，至少一个光学报警装置可以为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)闪光灯。

可以理解的是，声学报警提醒装置403和光学报警装置404可以直接安装在台区防盗设备上，其中，声学报警提醒装置403可以为喇叭，蜂鸣器等，光学提醒装置可以为大型的LED灯等，具体的由本领域技术人员根据实际情况设计，在此不做具体限制。当发生偷盗事件时，可以通过喇叭发出“抓贼啦！抓贼啦！”的声音，并且通过大灯使用强光照射，以此来对现场进行震慑。

进一步地，在本实用新型一个的实施例中，报警模块400还包括：USB接口402。其中，USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口402与控制器500相连，以拨号至预设移动终端。

可以理解的是，USB接口可以与控制器500相连，台区防盗预警设备可以通过USB通信方式与PC相连，并使用上位机对预警设备进行接警号码的设置，以便在发生偷盗设备情况时进行电话号码拨打和短信的发送。如图1所示，在监测到有人偷盗台区设备时，本实用新型实施例的发送装置401(如MC20模块)可以开始对使用上位机通过USB对设备设置过的电话号码拨打电话和发送带GPS(Global Positioning System，全球定位系统)地理位置信息的短信，从而提醒接警人注意其负责防区内的某台变压器的运行状态，同时，对应的GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统)接收器在接受到同样的报警信息时可以使用其GPS地理位置信息在Google地图上显示报警台区的准确位置，为科学合理的布放提供便捷。

也就是说，当监测到报警触发条件发生时，本实用新型实施例通过手机短信传送地理位置坐标信息，对应的后台管理平台遵循同样的协议规则通过地图直观显示出触发条件发生的位置信息，给人工巡检和干预大大提供了方便，增大了变压器防盗的概率，大大提高了监测的准确性。

进一步地，在本实用新型一个的实施例中，检测模块300包括：发射电路301和接收电路302。其中，发射电路301与控制器500相连，以发送发光信号至光纤。接收电路302与控制器500相连，以接收光纤发送的发光信号。

可以理解的是，如图1所示，本实用新型实施例的台区防盗设备10中，通过发射电路301发送发光信号至光纤，并且通过接收电路302接收发射电路发送发光信号，如果能接收到则说明线路正常，如果不能接收到，则说明台区防盗设备10可能出现问题，通过报警装置进行报警并通知相关人员。

进一步地，在本实用新型一个的实施例中，检测模块300还包括：震动检测电路303、开盖检测电路304和倾斜检测电路305。其中，震动检测电路303与控制器500相连，以检测变压器是否发生震动。开盖检测电路304与控制器500相连，以检测变压器是否开盖。倾斜检测电路305与控制器500相连，以检测变压器是否倾斜。

可以理解的是，本实用新型实施例的台区防盗设备10在通过380V三相四线电压供电或者磷酸铁锂电池组200供电的情况下，设备10均忠实地执行震动监测、倾斜监测、开盖检测、光纤发送接收检测等功能。如震动检测电路303与控制器500相连，以检测变压器是否发生震动。开盖检测电路304与控制器500相连，以检测变压器是否开盖。倾斜检测电路305与控制器500相连，以检测变压器是否倾斜；当检测到上述任一条件发生时启动防盗预警触发条件，并且通过声光报警装置对外发声和发光进行现场震慑，并发送台区的准确位置信息。

下面首先介绍下台区防盗设备的软件流程图，如图2所示，

在步骤S201中，系统上电后开始初始化各种单片机内部及外部资源，然后开始执行正常的功能。

在步骤S202中，如果有上位机软件通过USB和设备连接则判断是否进行设置状态。

在步骤S203中，如果需要则进行状态设置。

在步骤S204中，如果不需要设置状态，直接判断0.4KV三相四线是否供电正常。

在步骤S205中，如果供电不正常，例如有断线、断相或者停电状态则启用磷酸铁锂电池组开始供电，并跳转至步骤S208。

在步骤S206中，无论是0.4KV正常供电或者磷酸铁锂电池组供电，二者均会对震动触发条件、倾斜检测条件、开盖条件或者光纤接收发送条件进行检测。

在步骤S207中，检测报警触发条件是否触发，如果不触发，跳转至步骤S206，否则跳转至步骤S208。

在步骤S208中，同时通过MC20对对应接警号码拨打电话和发送带GPS位置信息的短信给接警人或者GSM接收器。

其次，介绍下台区防盗设备10的原理图，

如图3所示，AC380V转DC5V/DC3.3V部分接线方式。其中，AC380V转DC5V/DC3.3V开关电源通过接线端子接入设备内部，同时输出DC5V和DC3.3V给本产品的其他用电部分设备供电。

如图4所示，STM32模块供电电源。其中，开关电源DC3.3输出部分通过SC6206B芯片输出稳定的DC3.0V电压给单片机最小系统或者光纤报警传感器、震动报警传感器等电路供电。

如图5所示，电源充电电路。其中，开关电源DC5V输出部分通过CN3058E芯片给设备配备的电池组充电，以供断电或者计划性周期停电时给整体设备供电，使其依然可以正常执行防盗预警功能。同时DC5V电源为GSM模块供电，通过SPX29302芯片转化成DC4V，为MC20模块供电。

如图6所示，电源供电部分。其中，当三相四线断电、断相、计划性周期停电时，开关电源部分没有外部电源供给，单片机的PB7引脚通过采样电阻R22、R23检测到的采样值为0，则判定此时有断线、断相或者停电发生，则备用电池开始供电促使设备正常运行，电池输出电压值VCC_BAT通过二极管IN4148的压降稳定输出VCC_3.0V给单片机最小系统或者光纤报警传感器、震动报警传感器等电路供电。继续执行台区防盗预警功能。

如图7所示，电压升高到5V电路。其中，电池电压通过LM27313芯片升高到5V，也就是说，通过LM27313芯片的升压作用把DC3.7V电压转换成DC5V输出对外输出，经过SPX29302的降压输出稳定的DC4.0V为MC20模块供电。

如图8所示，GSM模块电源部分。在开关电源供电或者电池供电时通过SPX29302芯片给MC20提供稳定的DC4V电源，使设备稳定执行台区防盗预警功能。

如图9所示，STM32最小系统。图为单片机最小系统示意图，本实用新型实施例使用STM32L151C8T6单片机作为主控制系统，8MHz晶振，采用SWD方式烧写最终程序。

如图10所示，光纤报警传感器。当检测到光纤断线时，光纤的发射头发出信号但是接收端接收不到，从而触发报警条件。

如图11所示，震动报警传感器。设备被加上高强度震动时容易引起水银震动感应开关闭合，单片机PB15引脚被单片机设备为低电平从而触发报警条件。

如图12所示，声光接口部分。当报警触发条件发生时现场有声音发生、同时有光发出。

如图13所示，USB接口电压检测模块可以使用USB口对设备进行设置，同时可以使用上位机与设备进行通信。

如图14，所示MC20GSM模块及SIM卡电路，

其中，MC20模块具备了GSM打电话、发短信的功能，同时具有北斗基站定位功能。触发条件发生时，通过自身携带的电话卡，除给设置好的电话号码打电话外兼有发送带有GPS位置信息的短信，对应的GSM接收器在接收到GPS信息后通过上位机软件上的Google地图可以理解显示出报警地点的位置，方便台区防盗人员及时准确地掌握台区被盗情况，规划科学合理的防盗方式。

根据本实用新型实施例提出的台区防盗预警设备，可以在长时间断电时，通过磷酸铁锂电池组进行长时间供电，提高监测的准确性和可靠性，并且一旦触发预警条件，在报警的同时可以通过北斗基站定位模块进行准确定位，并且在发送的报警短信中携带GPS地理位置信息，增大了台区防盗预警设备的使用场景和适应范围，解决了部分偏远山区农村或者有计划性周期停电区域不能对台区测变压器防盗预警的问题，提高预警的多样性，进一步保证变压器的安全性，有效保证台区防盗预警功能。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。