一种隔离刀闸位置远程监测装置的制作方法

本实用新型涉及一种隔离刀闸位置远程监测装置。

背景技术：

在供配电装置中，无人值守的变电站隔离刀闸一类电气设备，在操作后的位置检查应以设备实际位置为准，无法看到实际位置时，可通过设备机械位置指示、电气指示、带电显示装置、仪表及各种遥测、遥信等信号的变化来判断。判断时必须做到双确认，所谓双确认为至少应有两个非同样原理或非同源的指示发生对应变化，且所有这些确定的指示均已同时发生对应变化，才能确认该设备已操作到位。

目前的供配电装置中，无人值守变电站隔离刀闸不能进行远程遥控操作，其主要原因是无法进行双确认(隔离刀闸本身有一种通过分合刀闸接触开关的信号监视)，近期也有通过视频监控的的方法进行双确认，但是费用较高，不利于远距离传输，占用面积也比较大，很不实用。

因此，一种能够通过两个以上非同样原理或非同源的信号进行判断，进而确认被测设备是否发生对应变化的隔离刀闸位置远程监测装置就应运而生。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种能够通过两个以上非同样原理或非同源的信号进行判断，进而确认被测设备是否发生对应变化的隔离刀闸位置远程监测装置，可解决供配电装置中隔离刀闸位置远程确认的问题。

本实用新型一种隔离刀闸位置远程监测装置，其特征在于：包含终端设备和上位机设备；

所述上位机设备包含网关、交换机、触摸屏和/或计算机；

所述终端设备上设有电源电路、至少两组隔离刀闸状态检测电路、单片机U1和GPRS芯片U2，所述GPRS芯片U2上外接有GPRS芯片控制电路、GPRS网络状态显示电路以及SIM卡接口电路和天线X1，所述GPRS芯片控制电路至少包含复位控制电路和开关控制电路，所述隔离刀闸状态检测电路至少设有光电开关S3，一组隔离刀闸状态检测电路检测隔离刀闸的断开状态,另一组隔离刀闸状态检测电路检测隔离刀闸的闭合状态；

所述单片机U1设有至少两个信号输入端和至少两个信号输出端，所述隔离刀闸状态检测电路设有至少一个输出端，所述复位控制电路设有一个信号输入端和信号输出端，所述开关控制电路设有一个信号输入端和信号输出端，所述GPRS芯片U2至少设有复位引脚RESET、开关机引脚TERM_ON和网络状态指示引脚LPG，SIM_CLK引脚、SIM_VCC引脚、SIM_IO引脚和SIM_RST引脚和天线连接ANT引脚接，所述GPRS网络状态显示电路设有至少一个输入端；所述SIM卡接口电路上至少设有SIM卡卡槽、SIM_CLK引脚、SIM_VCC引脚、SIM_IO引脚和SIM_RST引脚；

单片机U1的两个信号输入端与两组隔离刀闸状态检测电路的信号输出阻抗端相连接；

进一步地，所述单片机U1的一个信号输入端与隔离刀闸相连接并接收隔离刀闸本身的位置信号端，即提取隔离刀闸本身的位置状态信号。

所述单片机U1的一个信号输出端连接GPRS芯片控制电路中开关控制电路的输入端，GPRS芯片控制电路中的开关控制电路的输出端连接GPRS芯片U2的开关机引脚TERM_ON，所述单片机U1的另一个信号输出端连接GPRS芯片控制电路中复位控制电路的输入端，所述GPRS芯片的复位控制电路的输出端连接GPRS芯片U2的复位引脚RESET所述GPRS芯片的网络状态指示引脚LPG接至GPRS网络状态显示电路的输入端；GPRS芯片U2的SIM_CLK引脚、SIM_VCC引脚、SIM_IO引脚和SIM_RST引脚与SIM卡外接电路的对应SIM_CLK引脚、SIM_VCC引脚、SIM_IO引脚和SIM_RST引脚连接；ANT引脚接天线X1。

进一步地，所述隔离刀闸状态检测电路还设有光电耦合器U6,便于信息的无干扰传输。

进一步地，所述电源电路能同时满足单片机U1和GPRS芯片U2的供电需求。

进一步地，所述触摸屏设有语音功能，用于语音播报隔离刀闸的状态。

进一步地，所述隔离刀闸状态检测电路上设有外接端子XT1，用于外接光电开关S3，便于设备的安装连接。

实际使用时，所述上位机设备设有网关和交换机用于连接GPRS网络，设有触摸屏和/或计算机，用于显示隔离刀闸的位置状态。

所述终端设备上设有电源电路，所述电源电路为单片机U1提供直流5V用电，为GPRS芯片U2提供直流3V用电；所述隔离刀闸状态检测电路上设有光电开关S3用于检测隔离刀闸的位置状态；所述单片机U1设有复位电路用于单片机U1的上电复位和工作复位，所述单片机U1设有晶振电路为单片机U1提供时钟；所述单片机U1作为设备的控制器，所述GPRS芯片U2用于发送数据；所述单片机U1通过GPRS芯片控制电路控制GPRS芯片U2的工作；设有GPRS网络状态显示电路显示GPRS芯片U2的网络状态；所述SIM卡接口电路用于连接SIM卡，所述天线X1用于数据的传输。

由所述光电开关S3检测隔离刀闸的开关状态，经由光电耦合器U6送入单片机U1，由所述单片机U1将隔离刀闸的开关信号转为数字信号，并且由所述单片机U1送到所述GPRS芯片U2中，由GPRS芯片U2将数据经无线网送到数据中心，计算机和/或触摸屏接收来自数据中心的数据并将隔离刀闸的开关状态显示且通过语音功能播报。

与现有技术相比，本实用新型采用光电开关S3作为检测端，单片机U1作为控制器，通过两个不同的渠道采集隔离刀闸位置信息，并通过GPRS芯片U2远程无线发送到中心端设备，对上述非同样原理或非同源的信号进行判断，进而确认被测设备是否发生对应变化的，使用方便准确，占用面积小，制造成本低，信息传输稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型的装置结构图。

图2是本实用新型的电源电路图。

图3是本实用新型隔离刀闸状态检测电路。

图4是本实用新型实施例2中提供的隔离刀闸状态检测电路。

图5是本实用新型的单片机U1及其外围电路图。

图6是本实用新型的GPRS芯片U2及其外围电路图。

图中所示：U1-U5为集成芯片，U6为光电耦合器，R1-R11为匹配电阻，C1-C13和Y1为电容，D1-D4为晶体二极管，LED1-LED2为发光指示器，Q1-Q3为晶体三极管，S1为光电开关，S2-S3为开关按钮，T1为变压器，X1为天线，XT1为外接端子。

具体实施方式

本实施例提供一种隔离刀闸位置远程检测装置，参见图1-6，该装置包括终端设备和上位机上位机设备。

所述终端设备包括电源电路、隔离刀闸状态检测电路、单片机复位电路、晶振电路、单片机U1(STC89C52)、GPRS芯片控制电路、GPRS芯片(EM310)、网络状态显示电路和SIM卡电路以及天线X1。

单片机U1采用STC89C52集成芯片，可以至少满足对4组隔离刀闸的状态进行检测确认。

所述电源电路设有开关S1用于接通和断开电源，开关S1后接入变压器T1用于将交流电220V变为6V低压交流电,变压器T1输出端接有整流全桥VD1(KBL410)，整流全桥VD1(KBL410)将6V交流电整流为6V低压直流电，所述整流全桥VD1(KBL410)后设有47uF和0.33uF的滤波电容C4和C5，所述滤波电容C5后设有三端稳压芯片U4(7805)，稳压芯片U4(7805)将6V直流稳压后输出5V直流电供整个设备用电，稳压芯片U4(7805)后接0.33uF和47uF的滤波电容C6和C7，所述滤波电容C7后接有低压差稳压芯片U6(LM1117),低压差稳压芯片U6(LM1117)将5V直流电变为3.3V直流电供GPRS芯片(EM310)用电，所述电源电路3为整个终端设备提供直流5V和3.3V电压。

所述隔离刀闸状态检测电路，设有用于检测刀闸状态的光电开关S3，光电开关S3可无接触的测得隔离刀闸的开关状态，光电开关S3通过限流电阻R4接入光电耦合器U6,通过光电隔离后将信号送入单片机U1(STC89C52)的引脚P0.0，光电耦合器U6输出端上拉电阻R5,保持无输入时单片机U1(STC89C52)的引脚P0.0处于高电平。

所述单片机复位电路设有复位按钮S2,复位按钮S2一端接5V电压和电阻R1另一端接电容C3,电阻R1用于防止电容C3放电时电路中的火花，保护复位按钮S2,电阻R1另一端和电容C3短接后与电阻R2一端连接并接入单片机U1(STC89C52)的RST端，电阻R2阻值远大于电阻R1保证复位时单片机U1(STC89C52)复位端RST处于高电平。

所述晶振电路设有12MHz的晶振芯片Y1和负载电容C1和C1，为单片机U1(STC89C52)提供时钟周期。

所述单片机U1(STC89C52)的引脚P1.0通过GPRS芯片控制电路所设的电阻R6接至NPN型三级管Q1的基极，三级管Q1的发射极接地，集电极接GPRS芯片(EM310)的TERM_ON引脚控制GPRS芯片(EM310)的启停；单片机U1(STC89C52)的引脚P1.1通过GPRS芯片控制电路所设的电阻R7接至NPN型三级管Q2的基极，三级管Q2的发射极接地，集电极接GPRS芯片(EM310)的RESET引脚控制GPRS芯片(EM310)的复位。

单片机U1(STC89C52)的RXD引脚接至GPRS芯片(EM310)的TXD引脚，TXD引脚通过电阻R8接至GPRS芯片(EM310)的RXD引脚,单片机U1(STC89C52)与GPRS芯片(EM310)通过串口进行通信。

所述GPRS芯片(EM310)的引脚LPG接网络状态显示电路上设有的限流电阻R9的一端，电阻R9的另一端接三极管Q3的基极，三级管发射极接地，集电极接发光二极管LED2和限流电阻R10,电阻R10另一端接5V电压，通过二极管LED2的亮与灭来显示GPRS芯片(EM310)的网络状态。

所述单片机U1(STC89C52)的另一个信号输入端P0.1与隔离刀闸相连接并接收隔离刀闸本身的位置信号，即提取隔离刀闸本身的位置状态信号。

SIM卡电路上设有SIM卡卡槽，GPRS芯片(EM310)的SIM_CLK引脚、SIM_VCC引脚、SIM_IO引脚和SIM_RST引脚与SIM卡卡槽的对应SIM_CLK引脚、SIM_VCC引脚、SIM_IO引脚和SIM_RST引脚连接。SIM卡电路上的电容C10、C11、C12和C13用于滤除射频干扰。GPRS芯片(EM310)的VBAT端引脚接3.3V直流为芯片供电，VDD_IO引脚接5V直流为GPRS芯片(EM310)工作引脚供电，ANT引脚接天线X1。

所述上位机设备包括网关，交换机,触摸屏,计算机。由网关接入网络，触摸屏和计算机通过交换机接入网关,实现与网络的互联。

在使用时时，由所述光电开关S3检测隔离刀闸的开关状态，经由光电耦合器U6送入单片机U1(STC89C52)，由单片机U1(STC89C52)将隔离刀闸的开关信号转为数字信号，并且由所述单片机U1(STC89C52)的串口送到所述GPRS芯片(EM310)中，GPRS芯片(EM310)能过GPRS网络与网关无线连接，将数据送至触摸屏和计算机，触摸屏和计算机通过软件实时显示隔离刀闸位置状态。

实施例2：

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：为了方便安装本实施例优选所述隔离刀闸状态检测电路上设有外接端子XT1，用于外接光电开关S3，为了方便扩展设有多个隔离刀闸状态检测电路，同时实现对多个隔离刀闸位置信息的采集监视，见图4。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。