带有短信自动报警功能的配电柜断电检测系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及带有短信自动报警功能的配电柜断电检测系统，属于配电柜断电检测技术领域。


背景技术：

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近年来，基于物联网的工业检测技术应用越来越广泛，电气行业配电柜的通断电检测作为生产生活中的重要技术，搭载物联网能够更加便捷、智能。当前配电柜管理存在如下问题：一，根据国家电力配电国家标准，每半径500m范围内就需要配备配电房，因此配电柜的数量众多，人工管理难度大。二，从用户打电话投诉到维修人员再到现场检修，周期长，而且存在很多错误的用户投诉信息。三，由于配电柜数量多，技术难度大，投入成本高，维修人员工作量大，所以运维费用高。当前电力系统中只有较大的配电站点在其监控中心有断电报警信息上传功能，而较小的配电柜则没有配备，为了提高配电柜的管理效率，降低其运维费用，开发配电柜断电智能检测报警系统的工作就具有非常重要的实际意义。
[0003]
传统的配电柜断电检测技术是设备检测到断电信息后进行本地声光报警，不能将信息发送至远端监控中心，必须由工作人员到现场检查，本地声光报警给判断断电位置提供了一定便利，但是效率仍然较低，且如果设备异常，检测到断电信息但不能声光报警，那么这将还会给运维人员带来检测设备的麻烦。


技术实现要素：

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本实用新型目的是为了解决配电柜断电后断电时间、位置等信息不能被快速捕获的问题，提高配电柜管理效率，提供了一种带有短信自动报警功能的配电柜断电检测系统。
[0005]
本实用新型所述带有短信自动报警功能的配电柜断电检测系统，它包括微控制器模块、断电检测模块、gsm模块、显示模块、电源管理模块、控制及固件升级模块、实时时钟模块和存储模块。
[0006]
断电检测模块用于实时监控配电柜的强电通断状态，并且将该信息实时传递给微控制器模块，微控制器模块控制显示模块显示配电柜的基本工作状态信息。
[0007]
gsm模块接收来自微控制器模块的时间、位置、电话号码等信息，将其以短信的方式发送至用户预设的电话号码，同时该模块可以接收具有特定消息格式的短信，并解析短信，根据短信更改预设报警电话号码。
[0008]
电源管理模块主要由锂电池和稳压电路组成，它在配电柜断电时作为整个系统的备用电源，为系统正常报警提供基本条件。
[0009]
本实用新型含有存储模块，该模块的存储功能是由sd卡实现，它将存储系统配置的基本信息。此外，微控制器模块将周期性地将系统状态存储到存储模块的特定文件中，这样当设备被损坏或者异常时，设备检修人员可以参考该文件中的内容，获得配电柜的历史工作信息。
[0010]
本实用新型含有控制及固件升级模块，该模块使得用户可以通过以太网接口或者
rs232接口查看和修改信息，并且可以下载和升级固件，这样系统的升级更新就更加方便。
[0011]
本实用新型不但能够通过gsm模块进行断电报警，而且在配电柜从断电状态恢复正常供电状态后会自动向监控中心发出恢复正常的报告信息，这就减少了运维工作量，有效提高了配电柜的管理效率。
[0012]
本实用新型的优点：本实用新型针对配电柜数量多，管理困难，传统配电柜报警系统不能快速捕获断电信息等特点，采用带有短信自动报警功能的配电柜断电检测系统。它在微控制器模块的控制下进行配电柜通断电信息采集，根据采集到的信息显示配电柜工作状态信息，然后将断电信息通过gsm模块以短信的形式发送至监控中心，而当配电柜恢复供电时，gsm模块将再次发送配电柜恢复供电的信息。以上所述配电柜断电检测设备具有无需人工干预、报警信息全面、快速等特点，在电气行业配电柜领域具有广阔的应用前景。
附图说明
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图1是本实用新型所述短信自动报警功能的配电柜断电检测系统的结构框图；
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图2是断电检测模块示意图；
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图3是led显示模块示意图；
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图4是控制及固件升级模块的工作流程图；
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图5是断电报警的工作流程图。
具体实施方式
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具体实施方式一：下面结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述带有短信自动报警功能的配电柜断电检测系统，它包括微控制器模块1、断电检测模块2、显示模块3、电源管理模块4、gsm模块5、控制及固件升级模块6、实时时钟模块7和存储模块8，如附图1所示。
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断电检测模块2由ac-dc、分压网络组成，ac-dc连接到配电柜的强电交流接口，用于检测配电柜的强电通断信息，微控制器模块1周期通过adc采集分压网络的输出信号，并经显示模块3显示配电柜当前工作状态。断电检测模块的组成示意图如附图2所示。
[0020]
gsm模块由uart接口、射频芯片、功率放大器件和天线组成，它与微控制器的接口是串行口uart。因此对于微控制器来说，gsm模块只是一个串行接口设备，在整个系统初始化时，只需要初始化其串行口设备控制器，然后通过at指令初始化gsm模块的配置模式即可。
[0021]
当微控制器检测到断电情况发生后，微控制器会将断电的时间、地点信息以数据包的形式通过uart接口发送给gsm模块，并启动一次短信发送动作，这样就将断电的信息发送到了预设的电话号码处，实现了一次报警操作。
[0022]
gsm模块接收来自微控制器模块1的断电时间、地点等信息，将其以短信的形式发送至用户预设的电话号码。同时gsm模块也可以接收来自其他电话号码的短信，用户可以通过这种方式设置、更改报警电话号码，此模块接收到短信后将解析短信的数据格式，并提取出控制命令和参数，从而实现更改。为了方便用户设置、更改报警电话，用户可以向gsm模块发送具有特定格式的短信，如要更改报警电话为123456789，则只需要编辑短信setalarmphonenumber+123456789发送到gsm模块的电话号码即可。gsm模块接受到该短信
后，将通过串行口发送到微控制器模块，然后微控制器模块解析短信数据的命令和参数，然后更新报警电话，并将报警电话写到sd卡的phonenumber.txt中。
[0023]
电源管理模块4包括锂电池和稳压电路两部分，用于配电柜断电时为检测设备供电。
[0024]
本实用新型的显示模块3用于显示系统的工作状态信息，它由3个led和3个7段数码管组成，如附图3所示。3个数码管用于显示配电柜断电后，作为备用电源的锂电池的电量，其余3个led，led1用于指示系统电源供应情况，常亮表示电源正常，led2以1s为周期闪烁表示微控制器模块1工作正常，led3用于指示gsm模块的通信状态，当微控制器模块1与gsm模块5进行数据传输时，它将周期闪烁，不通信时则不亮。
[0025]
本实用新型的实时时钟模块7用于提供整个系统的时间管理功能，系统复位时它将从程序设定的起始时间点开始计时。为了使其能长时间工作，在配电柜断电后使用为其配备的纽扣电池提供电源。该模块采用ds1302芯片，该芯片与微控制器模块1的通信接口是spi。微控制器模块1在配电柜断电后读取该模块的时间信息，将读到的信息与位置信息整合，然后发送给gsm模块5。
[0026]
本实用新型的存储模块是由sd卡实现，微控制器模块将周期性地把配电柜信息写到它的statuslog.txt中，当检测报警设备异常，需要检修时，用户可以通过该文件获取系统的历史工作情况。
[0027]
本实施方式中，该实用新型包含控制及固件升级模块6，该模块的功能是通过预留的rs232接口或者rj45接口查看和修改系统配置信息、软件复位系统以及下载升级固件，其工作过程如附图4所示。以rs232为例，用户只需要使用串口线将检测报警设备的rs232接口与本地pc连接，然后通过串口终端软件即可操作，输入help可以获取系统支持的所有命令，比如date可以显示实时时钟模块的时间信息，date-s yymmddhhmmss命令则可以校准实时时钟模块的时间信息；nodeinfo可以显示当前配电柜的编号及位置，而nodeinfo-i可以设置配电柜的节点号，nodeinfo-l则可以设置配电柜的位置；reset可以通过软件复位整个系统；updatefw则可以通过串口从上位机下载固件程序，执行该命令时，设备将暂时停止工作，等待上位机发送固件文件，接收完毕并校验成功后，将擦除微控制器模块内的flash，并写入新的固件，最后系统将自动重启，加载新的固件。以以太网接口为例，用户只需要使用网线将检测报警设备与本地pc连接，或者将本地pc连接到检测报警设备所在局域网，然后在本地pc通过网络调试终端与设备通信，基于以太网接口的终端操作命令和基于rs232串口终端的操作命令是一样的，这里不再赘述。
[0028]
微控制器模块1采用高速低功耗的lpc1114，该处理器是nxp公司推出的一款armcortex-m0内核的32位单片机。它的主频最大可达50mhz，内部集成时钟产生单元，不用外部晶振也可以工作。该微控制器内部集成32kb flash程序存储器，可以用于存储固件程序，一个uart可以实现上述串口终端，两个带ssp特征的spi接口可以与实时时钟模块ds1302通信，1个带窗口功能的看门狗定时器可以监测系统的运行状态，功耗管理模块将有效降低系统功耗，42个gpio可以用来检测多路配电柜通断电状态。
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本实用新型中微控制器模块的工作流程如附图5，因为配电柜断点检测模块是连接到gpio的，因此微控制器模块通过检测gpio电平即可判断配电柜通断电状态，如果检测到配电柜断电，则通过spi控制器读取实时时钟模块ds1302的时间信息，并且将时间信息与
配电柜的编号、节点位置信息组合，通过uart控制器发送给gsm模块。当gsm模块接收到短信时，微控制器通过uart接收中断接收短信，然后解析并更新信息。此外，微控制器将通过定时器中断，周期性地读取配电柜信息，并且通过sd卡挂接的文件系统将信息写入statuslog.txt中，以备查询。
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以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本实用新型整体构思下的不同实现方式，而且本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。