电力监控系统中单总线传感器接口保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力线路监控领域，具体是电力监控系统中单总线传感器接口保护电路。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的不断提高，用电量也在不断上升，户外电网线路的运行状态决定了系统运行的关键。
[0003]为了更好的实时监控户外电网线路的运行状态，配备了电力监控系统，包含了对电力塔周边环境状态的实时监控。包括:风速、风向、雨量、温湿度、图像等环境状态。通过GPRS网络传回中心服务器进行数据处理、报警等功能。传感器通过外部接插的方式与内部微处理器的1端口进行连接的话，很容易受到外部静电、接插过压冲击等外部因素的影响，从而使得微处理器永久损坏。带来很大的经济损失和不必要的维护成本。使用本实用新型后，即可消除以上隐患，同时不影响单总线的数据通讯。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述问题，本实用新型提供一种电力监控系统中单总线传感器接口保护电路，其解决电力输电线环境监控系统中，单总线型传感器与微处理器之间的连接，实现不影响单总线的通讯时序，同时起到对微处理器1保护的作用，以减少在恶劣环境中的外部电压冲击或静电对内部系统的损伤。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种电力监控系统中单总线传感器接口保护电路，所述接口保护电路包括过压保护电路、单总线读写电路，其中，所述过压保护电路包括限流电阻R2、电源VCC、双运算放大器U1、二极管D1、三极管Q1、限流电阻R4和上拉电阻R5，所述双运算放大器Ul包括第一运算单元和第二运算单元，单总线传感器信号接入端SI_IN通过限流电阻R2连接于第一运算单元的正向输入端，电源VCC与双运算放大器Ul的电源输入端相连，所述电源VCC并通过二极管Dl和上拉电阻R5后连接至三极管Ql的集电极，其中，三极管Dl的正极连接至电源VCC，三极管Ql的集电极与单总线传感器信号接入端SI_IN相连，所述三极管Ql的发射极接地，所述第二运算单元的反向输入端和输出端相连后通过限流电阻R4后连接至三极管Ql的基极；所述单总线读写电路包括单总线读电路和单总线写电路，所述单总线读电路包括电阻R1，所述电阻Rl的一端连接至第一运算单元的反向输入端和输出端，其另一端连接至一微处理器的读端口 ；所述单总线写电路包括电阻R3，所述电阻R3的一端连接至第二运算单元的正向输入端，其另一端连接至所述微处理器的写端口。
[0007]单总线传感器的信号读操作为:外部单总线型传感器信号通过限流电阻R2进行运算放大器件单元的正向输入端，由双运算放大器Ul第一个运算单元的反向输入端与它的输出端连接，组成电压跟随器，输出到微处理器的读端口，实现单总线传感器的读信号输入。同时由双运算放大器Ul来完成对外部过压的保护(双运算放大器Ul输入端可以承受20几伏的电压，根据所选型号的不同，承受电压值不同)。
[0008]单总线的信号写操作为:二极管Dl的正极接VCC，负极通过上拉电阻R5与传感器输入信号端相连，并且与三极管的C极相连，通过二极管Dl和上拉电阻R5提供单总线的上拉作用。当微处理器执行写操作“I”(高电平)时，通过串联电阻R3输入“I”电平，经过运算放大器的第二个运算单元的正向输入端，第二个运算单元的反向输入端与输出端连接在一起组成电压跟随器，即:输出高电平作用在限流电阻R3上，而限流电阻R3与三极管的基极相连接，使得三极管导通。集电极输出“I”信号，拉低单总线输入端的电平。从面完成一个“O”(低电平)电平的操作；反之微处理器执行写操作“O”时，完成一个“I”电平的操作。
[0009]所述接口保护电路进一步包括一 ESD器件El，所述ESD器件El的一端连接至单总线传感器信号接入端SI_IN，另一端接地，该ESD器件El起到静电保护作用。
[0010]所述过压保护电路进一步包括一滤波电容Cl，所述滤波电容Cl的一端连接至电源VCC和双运算放大器Ul的电源输入端之间，其另一端接地。
[0011]所述双运算放大器Ul为运算放大器EL2250CS。
[0012]本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于:
[0013]本实用新型公开了电力监控系统中关于单总线传感器接口保护电路，主要起到过电压保护微处理器1端口的作用，同时不影响单总线的通讯时序。当我们要外接一个接口为:“单总线”型的传感器，比如:温度传感器(DS18B20)这样的模块时，设计会使用微处理器的一个1来实现，但是，如果我们把微处理器的1直接暴露到外面与传感器模块以接插的方式进行连接时，很容易受到外部电压、静电等过压的“冲击”，从而导致微处理器的1端口，甚至整个微处理器芯片的损坏。本实用新型可以防止外部的静电、过压冲击，起到保护的作用。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型电力环境监控系统中单总线传感器接口保护电路的一个具体的实例电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的内容做进一步详细说明。
[0016]实施例:
[0017]如图1所示，电力环境监控系统中单总线传感器接口保护电路，起到单总线传感器与微处理器之间连接的保护作用，其包括ESD静电保护电路、过压保护电路、单总线读写电路。
[0018]ESD静电保护电路由ESD器件El组成，为静电抑制防护元件，其连接于单总线传感器信号接入端SI_IN(用于与单总线传感器的信号输出端相连接的端口)。
[0019]过压保护电路包括限流电阻R2、电源VCC、双运算放大器U1、二极管D1、三极管Q1、限流电阻R4和上拉电阻R5，双运算放大器Ul包括第一运算单元和第二运算单元，单总线传感器信号接入端SI_IN通过限流电阻R2连接于第一运算单元的正向输入端，电源VCC与双运算放大器Ul的电源输入端相连，电源VCC并通过二极管Dl和上拉电阻R5后连接至三极管Ql的集电极，其中，三极管Dl的正极连接至电源VCC，三极管Ql的集电极与单总线传感器信号接入端SI_IN相连，三极管Ql的发射极接地，第二运算单元的反向输入端和输出端