电缆异常智能检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电缆异常智能检测系统，包括：控制装置、汇聚节点装置、检测发送端装置和等间隔安装在被测电缆不同位置的至少一个检测接收端装置；各个所述检测接收端装置的第二无线通信装置与检测发送端装置的第一无线通信装置组成局域网后连接到所述汇聚节点装置；所述汇聚节点装置与所述控制装置连接。具有以下优点：采用电力载波通信方式对被测电缆故障进行检测，由于不需要额外铺设通信线路，从而具有易维护安装、施工简单、施工成本低的优点；采用低功耗器件设计，节能了能源消耗；控制装置与检测发送端装置、以及与各个检测接收端装置均采用无线网络通信，具有易安装维护的优点。
【专利说明】电缆异常智能检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电网电力监控【技术领域】，具体涉及一种电缆异常智能检测系统。
【背景技术】
[0002]随着我国城市化的发展与扩大，城市的用电量日益增大，所采用的输电电缆的长度越来越长，其拓扑结构也越来越复杂。由于输电电缆长期暴露在外部自然环境中，既存在人为破坏因素，也存在自然破坏或线路老化因素，例如，需要经受污秽、雷击、风雪、洪水和鸟害等外界因素的侵害，因此，会出现输电电缆的损坏。因此，准确快速的检测输电电缆的故障，从而及时对出现故障的输电电缆进行维修，可有效降低由输电电缆故障而带来的各种损失。
[0003]现有技术中，主要通过人工巡检的方式检测电缆故障位置，由于当前电缆的分布面积不断扩大，结构十分复杂，由此导致人工巡检的工作量非常大；另外，人工巡检还具有检测效率低的问题。
实用新型内容
[0004]针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种电缆异常智能检测系统，可有效解决上述问题。
[0005]本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]本实用新型提供一种电缆异常智能检测系统，包括:控制装置、汇聚节点装置、检测发送端装置和等间隔安装在被测电缆不同位置的至少一个检测接收端装置；
[0007]所述检测发送端装置包括第一无线通信装置和第一载波通信装置；所述第一无线通信装置与所述第一载波通信装置的一端连接，所述第一载波通信装置的另一端耦合到被测电缆的检测起始点；
[0008]每个所述检测接收端装置包括第二载波通信装置、单片机、报警器和第二无线通信装置；所述第二载波通信装置的一端耦合到被测电缆的检测点，所述第二载波通信装置的另一端连接到所述单片机的输入端，所述单片机的输出端与所述报警器连接；所述单片机还与所述第二无线通信装置连接；
[0009]各个所述检测接收端装置的所述第二无线通信装置与所述检测发送端装置的所述第一无线通信装置组成局域网后连接到所述汇聚节点装置；所述汇聚节点装置与所述控制装置连接。
[0010]优选的，所述第一载波通信装置包括串联的信号发生器、载波信号调制器、第一信号放大器和第一电力耦合器；所述信号发生器、所述载波信号调制器、所述第一信号放大器和所述第一电力耦合器的一端串联，所述第一电力耦合器的另一端耦合到被测电缆的检测起始点；
[0011]所述第二载波通信装置包括串联的第二电力耦合器、信号接收器和载波信号解调器；所述第二电力耦合器的一端耦合到被测电缆的检测点，所述第二电力耦合器的另一端与所述信号接收器的一端连接，所述信号接收器的另一端通过所述载波信号解调器连接到所述单片机。
[0012]优选的，在被测电缆上，每隔250米安装所述检测接收端装置。
[0013]优选的，还包括智能终端；
[0014]所述控制装置包括ARM处理器、GPRS芯片和Zigbee芯片；所述ARM处理器分别与所述GPRS芯片和所述Zigbee芯片连接；
[0015]所述控制装置的所述GPRS芯片与所述智能终端之间通过GPRS无线网络连接，所述控制装置的所述Zigbee芯片与所述汇聚节点装置之间通过Zigbee无线网络连接。
[0016]优选的，所述ARM处理器为三星的S3C6410的芯片；
[0017]所述GPRS芯片为晨讯科技的SM800E的芯片。
[0018]优选的，所述智能终端包括个人电脑PC机和手持移动终端。
[0019]优选的，所述PC机内置GPRS无线网卡。
[0020]优选的，所述手持移动终端包括支持GPRS无线网络的智能手机或平板电脑。
[0021]优选的，所述第一无线通信装置和所述第二无线通信装置为TI德州仪器CC2530
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[0022]优选的，所述汇聚节点装置为TI德州仪器CC2530芯片；所述第一载波通信装置和所述第二载波通信装置采用深圳超越星公司C7710载波芯片。
[0023]本实用新型提供的电缆异常智能检测系统具有以下优点:
[0024](I)采用电力载波通信方式对被测电缆故障进行检测，由于不需要额外铺设通信线路，从而具有易维护安装、施工简单、施工成本低的优点；
[0025](2)电力载波通信装置中，通过安装电力耦合器，能够在保证不影响现有电力供电的基础上，使载波信号可靠的耦合到电力线缆上，从而保证了载波信号的可靠传输，提高了检测灵敏度；
[0026](3)采用低功耗器件设计，节能了能源消耗；
[0027](4)控制装置与检测发送端装置、以及与各个检测接收端装置均采用无线网络通信，具有易安装维护的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型提供的电缆异常智能检测系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0030]结合图1，本实用新型提供一种电缆异常智能检测系统，包括:控制装置、汇聚节点装置、检测发送端装置和等间隔安装在被测电缆不同位置的至少一个检测接收端装置；
[0031]所述检测发送端装置包括第一无线通信装置和第一载波通信装置；所述第一无线通信装置与所述第一载波通信装置的一端连接，所述第一载波通信装置的另一端耦合到被测电缆的检测起始点；其中，第一无线通信装置和第一载波通信装置通过串口的接收端引脚和发送端引脚相连。
[0032]每个所述检测接收端装置包括第二载波通信装置、单片机、报警器和第二无线通信装置；所述第二载波通信装置的一端耦合到被测电缆的检测点，所述第二载波通信装置的另一端连接到所述单片机的输入端，所述单片机的输出端与所述报警器连接；所述单片机还与所述第二无线通信装置连接；其中，
[0033]各个所述检测接收端装置的所述第二无线通信装置与所述检测发送端装置的所述第一无线通信装置组成局域网后连接到所述汇聚节点装置；所述汇聚节点装置与所述控制装置连接。
[0034]其中，所述第一载波通信装置包括串联的信号发生器、载波信号调制器、第一信号放大器和第一电力耦合器；所述信号发生器、所述载波信号调制器、所述第一信号放大器和所述第一电力耦合器的一端串联，所述第一电力耦合器的另一端耦合到被测电缆的检测起始点；
[0035]所述第二载波通信装置包括串联的第二电力耦合器、信号接收器和载波信号解调器；所述第二电力耦合器的一端耦合到被测电缆的检测点，所述第二电力耦合器的另一端与所述信号接收器的一端连接，所述信号接收器的另一端通过所述载波信号解调器连接到所述单片机。
[0036]当然，实际应用中，也可以采用某一种具体的载波芯片，例如，采用深圳超越星公司C7710载波芯片。
[0037]还包括智能终端；
[0038]所述控制装置包括ARM处理器、GPRS芯片和Zigbee芯片；所述ARM处理器分别与所述GPRS芯片和所述Zigbee芯片连接；其中，ARM处理器和GPRS芯片通过串口的接收端弓丨脚和发送端引脚相连。
[0039]所述控制装置的所述GPRS芯片与所述智能终端之间通过GPRS无线网络连接，所述控制装置的所述Zigbee芯片与所述汇聚节点装置之间通过Zigbee无线网络连接。
[0040]本实用新型中，在具体实现上，ARM处理器采用三星的S3C6410的芯片。GPRS芯片采用晨讯科技的SM800E的芯片。智能终端包括个人电脑PC机和手持移动终端，个人电脑PC机和手持移动终端相互独立，PC机内置GPRS无线网卡。手持移动终端包括支持GPRS无线网络的智能手机或平板电脑。第一无线通信装置和所述第二无线通信装置采用TI德州仪器CC2530芯片。汇聚节点装置采用TI德州仪器CC2530芯片。采用上述类型的芯片，可有效降低电缆异常智能检测系统的功耗。
[0041]作为一种具体示例，本实用新型的工作原理为:在被测电缆起始位置A安装检测发送端装置，在其他位置等间隔安装若干个检测接收端装置，假设共安装10个检测接收端装置，按顺序分别记为检测接收端装置1、检测接收端装置2…检测接收端装置10，并且，各个检测接收端装置的安装位置分别记为B1、B2..BlO ;各个检测接收端装置和检测发送端装置组建成局域网，均通过Zigbee无线网络连接到控制装置；控制装置通过GPRS无线网络与智能终端连接；
[0042]检测发送端装置的信号发生器发送载波信号，经载波信号调制器的调制和第一信号放大器的放大处理后，通过第一电力耦合器将放大后的载波信号加载到电缆上；然后，各个检测接收端装置均与控制装置连接，控制装置根据能否接收到各个检测接收装置上传的信号，即可判断出故障电缆位置。例如，检测接收端装置I通过第二电力耦合器、信号接收器和载波信号解调器的处理后，如果可以接收到检测发送端装置所发送的载波信号，则表明A-Bl区间的线缆正常，则控制装置可以接收到检测接收端装置I传输的信号；相反，如果检测接收端装置I无法接收到载波信号，则表明A-Bl区间的线缆故障，因此，控制装置无法接收到检测接收端装置I传输的信号；类似的，在A-Bl区间的线缆正常时，如果检测接收端装置2无法接收到载波信号，则表明B1-B2区间的线缆故障，否则，继续观察后续检测接收端装置能否接收到载波信号。也就是说，如果按距检测发送端装置的距离从小到大的顺序，共布置10个检测接收端装置，则需查找到第I个无法接收到载波信号的检测接收端装置，其与前一个相邻的检测接收端装置之间的线缆即为出现故障的线缆。
[0043]在上述构思的基础上，可以在控制装置上增加一些功能软件，从而完善控制装置的相关功能，但需要强调的是，本实用新型的创新为上述的结构创新，而非对功能软件的创新，在不安装功能软件时，本实用新型仍然能够达到检测电缆故障的目的。具体的，在控制器上可内置SM卡，在SIM卡上预装回拨号码，当控制器检测到某个线缆区间出现故障时，可通过发送短信或回拨号码的方式，向对应的移动终端设备报警。同时，控制装置也可将出现故障的具体位置经由无线网络发送到智能终端的PC机上，在PC机上，将接收到的数据进行存储，以表格或图形界面的形式将电缆状况显示在PC机的显示器上。可见，智能终端可选择通过智能手机或平板电脑接收电缆故障信息，并随时随地的观看故障监控视频，从而使工作人员快速获知故障信息，及时维修。
[0044]本实用新型提供的电缆异常智能检测系统，具有以下优点:
[0045](I)采用电力载波通信方式对被测电缆故障进行检测，由于不需要额外铺设通信线路，从而具有易维护安装、施工简单、施工成本低的优点；
[0046](2)电力载波通信装置中，通过安装电力耦合器，能够在保证不影响现有电力供电的基础上，使载波信号可靠的耦合到电力线缆上，从而保证了载波信号的可靠传输，提高了检测灵敏度；
[0047](3)采用低功耗器件设计，节能了能源消耗；
[0048](4)控制装置与检测发送端装置、以及与各个检测接收端装置均采用无线网络通信，具有易安装维护的优点。
[0049]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种电缆异常智能检测系统，其特征在于，包括:控制装置、汇聚节点装置、检测发送端装置和等间隔安装在被测电缆不同位置的至少一个检测接收端装置； 所述检测发送端装置包括第一无线通信装置和第一载波通信装置；所述第一无线通信装置与所述第一载波通信装置的一端连接，所述第一载波通信装置的另一端耦合到被测电缆的检测起始点； 每个所述检测接收端装置包括第二载波通信装置、单片机、报警器和第二无线通信装置；所述第二载波通信装置的一端耦合到被测电缆的检测点，所述第二载波通信装置的另一端连接到所述单片机的输入端，所述单片机的输出端与所述报警器连接；所述单片机还与所述第二无线通信装置连接； 各个所述检测接收端装置的所述第二无线通信装置与所述检测发送端装置的所述第一无线通信装置组成局域网后连接到所述汇聚节点装置；所述汇聚节点装置与所述控制装置连接。
2.根据权利要求1所述的电缆异常智能检测系统，其特征在于，所述第一载波通信装置包括串联的信号发生器、载波信号调制器、第一信号放大器和第一电力耦合器；所述信号发生器、所述载波信号调制器、所述第一信号放大器和所述第一电力耦合器的一端串联，所述第一电力耦合器的另一端耦合到被测电缆的检测起始点； 所述第二载波通信装置包括串联的第二电力耦合器、信号接收器和载波信号解调器；所述第二电力耦合器的一端耦合到被测电缆的检测点，所述第二电力耦合器的另一端与所述信号接收器的一端连接，所述信号接收器的另一端通过所述载波信号解调器连接到所述单片机。
3.根据权利要求1所述的电缆异常智能检测系统，其特征在于，在被测电缆上，每隔250米安装所述检测接收端装置。
4.根据权利要求1所述的电缆异常智能检测系统，其特征在于，还包括智能终端； 所述控制装置包括ARM处理器、GPRS芯片和Zigbee芯片；所述ARM处理器分别与所述GPRS芯片和所述Zigbee芯片连接； 所述控制装置的所述GPRS芯片与所述智能终端之间通过GPRS无线网络连接，所述控制装置的所述Zigbee芯片与所述汇聚节点装置之间通过Zigbee无线网络连接。
5.根据权利要求4所述的电缆异常智能检测系统，其特征在于，所述ARM处理器为三星的S3C6410的芯片； 所述GPRS芯片为晨讯科技的SM800E的芯片。
6.根据权利要求4所述的电缆异常智能检测系统，其特征在于，所述智能终端包括个人电脑PC机和手持移动终$而。
7.根据权利要求6所述的电缆异常智能检测系统，其特征在于，所述PC机内置GPRS无线网卡。
8.根据权利要求6所述的电缆异常智能检测系统，其特征在于，所述手持移动终端包括支持GPRS无线网络的智能手机或平板电脑。
9.根据权利要求1所述的电缆异常智能检测系统，其特征在于，所述第一无线通信装置和所述第二无线通信装置为TI德州仪器CC2530芯片。
10.根据权利要求1所述的电缆异常智能检测系统，其特征在于，所述汇聚节点装置为TI德州仪器CC2530芯片；所述第一载波通信装置和所述第二载波通信装置采用深圳超越星公司C7710载波芯片。
【文档编号】G01R31/08GK204116529SQ201420625747
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】孙宏彬 申请人:长春工程学院