电力箱柜异常状态检测装置的制作方法

本发明涉及一种电力箱柜异常状态检测装置。

背景技术：

在日常工作中，电力箱柜被擅自开启的情况时有发生，运维人员的安全巡视具有周期性，不能及时发现被开启的箱柜，存在安全隐患，电力系统现场运行的箱柜种类繁多，有公用箱变、柱上配电箱、高低压环网柜、电缆分支箱和计量箱都是采用机械物理封闭措施，这些对安全运维、反窃电及时查处造成较大困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于对箱柜状态监测的电力箱柜异常状态检测装置。

本发明的技术解决方案是：

一种电力箱柜异常状态检测装置，其特征是：包括微控制器、网络传输模块、数据采集模块、外设控制模块；网络传输模块包括控制电路、串口接收电压转换电路、串口发送电压转换电路、复位控制电路、使能控制电路、电源控制电路；微控制器通过与网络传输模块的串口接收电压转换电路、串口发送电压转换电路连接，进行电平电压转换，实现串口数据交互；微控制器与网络传输模块的复位控制电路、使能控制电路、电源控制电路连接；

所述数据采集模块包括光照传感器、震动传感器，这两个传感器通过采集信号并将其转换为电压值，传感器采集信号源与微控制器的adc相连，传感器通过与固定电阻串联分压；

所述外设控制模块包括led控制电路、开锁信号控制电路、蜂鸣器信号控制电路；外设控制主要与微控制器间采用gpio电平输出控制。

另设有和微处理器连接的微控制器电源滤波电路、微控制器主辅晶振电路，微控制器启动选择电路、微控制器复位电路；晶振电路主要为了使能微控制器时钟使其运行起来；微控制器启动选择电路是因为stm32f103有多种启动选择，这个电路用于选择内部flash启动。

网络传输模块设有sim电路、电源滤波电路。

另设有微控制器程序下载接口电路。

本发明用于电力箱柜箱柜异常状态监测，准确、效果好；同时，本装置也可以延伸至需要封闭监测的各类移动、电信、铁路、航运的箱柜。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的组成结构框图。

图2是stm32主控电路图。

图3是stm32滤波电路图。

图4是stm32辅助晶振电路图。

图5是stm32启动选择图。

图6是stm32主晶振电路图。

图7是stm32启动选择电路图。

图8是stm32复位电路图。

图9是bc20控制电路图。

图10是bc20电源滤波电路图。

图11是sim卡外围电路图。

图12是bc20使能引脚电平转换电路图。

图13是bc20电源引脚电平转换电路图。

图14是bc20复位引脚电平转换图。

图15是bc20串口接收电压转换电路图。

图16是bc20串口发送电压转换电路图。

图17是led灯电路图。

图18是震动传感器采集电路图。

图19是光照传感器采集电路图。

图20是蜂鸣器电力设计图。

图21是下载程序接口电路图。

图22是外设接口电路图。

图23是开锁信号控制电路图。

图24是工作流程示意图。

具体实施方式

一种电力箱柜异常状态检测装置，包括微控制器1、网络传输模块2、数据采集模块3、外设控制模块4；网络传输模块采用bc20，包括控制电路5、串口接收电压转换电路6、串口发送电压转换电路7、复位控制电路8、使能控制电路9、电源控制电路10；微控制器通过与网络传输模块的串口接收电压转换电路13、串口发送电压转换电路14连接，进行电平电压转换，实现串口数据交互；微控制器与网络传输模块的复位控制电路15、使能控制电路16、电源控制电路17连接；

所述数据采集模块包括光照传感器26、震动传感器27，这两个传感器通过采集信号并将其转换为电压值，数据采集模块主要有震动传感器、光强度传感器，这两个传感器通过采集信号并将其转换为电压值，传感器采集信号源与微控制器的adc相连。传感器通过与固定电阻串联分压；（光电传感器优选型号为5506光敏电阻，震动传感器为801s震动传感器）。

所述外设控制模块包括led控制电路18、开锁信号控制电路19、蜂鸣器信号控制电路20；外设控制主要与微控制器间采用gpio电平输出控制。其中设备有四个led，网络信号指示灯、系统状态指示灯、gps信号指示灯、电源指示灯。电源指示灯直接与电源相连，网络信号灯与nb模块的led引脚相连、系统状态灯与gps信号指示灯由微控制器管理控制。另外这些所有led还有一个使能控制，该控制也是由微控制器控制。锁信号控制也是通过微控制器的gpiob15控制，锁控制主要通过排针由上层板连接到下层板。蜂鸣器控制通过微控制器的gpiob12控制，低电平响。

另设有和微处理器连接的微控制器电源滤波电路21、微控制器主辅晶振电路22、23，微控制器启动选择电路24、微控制器复位电路25；晶振电路主要为了使能微控制器时钟使其运行起来；微控制器启动选择电路是因为stm32f103有多种启动选择，这个电路用于选择内部flash启动。

网络传输模块设有sim电路11（网络模块为nb模块时，需要sim卡电路支持）、电源滤波电路12。另设有微控制器程序下载接口电路。

工作时，设备上电，初始化硬件外设，读取flash中配置、网络传输模块请求连接云平台、创建任务线程；上报状态服务主要周期性上报设备的位置状态，采集监测任务主要监测震动传感器、光照传感器采集的数据，如果超过设定的阈值则会触发告警，并上报云平台；平台命令接收任务主要接收云平台下发的命令；串口调试任务主要监听调试串口用户输入的信息，主要用于设备调试、检查使用。

技术特征：

1.一种电力箱柜异常状态检测装置，其特征是：包括微控制器、网络传输模块、数据采集模块、外设控制模块；网络传输模块包括控制电路、串口接收电压转换电路、串口发送电压转换电路、复位控制电路、使能控制电路、电源控制电路；微控制器通过与网络传输模块的串口接收电压转换电路、串口发送电压转换电路连接，进行电平电压转换，实现串口数据交互；微控制器与网络传输模块的复位控制电路、使能控制电路、电源控制电路连接；

所述数据采集模块包括光照传感器、震动传感器，这两个传感器通过采集信号并将其转换为电压值，传感器采集信号源与微控制器的adc相连，传感器通过与固定电阻串联分压；

所述外设控制模块包括led控制电路、开锁信号控制电路、蜂鸣器信号控制电路；外设控制主要与微控制器间采用gpio电平输出控制；

工作时，设备上电，初始化硬件外设，读取flash中配置、网络传输模块请求连接云平台、创建任务线程；上报状态服务主要周期性上报设备的位置状态，采集监测任务主要监测震动传感器、光照传感器采集的数据，如果超过设定的阈值则会触发告警，并上报云平台；平台命令接收任务主要接收云平台下发的命令；串口调试任务主要监听调试串口用户输入的信息，主要用于设备调试、检查使用。

2.根据权利要求1所述的电力箱柜异常状态检测装置，其特征是：另设有和微处理器连接的微控制器电源滤波电路、微控制器主辅晶振电路，微控制器启动选择电路、微控制器复位电路；晶振电路主要为了使能微控制器时钟使其运行起来；微控制器启动选择电路是因为stm32f103有多种启动选择，这个电路用于选择内部flash启动。

3.根据权利要求1或2所述的电力箱柜异常状态检测装置，其特征是：网络传输模块设有sim电路、电源滤波电路。

4.根据权利要求1或2所述的电力箱柜异常状态检测装置，其特征是：另设有微控制器程序下载接口电路。

技术总结
本发明公开了一种电力箱柜异常状态检测装置，包括微控制器、网络传输模块、数据采集模块、外设控制模块；网络传输模块包括控制电路、串口接收电压转换电路、串口发送电压转换电路、复位控制电路、使能控制电路、电源控制电路；微控制器通过与网络传输模块的串口接收电压转换电路、串口发送电压转换电路连接，进行电平电压转换，实现串口数据交互；微控制器与网络传输模块的复位控制电路、使能控制电路、电源控制电路连接。本发明用于电力箱柜箱柜异常状态监测，准确、效果好；同时，本装置也可以延伸至需要封闭监测的各类移动、电信、铁路、航运的箱柜。

技术研发人员：张维;陈光贤;刘蔚芹;刘凌晖;缪长钦;金科;王生辉;张安;王亨晶
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司南通供电分公司;国网江苏省电力有限公司海安市供电分公司
技术研发日：2021.05.17
技术公布日：2021.08.17