一种基于单片机的安全供电数据采集系统

本发明涉及安全供电设备，特别是一种基于单片机的安全供电数据采集系统。

背景技术：

1、在供电领域中，输电导线以及安装导线的绝缘子支撑架等是供电的重要设备。还有就是，输电导线的沿途下不可避免有树木等生长，树木过高接触导线(特别是裸导线)后、存在经过人员接触树木触电的几率，且导线输出的电源接地，会导致控制开关等跳闸，对正常供电造成了较为严重的影响。

2、现有技术中，供电部门一般是通过人为方式巡查相关区域输电导线及设备等的安全，人工巡查方式不但会给相关人员带来不便、存在成本高的缺点，且还存在如下众多问题。其一：由于绝缘子支撑架、输电导线分布很广，特别输电导线沿途交通并不便利，因此并不能保证工作人员能对每个相关区域的相关设备及导线进行有效巡查，而且工作人员巡查是在特定时间段，所以并不能保证巡查的有效性，也就是说，当绝缘子支撑架发生损坏、输电导线断开等时，由于工作人员不可能24小时不间断对相关区域进行巡查，其并不能第一时间发现问题所在并进行处理，所以，安全供电存在隐患。其二：工作人员人为巡查只能目视观察导线及绝缘子支撑架等外观情况，当导线发生停电或者供电电压变小时，工作人员并不能第一时间发现问题所在并进行处理，所以，人为巡查方式不能满足实际需要。

技术实现思路

1、为了克服现有人为方式巡查相关区域供电设施安全存在的如背景所述弊端，本发明提供了基于单片机模块采集数据、gprs模块传输数据的功能，应用中，在相关机构及电路共同作用下，能实现非人为方式24小时不间断检测相关区域是否存在树木高度接近输电导线、输电导线及绝缘子支撑架是否断开、输电导线是否因热胀冷缩影响拉得过紧或下垂过大、输电导线是否存在停电或电压过低情况，并能将数据经无线网络远传，远端相关人员不需要到现场就能实时经身边手机等了解现场具体各种数据，且在绝缘子支撑架及输电导线断开、有树木接近输电导线影响安全供电时，能第一时间发送短信到相关人员的手机，相关管理人员接收到短信后能第一时间到现场进行针对性维护，保证了有效安全供电的一种基于单片机的安全供电数据采集系统。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种基于单片机的安全供电数据采集系统，包括蓄电池、太阳能电池板、短信模块、单片机模块、gprs模块，其特征在于，还具有绝缘子支撑架安全探测电路、导线安全探测电路、树木接近探测机构、供电电压探测电路、导线张紧度探测机构；所述绝缘子支撑架安全探测电路配套有安装在绝缘子支撑架外侧的检测线，导线安全探测电路配套有安装在输电导线外侧端外的检测线a；所述树木接近探测机构包括外壳、固定夹、电机减速机构、光电传感器、触发电路，电机减速机构安装在外壳下端外，光电传感器的一端安装在电机减速机构的动力输出轴下端，固定夹安装在外壳上端且固定夹安装在输电导线的外侧端；所述电机减速机构的动力输出轴外侧绝缘安装有两只导电圈，电机减速机构的壳体侧端安装有两只导电接触片；所述导线张紧度探测机构包括可调电阻、重力球、电阻和外壳a，可调电阻安装在外壳a内，重力球安装在可调电阻的调节手柄下端，外壳a安装在输电导线侧端；所述蓄电池、短信模块、单片机模块、gprs模块、绝缘子支撑架安全探测电路、导线安全探测电路、触发电路、供电电压探测电路、导线张紧度探测机构的电阻安装在元件盒内，太阳能电池板安装在元件盒外；所述绝缘子支撑架安全探测电路、导线安全探测电路、树木接近探测机构的信号输出端和短信模块的三路信号输入端分别电性连接，供电电压探测电路、导线张紧度探测机构的信号输出端和单片机模块的两路信号输入端分别电性连接，单片机模块的信号输出端和gprs模块的信号输入端电性连接。

4、进一步地，所述光电传感器的壳体另一端探测头高度低于壳体一端的高度；两只接触片内侧和两只导电圈外侧分别接触且电性导通。

5、进一步地，所述绝缘子支撑架安全探测电路、导线安全探测电路构造一致，均包括电性连接的电阻、npn三极管，第一只电阻一端和第一只npn三极管基极连接，第一只npn三极管集电极和第二只电阻一端、第二只npn三极管基极连接，两只npn三极管发射极连接；绝缘子支撑架安全探测电路的检测线两端分别和第一只电阻另一端及第二只电阻另一端连接，导线安全探测电路的检测线a两端分别和第一只电阻另一端及第二只电阻另一端连接。

6、进一步地，所述触发电路包括电性连接的时控开关、npn三极管，时控开关正极电源输入端和第一只接触片连接，第一只导电圈和光电传感器的正极电源输入端连接，时控开关的负极电源输入端和电机减速机构的壳体、npn三极管发射极连接，电机的转轴外侧和光电传感器的负极电源输入端经导线连接，光电传感器的信号输出端和第二只导电圈相连，第二只接触片和npn三极管基极连接，时控开关的电源输出两端和电机减速机构的电源输入两端分别连接。

7、进一步地，所述供电电压探测电路包括经电性连接的电流互感器、电阻、整流桥堆、电容，输电导线的相线经由电流互感器的中心开口穿过，电流互感器二次侧两个接线端和整流桥堆电源输入两端分别连接，整流桥堆电源正极输出端和电容正极、第一只电阻一端连接，第一只电阻另一端和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和电容负极、电流互感器二次侧第二个接线端、整流桥堆的负极电源输出端连接。

8、进一步地，所述导线张紧度探测机构的可调电阻和电阻之间，可调电阻和电阻一端经导线连接。

9、本发明有益效果是：本发明通过太阳能电池板供电，不需要外接电源，使用更加方便且节能，可做到免维护工作；应用中，树木接近探测机构能对输电导线是否存在树木高度接近进行探测，导线安全探测电路、绝缘子支撑架安全探测电路能分别对输电导线及绝缘子支撑架是否断开进行探测，导线张紧度探测机构、供电电压探测电路能对输电导线是否因热胀冷缩影响拉得过紧或下垂过大、输电导线是否存在停电或电压过低情况进行探测，并能将各种数据经无线网络远传，远端相关人员不需要到现场就能实时经身边手机等了解现场具体各种数据，在绝缘子支撑架及输电导线断开、有树木接近输电导线严重影响安全供电时，短信模块能第一时间发送短信到相关人员的手机，相关管理人员接收到短信后能第一时间到现场进行针对性维护，充分保证了有效安全供电，并给相关人员带来了便利，且减少了人为巡查成本。基于上述，本发明具有好的应用前景。

技术特征：

1.一种基于单片机的安全供电数据采集系统，包括蓄电池、太阳能电池板、短信模块、单片机模块、gprs模块，其特征在于，还具有绝缘子支撑架安全探测电路、导线安全探测电路、树木接近探测机构、供电电压探测电路、导线张紧度探测机构；所述绝缘子支撑架安全探测电路配套有安装在绝缘子支撑架外侧的检测线，导线安全探测电路配套有安装在输电导线外侧端外的检测线a；所述树木接近探测机构包括外壳、固定夹、电机减速机构、光电传感器、触发电路，电机减速机构安装在外壳下端外，光电传感器的一端安装在电机减速机构的动力输出轴下端，固定夹安装在外壳上端且固定夹安装在输电导线的外侧端；所述电机减速机构的动力输出轴外侧绝缘安装有两只导电圈，电机减速机构的壳体侧端安装有两只导电接触片；所述导线张紧度探测机构包括可调电阻、重力球、电阻和外壳a，可调电阻安装在外壳a内，重力球安装在可调电阻的调节手柄下端，外壳a安装在输电导线侧端；所述蓄电池、短信模块、单片机模块、gprs模块、绝缘子支撑架安全探测电路、导线安全探测电路、触发电路、供电电压探测电路、导线张紧度探测机构的电阻安装在元件盒内，太阳能电池板安装在元件盒外；所述绝缘子支撑架安全探测电路、导线安全探测电路、树木接近探测机构的信号输出端和短信模块的三路信号输入端分别电性连接，供电电压探测电路、导线张紧度探测机构的信号输出端和单片机模块的两路信号输入端分别电性连接，单片机模块的信号输出端和gprs模块的信号输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的安全供电数据采集系统，其特征在于，光电传感器的壳体另一端探测头高度低于壳体一端的高度；两只接触片内侧和两只导电圈外侧分别接触且电性导通。

3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的安全供电数据采集系统，其特征在于，绝缘子支撑架安全探测电路、导线安全探测电路构造一致，均包括电性连接的电阻、npn三极管，第一只电阻一端和第一只npn三极管基极连接，第一只npn三极管集电极和第二只电阻一端、第二只npn三极管基极连接，两只npn三极管发射极连接；绝缘子支撑架安全探测电路的检测线两端分别和第一只电阻另一端及第二只电阻另一端连接，导线安全探测电路的检测线a两端分别和第一只电阻另一端及第二只电阻另一端连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的安全供电数据采集系统，其特征在于，触发电路包括电性连接的时控开关、npn三极管，时控开关正极电源输入端和第一只接触片连接，第一只导电圈和光电传感器的正极电源输入端连接，时控开关的负极电源输入端和电机减速机构的壳体、npn三极管发射极连接，电机的转轴外侧和光电传感器的负极电源输入端经导线连接，光电传感器的信号输出端和第二只导电圈相连，第二只接触片和npn三极管基极连接，时控开关的电源输出两端和电机减速机构的电源输入两端分别连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的安全供电数据采集系统，其特征在于，供电电压探测电路包括经电性连接的电流互感器、电阻、整流桥堆、电容，输电导线的相线经由电流互感器的中心开口穿过，电流互感器二次侧两个接线端和整流桥堆电源输入两端分别连接，整流桥堆电源正极输出端和电容正极、第一只电阻一端连接，第一只电阻另一端和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和电容负极、电流互感器二次侧第二个接线端、整流桥堆的负极电源输出端连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的安全供电数据采集系统，其特征在于，导线张紧度探测机构的可调电阻和电阻之间，可调电阻和电阻一端经导线连接。

技术总结
一种基于单片机的安全供电数据采集系统，包括蓄电池、太阳能电池板、短信及单片机、GPRS模块，还具有绝缘子支撑架安全探测电路、导线安全探测电路、树木接近探测机构、供电电压探测电路、导线张紧度探测机构；树木接近探测机构包括安装在一起的外壳、电机减速机构、光电传感器、触发电路，导线张紧度探测机构包括安装在一起的可调电阻、重力球、电阻和外壳A，蓄电池、短信模块、单片机模块、GPRS模块、绝缘子支撑架安全探测电路、导线安全探测电路、触发电路、供电电压探测电路、电阻安装在元件盒内并电性连接。本发明能对导线张紧度、是否存在电压异常进行探测，并在支撑架及输电损坏、有树木接近输导线时，短信提示相关人员，保证了安全供电。

技术研发人员：白秋产,张经纬,张金龙,金春霞
受保护的技术使用者：淮阴工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12