一种用于发电厂配电室的监控装置的制作方法

本发明涉及发电厂监控技术领域，具体涉及一种用于发电厂配电室的监控装置。

背景技术：

为了方便发电厂的集中管理和中心控制，会将发电厂中主要设备的配电柜放在一起，形成配电柜室，从而便于操作和管理。整个配电室的运行环境对发电厂顺利运行有着重要影响，最常见的问题就是，配电室温度过高，导致一部分配电柜发生故障，从而影响设备的正常运行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于发电厂配电室的监控装置，从而能自动对配电室内温度进行控制，同时对配电室内实时进行视频监控。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于发电厂配电室的监控装置，包括图像传感器、微处理器、存储模块、单片机、光照感应模块、LED驱动模块、LED灯组、温度传感器、风扇控制模块、加热器控制模块和电源模块，所述图像传感器与微处理器连接用于采集图像信号，所述存储模块与微处理器连接用于存储数据，所述单片机和微处理器连接，所述光照感应模块与单片机连接用于采集光照强度信号，所述单片机通过LED驱动模块与LED灯组连接，所述温度传感器与单片机连接用于采集温度信号，所述风扇控制模块与单片机连接用于驱动风扇进行降温冷却，所述加热器控制模块与单片机连接用于加热升温，所述电源模块为装置提供电源。

如上所述的一种用于发电厂配电室的监控装置，进一步说明为，所述微处理器采用S3C2440A处理器及其外围电路组成的最小系统。

如上所述的一种用于发电厂配电室的监控装置，进一步说明为，所述单片机采用MC9S08AC16芯片及其外围电路组成的最小系统。

如上所述的一种用于发电厂配电室的监控装置，进一步说明为，所述存储模块包括SDRAM存储模块和FLASH储存模块。

如上所述的一种用于发电厂配电室的监控装置，进一步说明为，所述图像传感器采用CMOS图像传感器。

如上所述的一种用于发电厂配电室的监控装置，进一步说明为，所述电源模块包括电源和电压转换模块，所述电压转换模块用于将电源电压转化为多个不同数值的电压。

本发明的有益效果是：通过设置微处理器和单片机组合式的监控装置，由微处理器负责视频监控，由单片机负责视频监控外的检测，极大的减少了微处理器资源的使用率，能够极大的提高微处理器处理图像的能力，同时简化了微处理器面板的设计及焊接难度。通过设置光照感应模块能采集配电室内的光照强度，在通过LED灯组进行补光，从而提高了视频监控的清晰度和监控质量。通过温度传感器采集的温度信号，实现了对配电室内加热器及风扇的控制，使配电室内的温度始终保持在一定范围内，从而为配电室内配电柜的安全运行提供了良好的条件，保证了发电厂的顺利运行。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为FLASH储存模块实施例结构示意图。

图3为光照感应模块实施例结构示意图。

图4为温度传感器实施例结构示意图

图5为加热器控制模块实施例结构示意图。

图6为电压转换模块实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施方式做进一步的阐述。

如图1所示，本发明提供的一种用于发电厂配电室的监控装置，包括图像传感器、微处理器、存储模块、单片机、光照感应模块、LED驱动模块、LED灯组、温度传感器、风扇控制模块、加热器控制模块和电源模块。

所述图像传感器与微处理器连接用于采集图像信号，所述图像传感器主要任务就是采集视频图像，然后将采集到的图像信号转化为电信号，并按照一定的图像数据格式传输给微处理器。所述图像传感器可以采用CMOS图像传感器。CMOS图像传感器利用光电效应，在像素单元内产生相应的电荷，行选择逻辑单元根据需要，选通相应的行像素单元，行像素单元内的图像信号通过各自所在列的信号总线传输到对应的模拟信号处理单元，并通过A/D转换器，转化为图像信号进行输出，由于CMOS图像传感器为现有技术，这里不做具体阐述，所述CMOS图像传感器生产成本比较低、低功耗、芯片尺寸小和可集成度高，非常适合本装置使用，具体的可以选择OV7710型CMOS图像传感器。当然，所述的图像传感器还可以选用CCD图像传感器。

所述微处理器主要用于对图像传感器传输过来的图像信号进行处理，和接收单片机传输过来的检测信号。所述微处理器还可以对处理后的图像转化成标准的网络格式经过网络传输至PC终端，在本装置中没有设置网络接口。所述的微处理器可以采用S3C2440A处理器及其外围电路组成的最小系统，所述S3C2440A处理器属于ARM9系列处理器，该S3C2440A处理器有低功耗、精致简单、全静态设计的特点，非常适合本装置使用。

所述存储模块与微处理器连接用于存储数据，所述存储模块包括SDRAM存储模块和FLASH储存模块，所述SDRAM存储模块主要是在图像处理的过程中存储相关的图像数据，便于随时调阅查看。所述SDRAM存储模块可以选用HY57V641620芯片组成的存储电路，由于为本领域技术人员公知技术，这里不做具体阐述。所述FLASH储存模块属于非易失性的存储器，可在装置正常运行时进行电擦写，并且掉电保护的特性，它具有容量大、速度快、功耗低等一系列优点，例如可以采用K9F1208UDM芯片组成的FLASH储存模块，K9F1208UDM芯片的I/O口具有数据的输入输出、控制命令和地址的输入的功能，当命令锁存信号CLE有效时，在I/O口上的是控制命令的输入；当地址锁存信号ALE有效时，I/O上的输入的是地址；当RE和WE有效时，锁存的是I/O上是数据的输入输出。这种芯片端口的控制方式复杂一些，但是可以极大的减少总线的数目。将芯片I/O0-I/O7与微处理器的低位8位数据总线的XDATA7到XDATA0相连，这里以S3C2440A处理器为例做说明，当采用其他型号的处理器时，只是管脚连接会发生变化，K9F1208UDM芯片与S3C2440A处理器的具体接口电路如图2所示。

所述单片机和微处理器连接，所述单片机用于完成对光照强度的检测、LED灯组的控制、温度检测、风扇控制及加热器控制，下文将一一进行说明，在传统的视频监控装置中，往往只采用一个微处理器来完成所有的工作，控制比较复杂，还会造成太多的外围电路过多的占用微处理器的资源，影响微处理器对视频图像的处理效果。此外，如果只采用一个微处理器会使得微处理器面板的设计过于复杂，PCB的层数过多的，增加微处理器面板的难度和成本，同时也会增加元器件焊接的难度。在本装置中，选用一个单片机专门负责对视频采集外围的电路进行控制，这不仅可以有效减少微处理器的资源使用，提高了微处理器处理视频信号的能力，还可以有效的提高装置的灵活度与可靠性。所述单片机采用MC9S08AC16芯片及其外围电路组成的最小系统。该芯片具有40-MHZCPU时钟，20-MHz内部总线频率，高达16KB在线编程的FLASH模块，通用的输出IO口为38个，内部具有可编程的上拉电阻，还具有看门狗复位的系统保护机智，该芯片能够有效的满足对监控装置的外围检测控制模块的要求。

所述光照感应模块与单片机连接用于采集光照强度信号，光照感应模块主要是由光敏元件构成，目前广泛使用的光敏元器件主要有光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻、集成光强度传感器等，所述光照感应模块可以选用光强度传感器TSL2561，TSL2561支持I2C总线协议，并且对应的引脚比较简单，故在硬件接口电路设计时很简单。在本电路设计中只需要将TSL2561的I2C总线的SCL时钟线和SDA数据线与单片机的时钟线和数据线相连即可，在添加2个上拉电阻接到总线上，具体的硬件连接如图3所示。

所述单片机通过LED驱动模块与LED灯组连接，单片机通过光照感应模块来感应配电室内的光线强度，当光线低于设定值时，单片机可通过LED驱动模块启动LED灯组，对监控区域进行补光，避免外界光线对视频监控装置的影响，提高视频的监控质量。由于单片机不足以直接驱动LED灯组，所以需要设置LED驱动模块，所述LED驱动模块主要是对信号进行放大，从而满足启动LED灯组的条件，例如，LED驱动模块可以采用三极管放大电路，从而单片机通过控制三极管的通断来对LED灯组完成控制，所述LED驱动模块为本领域技术人员公知技术，这里不做具体阐述。

所述温度传感器与单片机连接用于采集温度信号，所述温度传感器可以选用TMP101NA温度传感器，该温度传感器内部含有二极管温度传感器、控制逻辑、12位A/D转换器、串行接口、时钟振荡器、配置寄存器、温度寄存器以及故障排队计数器。在连接过程中，只需要将TMP101NA的I2C总线的SCL时钟线和SDA数据线与单片机的时钟线和数据线相连即可，具体的硬件电路连接如图4所示，当然还可以采用其他型号的温度传感器。

所述风扇控制模块与单片机连接用于驱动风扇进行降温冷却，所述加热器控制模块与单片机连接用于加热升温，由于风扇和加热器均属于大功率器件，其所需要的电压电流往往较高，单片机不能直接对其进行驱动，所以需要通过设置驱动模块来对加热器及风扇进行控制，所述加热器控制模块和风扇控制模块结构可以一致，也可以不一致，所述加热器控制模块和风扇控制模块均为现有技术，不一一进行阐述。这里以加热器控制模块的一实施例电路为例做具体说明，如图5所示，加热器控制模块主要由三极管V1、继电器K1及其他外围电路组成，工作原理为：单片机管脚置高电平时，三极管V1导通，电压通过继电器K1形成闭合回路。由于继电器K1的线圈中通过的电流而产生电磁效应，在电磁力吸引的作用下，衔铁克服反向弹簧的阻力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点2与静触点3(常开触点)闭合，从而加热器两端得电启动进行加热。当单片机管脚置于低电平时，三极管不导通，电压通过继电器K1无法形成闭合回路，继电器K1中的线圈没有电流，此时，继电器K1中的动触点2与常闭触点1吸合。电路中的二极管D1是一种开关二级管，二极管D1这里的作用是为了防止继电器K1断开时线圈产生的反向自感电压对继电器K1的驱动电路破坏，起到保护的作用。当单片机IO口由低电平跳变到高电平的瞬间会产生较大的脉冲纹波，电容C1与电阻R3组成滤波器，能够起到滤波的作用。自恢复保险丝F1是一种经过特殊的工艺加工而成的过流保护电子元器件。传统保险丝过流保护，烧断了需要及时更换，只能起到一次作用，自恢复保险丝与传统保险丝相比，不仅具有过流、过热保护，还具有自动恢复的功能，能对加热器起保护作用，防止加热器过电流。当然，所述加热器控制模块还可以采用其他结构的电路，这里不做限定，同理风扇控制模块也可以采用这种电路，这里就不进行具体阐述了。工作原理为，单片机通过温度传感器采集配电室内的温度，温度在设定范围内时，不启动风扇和加热器，当温度过高时，单片机通过风扇控制模块启动配电室内的风扇进行降温处理，当温度过低时，单片机通过加热器控制模块启动配电室内的加热器进行升温处理。

所述电源模块为装置提供电源，图1中电源模块并不单单只与微处理器和单片机进行连接，只是为了便于说明，所述电源模块包括电源和电压转换模块，所述电压转换模块用于将电源电压转化为多个不同数值的电压，保证各个设备的正常使用。例如，电压转换模块包括HT7533芯片及外围电路组成，从而将12V电压转化为3.3V的稳定电压，从而保证工作电压为3.3V的设备正常使用，具体电路图如图6所示。还可以采用AS1117S-3.3稳压芯片将5V电压降到3.3V，当然该电压转换模块还包括其他转换芯片，这里不一一进行阐述。所述电源模块还可以采用多种不同的电压电源，即不采用电压转换模块，由不同的电源对不同的设备进行供电，这样结构会复杂化，但是依然能保证本装置的正常运行。

本发明并不限于上述实例，在本发明的权利要求书所限定的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种变形或修改均受本专利的保护。