一种变压器防盗监控装置的制作方法

本实用新型涉及变压器监控技术领域，具体涉及一种变压器防盗监控装置。

背景技术：

目前，全国对电力的需求呈增长趋势，尤其是经济发展较快地区对电力的需求每年持续增长。电力系统中，变压器是一个必不可少的基础设施，它主要作用是通过升降电压实现电能传输、减少损失，对电能有效利用起到十分重要作用。但是，随着电力设施大范围应用，变压器被盗及破坏现象日益突显，严重威胁到电力系统的正常工作。同时，单纯依靠看护人员对变压器进行现场监管及防盗已无法满足变压器设施安放地域广、周围环境复杂等实际要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种变压器防盗监控装置，对变压器起到了良好的防盗监控作用。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种变压器防盗监控装置，包括红外对射传感器、信号采集模块、AD转换模块、微处理器、无线通信模块、串口通信模块、报警模块和电源模块，所述红外对射传感器包括红外发射器和设置于对应位置的红外接收器，所述红外对射传感器与信号采集模块连接，所述信号采集模块通过AD转换模块与微处理器连接，所述无线通信模块、串口通信模块和报警模块分别与微处理器连接，所述电源模块为本装置提供电源。

如上所述的一种变压器防盗监控装置，进一步说明为，所述信号采集模块包括放大器U1A、放大器U1B、放大器U1C和光耦E，所述红外对射传感器的输出端通过电阻R1与放大器U1A的正相输入端连接，所述放大器U1A的反向输入端通过电阻R2接地，所述放大器U1A的输出端一路与放大器U1A的反向输入端连接，另一路通过电阻R3与光耦E的阳极输入端连接，所述光耦E的阴极输入端接地，所述光耦E的阳极输入端和光耦E的阴极输入端之间连接有一电容C1，所述光耦E的输出端一路通过电阻R4接地，另一路与放大器U1B的正向输入端连接，所述放大器U1B的输出端一路与放大器U1B的反向输入端连接，另一路通过电阻R5与放大器U1C的反向输入端连接，所述放大器U1C的反向输入端通过电容C2接地，所述放大器U1C的正向输入端接电源，所述放大器U1C的输出端与二极管的负极连接，所述二极管的正极一路与放大器U1C的反向输入端连接，另一路与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端一路与AD转换模块连接，另一路通过电容C3接地。

如上所述的一种变压器防盗监控装置，进一步说明为，所述微处理器采用STM32F103VBT6芯片及其外围电路组成的最小系统。

如上所述的一种变压器防盗监控装置，进一步说明为，所述无线通信模块采用CC1101芯片及其外围电路组成。

如上所述的一种变压器防盗监控装置，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若干不同数值的电压。

本实用新型的有益效果是：本装置结构简单，成本低。通过无线通信模块能够实现短距离通信，通过串口通信模块能够用于远距离有线通信，便于数据的有效传输，对变压器起到了良好的防盗监控作用，可以有效保障变压器正常稳定的工作，起到了实时监控，安全防盗的效果。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为信号采集模块电路示意图。

图3为无线通信模块结构示意图。

图4为报警模块结构示意图。

图5为电压转换模块结构示意图。

图6为本装置工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施方式做进一步的阐述。

如图1所示，本实用新型提供的一种变压器防盗监控装置，包括红外对射传感器、信号采集模块、AD转换模块、微处理器、无线通信模块、串口通信模块、报警模块和电源模块。

所述红外对射传感器包括红外发射器和设置于对应位置的红外接收器，所述红外对射传感器与信号采集模块连接，所述红外发射器用于发出光束，所述红外接收器用于接收光束，在工作时可以在变压器周围形成一道光束保护网，当有不透光的物体遮挡住红外发射器与红外接收器之间的光束时，会产生脉冲信号给信号采集模块做进一步分析处理。所述红外对射传感器为现有技术，这里只做简单阐述，不对其具体的工作原理做说明。

由于红外对射传感器输出的信号不能直接被微处理器识别和处理，所以需要添加信号采集模块。如图2所示，所述信号采集模块包括放大器U1A、放大器U1B、放大器U1C和光耦E，所述红外对射传感器的输出端通过电阻R1与放大器U1A的正相输入端连接，所述放大器U1A的反向输入端通过电阻R2接地，所述放大器U1A的输出端一路与放大器U1A的反向输入端连接，另一路通过电阻R3与光耦E的阳极输入端连接，所述光耦E的阴极输入端接地，所述光耦E的阳极输入端和光耦E的阴极输入端之间连接有一电容C1，所述光耦E的输出端一路通过电阻R4接地，另一路与放大器U1B的正向输入端连接，所述放大器U1B的输出端一路与放大器U1B的反向输入端连接，另一路通过电阻R5与放大器U1C的反向输入端连接，所述放大器U1C的反向输入端通过电容C2接地，所述放大器U1C的正向输入端接电源，所述放大器U1C的输出端与二极管的负极连接，所述二极管的正极一路与放大器U1C的反向输入端连接，另一路与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端一路与AD转换模块连接，另一路通过电容C3接地。红外对射传感器的输出信号经过电阻R1调整后输入到U1A的正相输入端，由于U1A反相输入端下拉接地，因此U1A构成一个电压比较器，输出端为模拟信号的高电平输出。光耦E是一个线性光耦，它将输入端的脉冲电压信号按比例转换成对应的电流信号并输出，实现了输入电压信号与微处理器的有效隔离与线性获取电压信号的双重作用。电阻R4将光耦E输出的电流信号转换为电压信号并经过同向跟随器U1B的进一步输出至U1C的反相输入端，电阻R5起到进一步限流的作用。U1C的正向输入端接基准电压，当反相端的输入信号在基准电压范围内时，其输出端输出正电压使二极管截止，这样反相端电压可以直接输出到采集电路的输出端口，供AD转换模块进一步进行转换处理；当U1C的反向输入端输入的电压大于基准电压时，其反相端输出负电压信号从而使二极管D1导通，禁止高于基准电压的电压传入AD转换模块，有效保护了AD转换模块管脚，所述基准电压根据其他设备选型情况自行决定。所述信号采集模块通过AD转换模块与微处理器连接，即信号采集模块的输出信号经AD转换模块转换后传输给微处理器。

所述为微处理器采用STM32F103VBT6芯片及其外围电路组成的最小系统，还可以选用其他微处理器，例如采用ARM系列微处理器。

所述无线通信模块、串口通信模块和报警模块分别与微处理器连接，所述无线通信模块与微处理器连接用于实现短距离无线通信，所述无线通信模块可以采用CC1101芯片及其外围电路组成。如图3所示，为CC1101芯片结构示意图，该芯片周围需要搭建简单的外围电路才能使其正常工作，因此可以采用模块的方式将CC1101芯片及周围电路做成通信模块并预留通信接口供微处理器连接使用，这些外围电路的参数值和连接方式是固定不变的，所以这里不做具体阐述。

所述串口通信模块与微处理器连接用于实现远距离有线通信，所述串口通信模块为现有技术，这里不做具体阐述，例如所述串口通信模块可以由RS-485串口通信电路组成。

所述报警模块与微处理器连接，用于发出警报，起提示作用。如图4所示，为报警模块实施例电路图，当微处理器的P0.6管脚输出为低电平，P0.7输出为高电平时，发光二极管点亮，同时扬声器BUZ动作发出警报。即P0.6管脚控制发光二极管的通断，P0.7管脚通过控制三极管PNP的通断来对扬声器BUZ进行控制，该电路结构简单。例如，当红外对射传感器检测到有人时，报警模块动作发出警报，这时二极管点亮，同时扬声器BUZ动作发出警报。这里只是为了便于对报警模块的工作原理进行说明，在连接时，并不代表微处理器的P0.6管脚和P0.7管脚与报警模块进行连接。所述报警模块也可以采用其他结构的电路图。

所述电源模块为本装置提供电源。图1中电源模块并不单单只与微处理器进行连接，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5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。

本实用新型工作原理为，如图6所示，将红外对射传感器设置在变压器的必经之路上，从而在对变压器进行盗窃时，一定会触动红外对射传感器，红外对射传感器将输出信号通过信号采集模块处理后传输给微处理器，微处理器可以通过无线通信模块实现短距离信号传输，也可以通过串口通信模块实现长距离传输，从而将信号传输至远端，提醒工作人员及时进行现场巡检，通过报警模块可以立即发出警报，提醒盗窃者该变压器在监控范围内。本装置结构简单，成本低，对变压器起到了良好的防盗监控作用，可以有效保障变压器正常稳定的工作，起到了实时监控，安全防盗的效果。

本实用新型并不限于上述实例，在本实用新型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。