变电站照明及门禁智能监控系统的制作方法

本实用新型涉及自动化控制技术领域，具体的说是一种对照明及门禁系统由直接触摸开关、遥控器、本地计算机、远程上位机监控等多种模式实时监控的变电站照明及门禁智能监控系统。

背景技术：

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站一般都建设在远离住宅区的地方，为了加强对变电站及无人值班变电站在安全生产、防盗保安、火警监控等方面的综合管理水平，越来越多的电力企业正在考虑建设集中式远程图像监控系统，这促使了电力综合监控的网络化发展。

传统的变电站内照明系统大多使用的是机械式墙壁开关，门禁系统使用的是插销式门锁，均不具备本地遥控和远程监控功能。当作业人员执行夜间巡视任务时需要手动开合照明开关后才能查看变电站内设备的运行情况，费时费力；普通插销式门禁设备安全性较低，无法准确、详细记录工作人员的进出信息。随着无人值班变电站的迅速普及，对变电站内照明、门禁等辅助设施的综合监控需要自动、科学、高效的监控方法，以此来提高变电站综合自动化水平。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种变电站照明及门禁智能监控系统，以解决传统变电站的照明及门禁系统无法实现本地计算机及远程上位机的智能监控的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：

一种变电站照明及门禁智能监控系统，它包括本地监控中心及远程监控中心，本地监控中心包括安装在变电站内的数组触摸开关、智能门禁锁、控制器、本地计算机、遥控器，远程监控中心包括数台远程上位机，所述控制器、遥控器与触摸开关、智能门禁锁之间通过无线射频信号的传输进行通信，本地计算机与控制器通过USB串口相连接，本地计算机与远程上位机之间通过Internet网络传输TCP/IP协议进行通信；

本地计算机接收到远程上位机的指令信号后，通过USB串口发送控制指令至控制器，控制器调制信号通过天线发出带有照明设备开关指令的433MHz射频信号，触摸开关中的第一无线收发模块收到开关指令后控制照明设备进行开关动作；遥控器上的按键被按压后，遥控器中的第四无线收发模块发出带有照明设备开关指令的433MHz射频信号给触摸开关，触摸开关中的第一无线收发模块收到开关指令后控制照明设备进行开关动作；直接接触触摸开关上电容式触摸按键，触摸开关中的第一无线收发模块发出开关指令控制照明设备进行开关动作；同时触摸开关中的第一无线收发模块将照明信息反馈给控制器，本地计算机对照明信息进行存储的同时向远程上位机发送实时照明信息；

智能门禁锁包括主控制模块、第二无线收发模块、智能锁模块、矩阵键盘，主控制模块包括锁主控芯片，智能锁模块包括驱动电路、继电器、电磁锁、220V交流电源；主控制模块与第二无线收发模块通过SPI串口通讯，主控制模块与智能锁模块通过锁主控芯片的I/O端口PB0连接；通过本地计算机预先设置分配给不同人员的密码，密码存储在锁主控芯片中，用户通过矩阵键盘输入正确密码后，端口PB0输出高电平，驱动电路驱动继电器动作，控制电磁锁触头动作，电磁锁被打开，智能门禁锁的开门信息通过第二无线收发模块反馈到控制器，本地计算机对门禁信息进行存储的同时向远程上位机发送实时门禁信息；锁主控芯片的型号为：STM8S208R8，电磁锁的型号为：KOB KT-L60。

优选的，所述触摸开关包括开关主控芯片、第一无线收发模块、触摸传感器、电容式触摸按键、模拟电路，开关主控芯片与模拟电路中的In引脚连接的I/O端口PD7相连接；第一无线收发模块接收控制器或者遥控器发出的射频信号指令，经过调制后指令传输给开关主控芯片，开关主控芯片给端口PD7输出高电平/低电平，实现照明设备开关状态的转换；触摸传感器采集电容式触摸按键的触摸信号后，转换成高电平/低电平信号传输给开关主控芯片，开关主控芯片给端口PD7输出高电平/低电平，实现照明设备开关状态的转换；开关主控芯片在接收到高电平/低电平信号后延时20ms后控制第一无线收发模块发出照明设备开关状态反馈信号给控制器；模拟电路同时提供触摸开关的额电源输入；开关主控芯片的型号为STM8S105K4，触摸传感器的型号为IQS133，模拟电路的型号为GW-6321M。

优选的，所述控制器包括控制器主控芯片、第三无线收发模块、串口转化模块，控制器主控芯片与第三无线收发模块通过SPI串口通讯，本地计算机发出控制指令后，通过串口转化模块将指令信息传输给控制器主控芯片，控制器主控芯片控制第三无线收发模块向触摸开关发出包含指令信息的射频信号实现照明设备的控制；系统内照明设备开关状态变化时，第三无线收发模块接收到来自触摸开关传输的状态信息，通过控制器主控芯片向本地计算机传输照明设备状态信息；控制器主控芯片的型号为STM8S105K4。

优选的，所述遥控器包括遥控器主控芯片、第四无线收发模块、键盘、电源，遥控器主控芯片与第四无线收发模块通过SPI串口通讯，键盘中不同按键对应控制不同的照明设备，遥控器主控芯片通过扫描识别被按压的按键，并将按键信息通过第四无线收发模块发出433MHz的射频信号传输相应控制指令给照明设备，照明设备实现开关状态的切换；遥控器主控芯片的型号为：STM8S207R8。

本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型中控制器、遥控器与触摸开关、智能门禁锁之间通过射频信号传输数据，照明设备和门禁设备使用相同的无线收发模块进行控制，通信协议统一，通信方式可靠可靠性高；

（2）本实用新型通过控制器与本地计算机、本地计算机与远程上位机之间的信息传输，实现了远程上位机对变电站照明设备的实时监控和远程操作，能够详细、准确的记录进出变电站的人员；

（3）本实用新型可通过触摸开关、本地计算机、远程上位机、遥控器等多种方式控制变电站的照明系统，实现了变电站照明系统的自动化控制。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是智能门禁锁的原理图；

图3是控制器的原理图；

图4是遥控器的原理图；

图5是触摸开关的原理图；

图中：1、本地监控中心，2、远程监控中心，3、控制器，4、本地计算机，5、触摸开关，6、智能门禁锁，7、遥控器，8、远程上位机，301、控制器主控芯片，302、第三无线收发模块，303、串口转化模块，501、开关主控芯片，502、第一无线收发模块，503、触摸传感器，504、电容式触摸按键，505、模拟电路，601、主控制模块，602、第二无线收发模块，603、智能锁模块，604、矩阵键盘，605、锁主控芯片，606、电磁锁，701、遥控器主控芯片，702、第四无线收发模块，703、键盘，704、电源。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示的一种变电站照明及门禁智能监控系统，它包括本地监控中心1及远程监控中心2，本地监控中心1包括安装在变电站内的数组触摸开关5、智能门禁锁6、控制器3、本地计算机4、遥控器7，远程监控中心2包括数台远程上位机8，控制器3、遥控器7与触摸开关5、智能门禁锁6之间通过无线射频信号的传输进行通信，本地计算机4与控制器3通过USB串口相连接，本地计算机4与远程上位机8之间通过Internet网络传输TCP/IP协议进行通信；

本地计算机4接收到远程上位机8的指令信号后，通过USB串口发送控制指令至控制器3，控制器3调制信号通过天线发出带有照明设备开关指令的433MHz射频信号，触摸开关5中的第一无线收发模块502收到开关指令后控制照明设备进行开关动作；遥控器7上的按键被按压后，遥控器7中的第四无线收发模块702发出带有照明设备开关指令的433MHz射频信号给触摸开关5，触摸开关5中的第一无线收发模块502收到开关指令后控制照明设备进行开关动作；直接接触触摸开关5上电容式触摸按键504，触摸开关5中的第一无线收发模块502发出开关指令控制照明设备进行开关动作；同时触摸开关5中的第一无线收发模块502将照明信息反馈给控制器3，本地计算机4对照明信息进行存储的同时向远程上位机8发送实时照明信息；

如图2所示，智能门禁锁6包括主控制模块601、第二无线收发模块602、智能锁模块603、矩阵键盘604，主控制模块601包括锁主控芯片605，智能锁模块603包括驱动电路、继电器、电磁锁606、220V交流电源；主控制模块601与第二无线收发模块602通过SPI串口通讯，主控制模块601与智能锁模块603通过锁主控芯片605的I/O端口PB0连接；通过本地计算机4预先设置分配给不同人员的密码，密码存储在锁主控芯片605中，用户通过矩阵键盘604输入正确密码后，端口PB0输出高电平，驱动电路驱动继电器动作，控制电磁锁606触头动作，电磁锁606被打开，智能门禁锁6的开门信息通过第二无线收发模块602反馈到控制器3，本地计算机4对门禁信息进行存储的同时向远程上位机8发送实时门禁信息；锁主控芯片605的型号为：STM8S208R8。

如图5所示，触摸开关5包括开关主控芯片501、第一无线收发模块502、触摸传感器503、电容式触摸按键504、模拟电路505，开关主控芯片501与模拟电路505中的In引脚连接的I/O端口PD7相连接；第一无线收发模块502接收控制器3或者遥控器7发出的射频信号指令，经过调制后指令传输给开关主控芯片501，开关主控芯片501给端口PD7输出高电平/低电平，实现照明设备开关状态的转换；触摸传感器503采集电容式触摸按键504的触摸信号后，转换成高电平/低电平信号传输给开关主控芯片501，开关主控芯片501给端口PD7输出高电平/低电平，实现照明设备开关状态的转换；开关主控芯片501在接收到高电平/低电平信号后延时20ms后控制第一无线收发模块502发出照明设备开关状态反馈信号给控制器3；模拟电路505同时提供触摸开关的额电源输入；开关主控芯片501的型号为STM8S105K4，触摸传感器503的型号为IQS133，模拟电路505的型号为GW-6321M。

如图3所示，控制器3包括控制器主控芯片301、第三无线收发模块302、串口转化模块303，控制器主控芯片301与第三无线收发模块302通过SPI串口通讯，本地计算机4发出控制指令后，通过串口转化模块303将指令信息传输给控制器主控芯片301，控制器主控芯片301控制第三无线收发模块302向触摸开关5发出包含指令信息的射频信号实现照明设备的控制；系统内照明设备开关状态变化时，第三无线收发模块302接收到来自触摸开关5传输的状态信息，通过控制器主控芯片301向本地计算机4传输照明设备状态信息；控制器主控芯片301的型号为STM8S105K4。

如图4所示，遥控器7包括遥控器主控芯片701、第四无线收发模块702、键盘703、电源704，遥控器主控芯片701与第四无线收发模块702通过SPI串口通讯，键盘703中不同按键对应控制不同的照明设备，遥控器主控芯片701通过扫描识别被按压的按键，并将按键信息通过第四无线收发模块702发出433MHz的射频信号传输相应控制指令给照明设备，照明设备实现开关状态的切换；遥控器主控芯片701的型号为：STM8S207R8。

本实用新型中第一无线收发模块502、第二无线收发模块602、第三无线收发模块302、第四无线收发模块702均包括射频天线、无线数传芯片，无线数传芯片的型号为CC1101，这种无线数传芯片具有广播的特性，便于进行扩展。

本实用新型中控制器、遥控器与触摸开关、智能门禁锁之间通过射频信号传输数据，照明设备和门禁设备使用相同的无线收发模块进行控制，通信协议统一，通信方式可靠可靠性高；通过控制器与本地计算机、本地计算机与远程上位机之间的信息传输，实现了远程上位机对变电站照明设备的实时监控和远程操作，能够详细、准确的记录进出变电站的人员；本实用新型可通过触摸开关、本地计算机、远程上位机、遥控器等多种方式控制变电站的照明系统，实现了变电站照明系统的自动化控制。