本實用新型涉及變壓器監(jiān)控技術領域，具體涉及一種變壓器防盜監(jiān)控裝置。

背景技術：

目前，全國對電力的需求呈增長趨勢，尤其是經濟發(fā)展較快地區(qū)對電力的需求每年持續(xù)增長。電力系統(tǒng)中，變壓器是一個必不可少的基礎設施，它主要作用是通過升降電壓實現(xiàn)電能傳輸、減少損失，對電能有效利用起到十分重要作用。但是，隨著電力設施大范圍應用，變壓器被盜及破壞現(xiàn)象日益突顯，嚴重威脅到電力系統(tǒng)的正常工作。同時，單純依靠看護人員對變壓器進行現(xiàn)場監(jiān)管及防盜已無法滿足變壓器設施安放地域廣、周圍環(huán)境復雜等實際要求。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種變壓器防盜監(jiān)控裝置，對變壓器起到了良好的防盜監(jiān)控作用。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為：變壓器防盜監(jiān)控裝置，包括設置在變壓器周圍的多個紅外對射傳感器、多路模擬開關、信號采集模塊、A/D轉換模塊、微處理器、無線通信模塊、串口通信模塊、報警模塊和電源模塊，所述紅外對射傳感器包括紅外發(fā)射器和設置于對應位置的紅外接收器，所述每個紅外對射傳感器的信號輸出端與多路模擬開關的信號輸入端連接，所述多路模擬開關的信號輸出端與信號采集模塊的輸入端連接，所述信號采集模塊的輸出端與A/D轉換模塊的輸入端連接，所述A/D轉換模塊的輸出端與微處理器的輸入端連接，所述微處理器的輸出端分別與多路模擬開關的控制信號輸入端、無線通信模塊的輸入端、串口通信模塊的輸入端和報警模塊的輸入端連接，所述電源模塊為本裝置提供電源。

如上所述的變壓器防盜監(jiān)控裝置，進一步說明為，所述信號采集模塊包括放大器U1A、放大器U1B、放大器U1C和光耦E，所述多路模擬開關的信號輸出端通過電阻R1與放大器U1A的正相輸入端連接，所述放大器U1A的反向輸入端通過電阻R2接地，所述放大器U1A的輸出端一路與放大器U1A的反向輸入端連接，另一路通過電阻R3與光耦E的陽極輸入端連接，所述光耦E的陰極輸入端接地，所述光耦E的陽極輸入端和光耦E的陰極輸入端之間連接有一電容C1，所述光耦E的輸出端一路通過電阻R4接地，另一路與放大器U1B的正向輸入端連接，所述放大器U1B的輸出端一路與放大器U1B的反向輸入端連接，另一路通過電阻R5與放大器U1C的反向輸入端連接，所述放大器U1C的反向輸入端通過電容C2接地，所述放大器U1C的正向輸入端接電源，所述放大器U1C的輸出端與二極管的負極連接，所述二極管的正極一路與放大器U1C的反向輸入端連接，另一路與電阻R6的一端連接，所述電阻R6的另一端一路與AD轉換模塊的輸入端連接，另一路通過電容C3接地。

如上所述的變壓器防盜監(jiān)控裝置，進一步說明為，所述微處理器采用STM32F103VBT6芯片及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。

如上所述的變壓器防盜監(jiān)控裝置，進一步說明為，所述無線通信模塊采用CC1101芯片及其外圍電路組成。

如上所述的變壓器防盜監(jiān)控裝置，進一步說明為，所述電源模塊包括電源和電壓轉換模塊，所述電壓轉換模塊用于將電源電壓轉化為若干不同數(shù)值的電壓。

本實用新型的有益效果是：本裝置結構簡單，成本低。通過在變壓器周圍設置多個紅外對射傳感器，實現(xiàn)了對變壓器的全方位監(jiān)控，大大提高了監(jiān)控力度。通過無線通信模塊能夠實現(xiàn)短距離通信，通過串口通信模塊能夠用于遠距離有線通信，便于數(shù)據(jù)的有效傳輸，對變壓器起到了良好的防盜監(jiān)控作用，可以有效保障變壓器正常穩(wěn)定的工作，起到了實時監(jiān)控，安全防盜的效果。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

圖2為信號采集模塊電路示意圖。

圖3為無線通信模塊結構示意圖。

圖4為報警模塊結構示意圖。

圖5為電壓轉換模塊結構示意圖。

圖6為本裝置工作原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型實施方式做進一步的闡述。

如圖1所示，本實用新型提供的變壓器防盜監(jiān)控裝置，包括設置在變壓器周圍的多個紅外對射傳感器、多路模擬開關、信號采集模塊、A/D轉換模塊、微處理器、無線通信模塊、串口通信模塊、報警模塊和電源模塊。

所述紅外對射傳感器包括紅外發(fā)射器和設置于對應位置的紅外接收器，所述紅外發(fā)射器用于發(fā)出光束，所述紅外接收器用于接收光束，本裝置采用多個紅外對射傳感器，在工作時可以在變壓器周圍形成光束保護網，當有不透光的物體遮擋住一組紅外發(fā)射器與紅外接收器之間的光束時，會產生脈沖信號給多路模擬開關。所述紅外對射傳感器為現(xiàn)有技術，這里只做簡單闡述，不對其具體的工作原理做說明。通過在變壓器周圍設置多個紅外對射傳感器，實現(xiàn)了對變壓器的全方位監(jiān)控，大大提高了監(jiān)控力度。

所述每個紅外對射傳感器的信號輸出端與多路模擬開關的信號輸入端連接，多路模擬開關在微處理器的控制下，循環(huán)定時進行切換，使相應的紅外對射傳感器的輸出信號被采集，所述多路模擬開關為現(xiàn)有技術，這里不做具體闡述，例如可以采用CD4052型多路模擬開關。所述多路模擬開關的信號控制端與微處理器的輸出端連接。

所述多路模擬開關的信號輸出端與信號采集模塊的輸入端連接，由于紅外對射傳感器輸出的信號不能直接被微處理器識別和處理，所以需要添加信號采集模塊對信號進行前置處理。如圖2所示，所述信號采集模塊包括放大器U1A、放大器U1B、放大器U1C和光耦E，所述多路模擬開關的信號輸出端通過電阻R1與放大器U1A的正相輸入端連接，所述放大器U1A的反向輸入端通過電阻R2接地，所述放大器U1A的輸出端一路與放大器U1A的反向輸入端連接，另一路通過電阻R3與光耦E的陽極輸入端連接，所述光耦E的陰極輸入端接地，所述光耦E的陽極輸入端和光耦E的陰極輸入端之間連接有一電容C1，所述光耦E的輸出端一路通過電阻R4接地，另一路與放大器U1B的正向輸入端連接，所述放大器U1B的輸出端一路與放大器U1B的反向輸入端連接，另一路通過電阻R5與放大器U1C的反向輸入端連接，所述放大器U1C的反向輸入端通過電容C2接地，所述放大器U1C的正向輸入端接電源，所述放大器U1C的輸出端與二極管的負極連接，所述二極管的正極一路與放大器U1C的反向輸入端連接，另一路與電阻R6的一端連接，所述電阻R6的另一端一路與AD轉換模塊的輸入端連接，另一路通過電容C3接地。多路模擬開關的輸出信號經過電阻R1后輸入到U1A的正相輸入端，由于U1A反相輸入端下拉接地，因此U1A構成一個電壓比較器，輸出端為模擬信號的高電平輸出。光耦E是一個線性光耦，它將輸入端的脈沖電壓信號按比例轉換成對應的電流信號并輸出，實現(xiàn)了輸入電壓信號與微處理器的有效隔離與線性獲取電壓信號的雙重作用。電阻R4將光耦E輸出的電流信號轉換為電壓信號并經過同向跟隨器U1B的進一步輸出至U1C的反相輸入端，電阻R5起到進一步限流的作用。U1C的正向輸入端接基準電壓，當反相端的輸入信號在基準電壓范圍內時，其輸出端輸出正電壓使二極管截止，這樣反相端電壓可以直接輸出到采集電路的輸出端口，供A/D轉換模塊進一步進行轉換處理；當U1C的反向輸入端輸入的電壓大于基準電壓時，其反相端輸出負電壓信號從而使二極管D1導通，禁止高于基準電壓的電壓傳入A/D轉換模塊，有效保護了A/D轉換模塊管腳，所述基準電壓根據(jù)其他設備選型情況自行決定。所述信號采集模塊的輸出端與A/D轉換模塊的輸入端連接，所述A/D轉換模塊的輸出端與微處理器的輸入端連接，即信號采集模塊的輸出信號經A/D轉換模塊轉換后傳輸給微處理器。所述A/D轉換模塊為現(xiàn)有技術，這里不做具體闡述。

所述為微處理器采用STM32F103VBT6芯片及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)，還可以選用其他微處理器，例如采用ARM系列微處理器。

所述微處理器的輸出端分別與無線通信模塊的輸入端、串口通信模塊的輸入端和報警模塊的輸入端連接。所述無線通信模塊與微處理器連接用于實現(xiàn)短距離無線通信，所述無線通信模塊可以采用CC1101芯片及其外圍電路組成。如圖3所示，為CC1101芯片結構示意圖，該芯片周圍需要搭建簡單的外圍電路才能使其正常工作，因此可以采用模塊的方式將CC1101芯片及周圍電路做成通信模塊并預留通信接口供微處理器連接使用，這些外圍電路的參數(shù)值和連接方式是固定不變的，所以這里不做具體闡述。

所述串口通信模塊與微處理器連接用于實現(xiàn)遠距離有線通信，所述串口通信模塊為現(xiàn)有技術，這里不做具體闡述，例如所述串口通信模塊可以由RS-485串口通信電路組成。

所述報警模塊與微處理器連接，用于發(fā)出警報，起提示作用。如圖4所示，為報警模塊實施例電路圖，當微處理器的P0.6管腳輸出為低電平，P0.7輸出為高電平時，發(fā)光二極管點亮，同時揚聲器BUZ動作發(fā)出警報。即P0.6管腳控制發(fā)光二極管的通斷，P0.7管腳通過控制三極管PNP的通斷來對揚聲器BUZ進行控制，該電路結構簡單。例如，當紅外對射傳感器檢測到有人時，報警模塊動作發(fā)出警報，這時二極管點亮，同時揚聲器BUZ動作發(fā)出警報。這里只是為了便于對報警模塊的工作原理進行說明，在連接時，并不代表微處理器的P0.6管腳和P0.7管腳與報警模塊進行連接。所述報警模塊也可以采用其他結構的電路圖。

所述電源模塊為本裝置提供電源。圖1中電源模塊并不單單只與微處理器進行連接，只是為了便于說明，所述電源模塊包括電源和電壓轉換模塊，所述電壓轉換模塊用于將電源電壓轉化為多個不同數(shù)值的電壓，保證各個設備的正常使用。例如，電壓轉換模塊包括HT7533芯片及外圍電路組成，從而將12V電壓轉化為3.3V的穩(wěn)定電壓，從而保證工作電壓為3.3V的設備正常使用，具體電路圖如圖5所示。還可以采用AS1117S-3.3穩(wěn)壓芯片將5V電壓降到3.3V，當然該電壓轉換模塊還包括其他轉換芯片，這里不一一進行闡述。所述電源模塊還可以采用多種不同的電壓電源，即不采用電壓轉換模塊，由不同的電源對不同的設備進行供電，這樣結構會復雜化，但是依然能保證本裝置的正常運行。

本實用新型工作原理為，如圖6所示，將多個紅外對射傳感器設置在變壓器的周圍，從而在對變壓器進行盜竊時，一定會觸動紅外對射傳感器，多路模擬開關循環(huán)采集紅外對射傳感器的輸出信號，將采集的紅外對射傳感器的輸出信號通過信號采集模塊及A/D轉換模塊處理后傳輸給微處理器，微處理器可以通過無線通信模塊實現(xiàn)短距離信號傳輸，也可以通過串口通信模塊實現(xiàn)長距離傳輸，從而將信號傳輸至遠端，提醒工作人員及時進行現(xiàn)場巡檢，通過報警模塊可以立即發(fā)出警報，提醒盜竊者該變壓器在監(jiān)控范圍內。本裝置結構簡單，成本低，對變壓器起到了良好的防盜監(jiān)控作用，可以有效保障變壓器正常穩(wěn)定的工作，起到了實時監(jiān)控，安全防盜的效果。

本實用新型并不限于上述實例，在本實用新型的權利要求書所限定的范圍內，本領域技術人員不經創(chuàng)造性勞動即可做出的各種變形或修改均受本專利的保護。