本發(fā)明涉及警示裝置及無線通訊技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于掉電檢測的無源無聲警示裝置。

背景技術(shù)：

在日常的生活及生產(chǎn)過程中，電已經(jīng)成為必備的條件之一，但也會經(jīng)常出現(xiàn)停電現(xiàn)象，或者因為自身的設(shè)備故障，導(dǎo)致設(shè)備掉電。在部分領(lǐng)域，如果沒有能及時發(fā)現(xiàn)停電或設(shè)備掉電的情況，并采取相應(yīng)的措施，往往會造成不良后果，甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

比如在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域，在夜晚，特別是下半夜，養(yǎng)殖池必須開啟增氧機(jī)攪動水體，讓水體的溶解氧保持在一定的范圍內(nèi)。如果半夜突然停電，而且工作人員沒有及時發(fā)現(xiàn)，會直接或間接地影響動物的攝食、生長和存活等，可能會造成嚴(yán)重后果，如果水體溶解氧長時間偏低，甚至?xí)霈F(xiàn)群體性的水生動物的死亡現(xiàn)象，會給養(yǎng)殖場帶來滅頂之災(zāi)。

常見的掉電檢測報警裝置，一般是檢測到了供電回路的掉電現(xiàn)象時，及時通過聲光報警，這種采用聲響或警示燈的報警方式，并不適合在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域使用，存在給水生動物造成應(yīng)急反應(yīng)的可能性。而且，常見的此類裝置一般都配置了蓄電池或其他后備電源，有一定的使用局限性。

傳統(tǒng)的技術(shù)解決方案中，也有通過發(fā)送手機(jī)短信等方式進(jìn)行警示，這類設(shè)備需要配備gsm等無線模塊，功耗高，更加需要通過蓄電池或后備電源供電。如果工作人員沒有在現(xiàn)場，這種單一的裝置斷電報警，無法通過遠(yuǎn)程初步判別是單機(jī)掉電還是電網(wǎng)停電。

而且，現(xiàn)有的掉電檢測技術(shù)方案中，一般沒有同步進(jìn)行溫度檢測，無法通過電機(jī)等溫度情況來初步判斷是否因為電機(jī)溫度過高引起的掉電故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述技術(shù)問題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以進(jìn)行掉電檢測的、無需采用蓄電池或后備電源的、通過無線傳輸報警信息且現(xiàn)場無聲光警示的低功耗報警裝置，且所述裝置包括溫度檢測功能。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種技術(shù)方案是：一種用于掉電檢測的無源無聲警示裝置，包括第一電阻r1、場效應(yīng)管u1、大容量電容c1、肖特基二極管d1、第二電阻r2、第三電阻r3、第四電阻r4、雙向瞬態(tài)穩(wěn)壓管vd1、第一濾波電容c2、ldo穩(wěn)壓芯片u2、自恢復(fù)保險絲f1、壓敏電阻rp1、第二濾波電容c3、變壓器u3、組成橋式整流電路的四個二級管d2、d3、d4和d5、及微控制器（cpu）u0。

進(jìn)一步地，所述場效應(yīng)管u1的柵級g端與所述第二電阻r2的一端連接，所述場效應(yīng)管u1的源級s端分別與所述大容量電容c1及所述肖特基二極管d1的一端連接，所述場效應(yīng)管u1的漏級d端與所述第一電阻r1的一端及所述微控制器（cpu）u0的vcc引腳連接，所述第一電阻r1的另一端接地，所述第二電阻r2的另一端分別與所述第三電阻r3及所述第四電阻r4的一端連接，所述第三電阻r3的另一端接地，所述第四電阻r4的另一端與所述肖特基二極管d1的另一端、所述雙向瞬態(tài)穩(wěn)壓管vd1的一端、所述第一濾波電容c2的一端及所述ldo穩(wěn)壓芯片u2的out引腳連接，所述雙向瞬態(tài)穩(wěn)壓管vd1的另一端接地，所述大容量電容c1的另一端接地。

進(jìn)一步地，所述第一濾波電容c2的另一端接地，所述ldo穩(wěn)壓芯片u2的in引腳與所述自恢復(fù)保險絲f1的一端連接，所述自恢復(fù)保險絲f1的另一端分別與所述第二濾波電容c3的一端、所述壓敏電阻rp1的一端及所述二級管d3和d4的一端連接，所述第二濾波電容c3的另一端、所述壓敏電阻rp1的另一端及所述ldo穩(wěn)壓芯片u2的gnd引腳接地。

進(jìn)一步地，所述四個二級管d2、d3、d4和d5組成橋式整流電路并與所述變壓器u3的輸出端連接，所述變壓器u3的輸入端接電源輸入端uk。

進(jìn)一步地，所述警示電路還包括有一無線通訊模塊，所述無線通訊模塊與所述微控制器（cpu）u0連接，用于對外傳輸警示信息，所述無線通訊模塊的vcc電源輸入引腳與所述微控制器（cpu）u0的vcc引腳相連。

進(jìn)一步地，所述無線通訊模塊優(yōu)選lora通訊模塊。

進(jìn)一步地，所述微控制器（cpu）u0是一種低功耗的微控制器，優(yōu)選arm內(nèi)核的stm32l系列型號的微控制器。

進(jìn)一步地，所述微控制器（cpu）u0還連接有一溫度傳感器，用于溫度檢測，優(yōu)選型號為ds18b20的數(shù)字型單總線溫度傳感器。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

（1）無源工作，不需要額外配備蓄電池或后備電源；

（2）現(xiàn)場無聲光警示，通過無線傳輸報警信息，更適合特定場合；

（3）功耗低；

（4）裝置整體成本低，外觀可以設(shè)計很小巧，可緊湊安裝固定；

（5）同時具備溫度檢測，用于輔助判別掉電是否是電機(jī)或變壓器的溫度過高引起的；

（6）無線可組網(wǎng)，多個裝置聯(lián)動，在遠(yuǎn)程可初步判別是單機(jī)掉電還是電網(wǎng)停電；

（7）使用便捷，維護(hù)簡單，基于lora無線通訊，通訊距離遠(yuǎn)，沒有復(fù)雜的安裝和接線。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的用于掉電檢測的無源無聲警示裝置的電路原理圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的用于掉電檢測的無源無聲警示裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖1中：r1為第一電阻、u1為場效應(yīng)管、c1為大容量電容、d1為肖特基二極管、r2為第二電阻、r3為第三電阻、r4為第四電阻、vd1為雙向瞬態(tài)穩(wěn)壓管、c2為第一濾波電容、u2為ldo穩(wěn)壓芯片、f1為自恢復(fù)保險絲、rp1為壓敏電阻、c3為第二濾波電容、u3為變壓器、d2、d3、d4和d5為組成橋式整流電路的二級管、u0為微控制器（cpu）。

具體實(shí)施方式

下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，附圖是本發(fā)明一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他形式的附圖。

需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，本說明書描述中的術(shù)語“連接”、“相連”、“安裝”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是一體地連接、固定連接或者是可拆卸連接；可以是通過機(jī)械結(jié)構(gòu)或者電子直接連接，也可以是通過中間媒介間接相連。

如圖1所示，一種用于掉電檢測的無源無聲警示裝置，包括第一電阻r1、場效應(yīng)管u1、大容量電容c1、肖特基二極管d1、第二電阻r2、第三電阻r3、第四電阻r4、雙向瞬態(tài)穩(wěn)壓管vd1、第一濾波電容c2、ldo穩(wěn)壓芯片u2、自恢復(fù)保險絲f1、壓敏電阻rp1、第二濾波電容c3、變壓器u3、組成橋式整流電路的四個二級管d2、d3、d4和d5、及微控制器（cpu）u0，

所述場效應(yīng)管u1的柵級g端與所述第二電阻r2的一端連接，所述場效應(yīng)管u1的源級s端分別與所述大容量電容c1及所述肖特基二極管d1的一端連接，所述場效應(yīng)管u1的漏級d端與所述第一電阻r1的一端及所述微控制器（cpu）u0的vcc引腳連接，所述第一電阻r1的另一端接地，所述第二電阻r2的另一端分別與所述第三電阻r3及所述第四電阻r4的一端連接，所述第三電阻r3的另一端接地，所述第四電阻r4的另一端與所述肖特基二極管d1的另一端、所述雙向瞬態(tài)穩(wěn)壓管vd1的一端、所述第一濾波電容c2的一端及所述ldo穩(wěn)壓芯片u2的out引腳連接，所述雙向瞬態(tài)穩(wěn)壓管vd1的另一端接地，所述大容量電容c1的另一端接地，

所述第一濾波電容c2的另一端接地，所述ldo穩(wěn)壓芯片u2的in引腳與所述自恢復(fù)保險絲f1的一端連接，所述自恢復(fù)保險絲f1的另一端分別與所述第二濾波電容c3的一端、所述壓敏電阻rp1的一端及所述二級管d3和d4的一端連接，所述第二濾波電容c3的另一端、所述壓敏電阻rp1的另一端及所述ldo穩(wěn)壓芯片u2的gnd引腳接地。

在本實(shí)施例中，所述四個二級管d2、d3、d4和d5組成橋式整流電路并與所述變壓器u3的輸出端連接，所述變壓器u3的輸入端接電源輸入端uk。

其中，與所述電源輸入端uk連接的l端為電源火線，n端為電源零線。

在本實(shí)施例中，所述自恢復(fù)保險絲f1采用型號為smd1210p005tf的器件，所述壓敏電阻rp1采用型號為7d680k的器件，所述肖特基二極管d1采用型號為mbr0520的器件，所述第三電阻r3采用1m電阻，所述第二電阻r2采用2k電阻，所述第一電阻r1采用10k電阻，所述場效應(yīng)管u1采用p溝道絕緣柵(mosfet)，型號為ap2301gn。

如圖2所示，在本實(shí)施例中，所述警示電路還包括有一無線通訊模塊，所述無線通訊模塊與所述微控制器（cpu）u0連接，用于對外傳輸警示信息，所述無線通訊模塊的vcc電源輸入引腳與所述微控制器（cpu）u0的vcc引腳相連。

在本實(shí)施例中，所述無線通訊模塊采用lora通訊模塊。

做為可實(shí)施的方式之一，所述無線通訊模塊可以采用具備nb-iot通訊制式的無線通訊模組替換，進(jìn)行遠(yuǎn)程的警示信息的傳輸。

在本實(shí)施例中，所述微控制器（cpu）u0是一種低功耗的微控制器，采用arm內(nèi)核的stm32l系列型號的微控制器。

在本實(shí)施例中，所述微控制器（cpu）u0還連接有一溫度傳感器，用于溫度檢測，采用型號為ds18b20的數(shù)字型單總線溫度傳感器。

結(jié)合圖1及圖2，本發(fā)明的工作機(jī)制如下：在電源輸入端uk沒有出現(xiàn)掉電的情況，輸入的電源經(jīng)過所述變壓器u3的變換，輸出低電壓經(jīng)所述二級管d2、d3、d4和d5組成的橋式電路整流，并經(jīng)所述第二濾波電容c3的濾波后，輸出的低電壓經(jīng)所述自恢復(fù)保險絲f1后進(jìn)入所述ldo穩(wěn)壓芯片u2的電源輸入端，所述ldo穩(wěn)壓芯片u2電源輸出端輸出3.3v的直流電壓v1，所述直流電壓v1經(jīng)所述第一濾波電容c2的濾波后，通過肖特基二極管d1后的直流電壓為v2，所述直流電壓v2為所述大容量電容c1充電，由于所述場效應(yīng)管u1的柵級g端被所述直流電壓v1拉高，所述場效應(yīng)管u1處于截止?fàn)顟B(tài)，所述場效應(yīng)管u1的漏級d端沒有電壓輸出，所述微控制器（cpu）u0沒有電源供應(yīng)，處于無工作狀態(tài)。

所述電源輸入端uk出現(xiàn)掉電時，所述直流電壓v1也掉電，則所述大容量電容c1不再處于充電或者是電荷平衡狀態(tài)，進(jìn)入放電狀態(tài)，由于所述肖特基二極管d1的反向截止作用，所述大容量電容c1輸出的電壓v2不會輸出到所述電壓v1，所述場效應(yīng)管u1的柵級g端出現(xiàn)從高到低的電壓變化，所述場效應(yīng)管u1形成導(dǎo)通溝道，所述電壓v2從所述場效應(yīng)管u1的源級s端導(dǎo)通到所述場效應(yīng)管u1的漏級d端，并為所述微控制器（cpu）u0的vcc引腳提供電源供應(yīng)，所述微控制器（cpu）u0開始工作，及時通過所述無線通訊模塊向外傳輸?shù)綦娋鞠嚓P(guān)信息。

在本實(shí)施例中，所述溫度傳感器緊貼安裝固定在增氧機(jī)電機(jī)外殼上，所述微控制器（cpu）u0開始工作時，同時啟動溫度檢測，進(jìn)一步傳輸溫度信息，用于輔助判別掉電是否是電機(jī)的溫度過高引起的。

在本實(shí)施例中，所述無線通訊模塊采用lora通訊模塊，多個裝置可以組網(wǎng)聯(lián)動，結(jié)合lora網(wǎng)關(guān)或?qū)Ｓ檬謾C(jī)app應(yīng)用，工作人員沒在現(xiàn)場也可以遠(yuǎn)程初步判別是單機(jī)掉電還是電網(wǎng)停電。

在本實(shí)施例中，所述自恢復(fù)保險絲f1、所述雙向瞬態(tài)穩(wěn)壓管vd1及所述壓敏電阻rp1用于電路的保護(hù)作用，需要特別說明的是，所述變壓器u3的輸入端和輸出端也可以增加相應(yīng)的保護(hù)器件，應(yīng)屬本發(fā)明的其他實(shí)施例。

在本實(shí)施例中，本發(fā)明通過采用低功耗的微處理器及l(fā)ora通訊模塊，結(jié)合大電容的使用，不需要額外配備蓄電池或后備電源就可以啟動短時間的斷電報警工作，且現(xiàn)場無聲光警示，通過無線傳輸報警信息，更適合特定場合；裝置整體成本低，外觀可以設(shè)計很小巧，可緊湊安裝固定；同時具備溫度檢測，用于輔助判別掉電是否是電機(jī)或變壓器的溫度過高引起的，也可無線可組網(wǎng)，多個裝置聯(lián)動，在遠(yuǎn)程可初步判別是單機(jī)掉電還是電網(wǎng)停電；使用便捷，維護(hù)簡單，基于lora無線通訊，通訊距離遠(yuǎn)，沒有復(fù)雜的安裝和接線。

以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，任何人在本發(fā)明啟示下都可以得出其他各種形式的掉電檢測的無源無聲警示裝置，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明涵蓋范圍。