本發(fā)明涉及一種可移動(dòng)監(jiān)控裝置，具體涉及一種可移動(dòng)鐵路電力監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)：

鐵路沿線負(fù)荷具有分布范圍廣、供電質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，通過人工監(jiān)控并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常波動(dòng)并采取相應(yīng)措施。鐵路內(nèi)部用戶較多,用電點(diǎn)分布較散,人工抄表不僅工作量大，而且浪費(fèi)了大量的人力和時(shí)間。然而，現(xiàn)有的鐵路電力綜合監(jiān)控裝置不能很好的支持我國鐵路建設(shè)的需要。以前的鐵路電力監(jiān)控裝置主要依賴于局域網(wǎng)技術(shù)為后臺管理平臺提供信息；已有的鐵路電力監(jiān)控設(shè)備中，其供電模塊單一。以上這些缺點(diǎn)對鐵路電網(wǎng)的擴(kuò)展，監(jiān)察和控制造成了很大的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了突破上述現(xiàn)有技術(shù)的限制，本發(fā)明的目的在于提供了一種可移動(dòng)鐵路電力監(jiān)控裝置，包括能監(jiān)控裝置本體，所述監(jiān)控裝置本體內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊的采集端與數(shù)據(jù)采集模塊相連，數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)據(jù)云端與主控室的通訊裝置連接，數(shù)據(jù)發(fā)送端與gprs控制模塊相連，數(shù)據(jù)顯示端與顯示模塊相連，數(shù)據(jù)控制端與控制模塊相連。

數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊輸入端順次連接，數(shù)據(jù)處理模塊輸出端與gprs控制模塊、顯示模塊、控制模塊連接；

所述數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)據(jù)云端與主控室的通訊裝置連接，通過數(shù)據(jù)采集模塊采集主控室通訊裝置的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)，ups電源及蓄電池電量數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；

進(jìn)一步的，所述gprs控制模塊包括gsm芯片，所述gsm芯片與開機(jī)/關(guān)機(jī)電路和/或通信卡座連接，開機(jī)/關(guān)機(jī)電路用于實(shí)現(xiàn)該模塊的開啟和關(guān)閉，所述通信卡座用于插入通信卡實(shí)現(xiàn)裝置的通信。

進(jìn)一步的，所述gsm芯片還有rtc后備電池和/或工作指示燈。

進(jìn)一步的，所述gprs控制模塊還設(shè)置有工作指示燈和/或rs232接口和/或sma天線接口和/或耳機(jī)接口和/或麥克風(fēng)接口和/或網(wǎng)絡(luò)指示燈接口。

進(jìn)一步的，控制模塊包括光耦、繼電器、續(xù)流二極管、繼電器驅(qū)動(dòng)電路，所述光耦用于將數(shù)據(jù)處理模塊與繼電器驅(qū)動(dòng)電路隔離、繼電器驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)繼電器。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括mcu及與mcu連接的復(fù)位電路、led模塊、存儲(chǔ)器模塊、所述mcu設(shè)置有啟動(dòng)模式設(shè)置接口、顯示模塊接口；

所述啟動(dòng)模式設(shè)置接口用于設(shè)置mcu的啟動(dòng)方式；

存儲(chǔ)器模塊用于觸摸屏校準(zhǔn)參數(shù)存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)通信參數(shù)存儲(chǔ)；

led模塊通過程序控制表示整個(gè)模塊的工作狀態(tài)。

本發(fā)明的積極效果是：

本發(fā)明可以對箱變環(huán)境以及ups電源及蓄電池工作狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，滿足鐵道部相關(guān)要求，完成遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表功能。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，可移動(dòng)鐵路電力監(jiān)控裝置，包括能監(jiān)控裝置本體，所述監(jiān)控裝置本體內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊的采集端與數(shù)據(jù)采集模塊相連，數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)據(jù)云端與主控室的通訊裝置連接，數(shù)據(jù)發(fā)送端與gprs控制模塊相連，數(shù)據(jù)顯示端與顯示模塊相連，數(shù)據(jù)控制端與控制模塊相連。

數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊輸入端順次連接，數(shù)據(jù)處理模塊輸出端與gprs控制模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)器模塊、控制模塊連接；

所述數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)據(jù)云端與主控室的通訊裝置連接，通過數(shù)據(jù)采集模塊采集主控室通訊裝置的電力負(fù)荷數(shù)據(jù)，ups電源及蓄電池電量數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；

進(jìn)一步的，所述gprs控制模塊包括gsm芯片，所述gsm芯片與開機(jī)/關(guān)機(jī)電路和/或通信卡座連接，開機(jī)/關(guān)機(jī)電路用于實(shí)現(xiàn)該模塊的開啟和關(guān)閉，所述通信卡座用于插入通信卡實(shí)現(xiàn)裝置的通信。

進(jìn)一步的，所述gsm芯片還有rtc后備電池和/或工作指示燈。

進(jìn)一步的，所述gprs控制模塊還設(shè)置有工作指示燈和/或rs232接口和/或sma天線接口和/或耳機(jī)接口和/或麥克風(fēng)接口和/或網(wǎng)絡(luò)指示燈接口。

進(jìn)一步的，控制模塊包括光耦、繼電器、續(xù)流二極管、繼電器驅(qū)動(dòng)電路，所述光耦用于將數(shù)據(jù)處理模塊與繼電器驅(qū)動(dòng)電路隔離、繼電器驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)繼電器。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括mcu及與mcu連接的復(fù)位電路、led模塊、存儲(chǔ)器模塊、所述mcu設(shè)置有啟動(dòng)模式設(shè)置接口、顯示模塊接口；

所述啟動(dòng)模式設(shè)置接口用于設(shè)置mcu的啟動(dòng)方式；

存儲(chǔ)器模塊用于觸摸屏校準(zhǔn)參數(shù)存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)通信參數(shù)存儲(chǔ)；

led模塊通過程序控制表示整個(gè)模塊的工作狀態(tài)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明原理框圖。

圖2為數(shù)據(jù)采集模塊電路。

圖3為gprs控制模塊示意圖。

圖4為數(shù)據(jù)處理模塊結(jié)構(gòu)框圖。

圖5為顯示模塊的引腳接口示意圖。

圖6為控制模塊驅(qū)動(dòng)電路。

下面對各個(gè)部分分別進(jìn)行介紹。

1.數(shù)據(jù)采集模塊

如圖2所示，數(shù)據(jù)采集模塊包括一個(gè)ad轉(zhuǎn)換器及其外圍電路。所述ad轉(zhuǎn)換器為使用8路同步采樣輸入的ad轉(zhuǎn)換器ad7606，其對霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器轉(zhuǎn)換后的電壓進(jìn)行采集，并將其轉(zhuǎn)換為16位的數(shù)字信號傳送給數(shù)據(jù)處理模塊的mcu。ad7606通過l2、c12、l3、c13供電，l2、l3為磁珠，用于抑制信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾，還具有吸收靜電脈沖的能力，去除電源電路對ad7606模擬信號的影響。c12、c13、c21為去耦電容，濾除電源信號對ad7606的干擾，使ad7606穩(wěn)定、精確的工作。r12為下拉電阻，將ad7606的par/ser/bytesel引腳置于低電平，使其工作在并行接口模式。cn1為數(shù)據(jù)采集輸入端，連接電流、電壓傳感器，輸入信號。

2.gprs控制模塊

gprs控制模塊主要負(fù)責(zé)語音/短信/gprs數(shù)據(jù)服務(wù)。如圖3所示，gprs控制模塊包括gsm芯片，所述gsm芯片與開機(jī)/關(guān)機(jī)電路和/或通信卡座連接，開機(jī)/關(guān)機(jī)電路用于實(shí)現(xiàn)該模塊的開啟和關(guān)閉，所述無線通信卡座用于插入通信卡從而實(shí)現(xiàn)裝置與其他設(shè)備的通信。

優(yōu)選的，所述gsm芯片還有rtc后備電池和/或工作指示燈。

更優(yōu)選的，所述gprs控制模塊還設(shè)置有工作指示燈和/或rs232選擇接口連接和/或sma天線接口和/或耳機(jī)接口和/或麥克風(fēng)接口和/或網(wǎng)絡(luò)指示燈接口。

其工作原理為：

gsm模塊核心為simcom(希姆通)公司的sim900a模塊(見圖5中u13)，sim900a采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，工作頻率為900mhz或1800mhz，內(nèi)嵌tcp/ip協(xié)議，可以低功耗實(shí)現(xiàn)語音、短信(sms)、數(shù)據(jù)和傳真信息的傳輸。+4v電源輸入接口為gprs控制模塊提供電源。sma天線接口用于連接外部天線。工作指示燈用于指示模塊的上電工作狀態(tài)，當(dāng)模塊通電的時(shí)候該燈亮，否則滅。開機(jī)/關(guān)機(jī)電路連接sim900a模塊的pwrkey引腳，實(shí)現(xiàn)對模塊的開關(guān)機(jī)控制。本發(fā)明的開機(jī)/關(guān)機(jī)電路設(shè)置按鍵，按下按鍵1秒，然后釋放，可以實(shí)現(xiàn)開啟模塊。同樣，在模塊開啟的情況下，按下該鍵至少1秒，即可關(guān)閉模塊。atk-sim900a模塊上電后，sim900a模塊默認(rèn)是關(guān)閉的，需要長按(1s左右)該按鍵，才能開啟sim900a模塊。也可以用mcu來模擬該按鍵過程進(jìn)行自動(dòng)重啟。rtc后備電池采用simcom公司的xh414h-iv01e作為sim900a模塊的rtc后備電池，xh414h具有尺寸小，容量大，可反復(fù)充放電的特點(diǎn)，能維持rtc的長時(shí)間掉電運(yùn)行。翻蓋式sim卡座用于安裝sim卡。rs232選擇接口用于選擇rs232串口連接到sim900a的通信端口，也可以進(jìn)行調(diào)試(debug)端口。rs232串口用于連接pc或工控機(jī)等設(shè)備的串口，實(shí)現(xiàn)對sim900a的控制，atk-sim900a模塊選擇sp3232作為電平轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)現(xiàn)sim900a的rs232串口。麥克風(fēng)接口、耳機(jī)接口用于實(shí)現(xiàn)語音通話功能。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈于指示網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。

3.數(shù)據(jù)處理模塊

數(shù)據(jù)處理模塊如圖4所示，包括一個(gè)mcu及與mcu連接的復(fù)位電路、led模塊、存儲(chǔ)器模塊，所述mcu設(shè)置有啟動(dòng)模式設(shè)置接口、顯示模塊接口。

由stm32f103zett6作為數(shù)據(jù)處理模塊的mcu，在mcu的后備區(qū)域供電腳bat1腳的供電采用cr1220紐扣電池和vcc3.3混合供電的方式，在有外部電源(vcc3.3)的時(shí)候，cr1220不給vbat供電，而在外部電源斷開的時(shí)候，則由cr1220給其供電。這樣，bat1總是有電的，以保證rtc的走時(shí)以及后備寄存器的內(nèi)容不丟失。

復(fù)位電路主要提供手動(dòng)復(fù)位。

啟動(dòng)模式設(shè)置接口用于設(shè)置stm32的啟動(dòng)方式，方便調(diào)試使用。

4.顯示模塊

顯示模塊使用的4.3寸總線型tft液晶模塊md043sd，該模塊由tft液晶，spiflash、sd卡構(gòu)成。該模塊的引腳連接如圖5所示。圖中的f_cs引腳用來使能spiflash芯片，其信號為w25q64。該芯片的容量為64mb,也就是8m字節(jié)。該芯片和sd卡共用一個(gè)spi，通過片選來選擇使用某個(gè)器件，在使用其中一個(gè)器件時(shí)，則要求禁止另一個(gè)器件的片選信號。圖中的sd_cs則是用來用來使能sd卡。圖中的t_miso/t_mosi/t_pen/t_cs/t_cs用來實(shí)現(xiàn)對液晶觸摸屏的控制。lcd_a則控制lcd的背光。剩余的端口則是對tft液晶的控制。

5.控制模塊

控制模塊主要是對繼電器的控制，從而起到對強(qiáng)電電路的通斷進(jìn)行控制。如圖6所示，包括繼電器、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、光耦、續(xù)流二極管。如圖6所示，u10為光耦el817,將數(shù)據(jù)處理模塊的mcu與繼電器驅(qū)動(dòng)電路隔離，保護(hù)mcu。r13，r16，q5構(gòu)成繼電器驅(qū)動(dòng)電路，提供足夠的電流驅(qū)動(dòng)繼電器。續(xù)流二極管d11在此起到續(xù)流作用。k6為繼電器。p7為電源輸入及繼電器控制輸出引腳。