本實(shí)用新型涉及發(fā)電廠監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于發(fā)電廠變壓器的監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)：

發(fā)電廠是電力來源的源頭，但是發(fā)電廠發(fā)出的電能不能直接提供給用戶直接使用，必須經(jīng)過升壓，傳輸，集中調(diào)度后在供用戶使用。所以發(fā)電廠發(fā)出的電能首先必須經(jīng)過主變壓器進(jìn)行升壓后，在接入國家電網(wǎng)。所以發(fā)電廠變壓器非常重要，在發(fā)電廠中需要定時對其進(jìn)行巡檢，這樣往往勞動強(qiáng)度大，效率低，且對不相關(guān)人員進(jìn)入變壓器區(qū)域沒有自動報警措施，這樣往往會發(fā)生誤操作和造成人員傷亡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于發(fā)電廠變壓器的監(jiān)控裝置，能對變壓器進(jìn)行視頻監(jiān)控且能自動發(fā)出警報。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種用于發(fā)電廠變壓器的監(jiān)控裝置，包括圖像傳感器、微處理器、以太網(wǎng)通訊模塊、PC機(jī)、單片機(jī)、光照感應(yīng)模塊、LED驅(qū)動模塊、LED燈組、熱釋電紅外傳感器、干擾濾波模塊、報警模塊和電源模塊，所述圖像傳感器與微處理器連接用于采集圖像信號，所述微處理器通過以太網(wǎng)通訊模塊與PC機(jī)連接，所述單片機(jī)和微處理器連接，所述光照感應(yīng)模塊與單片機(jī)連接用于采集光照強(qiáng)度信號，所述單片機(jī)通過LED驅(qū)動模塊與LED燈組連接，所述熱釋電紅外傳感器通過干擾濾波模塊與單片機(jī)連接，所述報警模塊與單片機(jī)連接，所述電源模塊為裝置提供電源。

如上所述的一種用于發(fā)電廠變壓器的監(jiān)控裝置，進(jìn)一步說明為，所述微處理器采用S3C2440A處理器及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。

如上所述的一種用于發(fā)電廠變壓器的監(jiān)控裝置，進(jìn)一步說明為，所述單片機(jī)采用MC9S08AC16芯片及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。

如上所述的一種用于發(fā)電廠變壓器的監(jiān)控裝置，進(jìn)一步說明為，所述圖像傳感器采用CMOS圖像傳感器。

如上所述的一種用于發(fā)電廠變壓器的監(jiān)控裝置，進(jìn)一步說明為，所述電源模塊包括電源和電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊用于將電源電壓轉(zhuǎn)化為多個不同數(shù)值的電壓。

本實(shí)用新型的有益效果是：通過設(shè)置微處理器和單片機(jī)組合式的監(jiān)控裝置，由微處理器負(fù)責(zé)視頻監(jiān)控，由單片機(jī)負(fù)責(zé)視頻監(jiān)控外的檢測報警，極大的減少了微處理器資源的使用率，能夠極大的提高微處理器處理圖像的能力，同時簡化了微處理器面板的設(shè)計及焊接難度。通過設(shè)置光照感應(yīng)模塊能采集配電室內(nèi)的光照強(qiáng)度，在通過LED燈組進(jìn)行補(bǔ)光，從而提高了視頻監(jiān)控的清晰度和監(jiān)控質(zhì)量。通過熱釋電紅外傳感器和報警模塊的配合，能夠?qū)M(jìn)入變壓器監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的人員發(fā)出警報，保證了變壓器的正常運(yùn)行和人員的人身安全。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高，同時可靠性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為以太網(wǎng)通訊模塊實(shí)施例連接示意圖。

圖3為光照感應(yīng)模塊實(shí)施例連接示意圖。

圖4為報警模塊實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為電壓轉(zhuǎn)換模塊實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式做進(jìn)一步的闡述。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種用于發(fā)電廠變壓器的監(jiān)控裝置，包括圖像傳感器、微處理器、以太網(wǎng)通訊模塊、PC機(jī)、單片機(jī)、光照感應(yīng)模塊、LED驅(qū)動模塊、LED燈組、熱釋電紅外傳感器、干擾濾波模塊、報警模塊和電源模塊。

所述圖像傳感器與微處理器連接用于采集圖像信號，所述圖像傳感器主要任務(wù)就是采集視頻圖像，然后將采集到的圖像信號轉(zhuǎn)化為電信號，并按照一定的圖像數(shù)據(jù)格式傳輸給微處理器。所述圖像傳感器可以采用CMOS圖像傳感器。CMOS圖像傳感器利用光電效應(yīng)，在像素單元內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的電荷，行選擇邏輯單元根據(jù)需要，選通相應(yīng)的行像素單元，行像素單元內(nèi)的圖像信號通過各自所在列的信號總線傳輸?shù)綄?yīng)的模擬信號處理單元，并通過A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)化為圖像信號進(jìn)行輸出，由于CMOS圖像傳感器為現(xiàn)有技術(shù)，這里不做具體闡述，所述CMOS圖像傳感器生產(chǎn)成本比較低、低功耗、芯片尺寸小和可集成度高，非常適合本裝置使用，具體的可以選擇OV7710型CMOS圖像傳感器。當(dāng)然，所述的圖像傳感器還可以選用CCD圖像傳感器。

所述微處理器主要用于對圖像傳感器傳輸過來的圖像信號進(jìn)行處理，和接收單片機(jī)傳輸過來的檢測信號。所述的微處理器可以采用S3C2440A處理器及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)，所述S3C2440A處理器屬于ARM9系列處理器，該S3C2440A處理器有低功耗、精致簡單、全靜態(tài)設(shè)計的特點(diǎn)，非常適合本裝置使用。

所述微處理器通過以太網(wǎng)通訊模塊與PC機(jī)連接，用于將采集的圖像信號傳輸至PC機(jī)，從而在PC端實(shí)時對變壓器進(jìn)行視頻監(jiān)控。所述以太網(wǎng)通訊模塊可以采用DM9000E芯片構(gòu)成的以太網(wǎng)接口電路，這里以S3C2440A處理器和DM9000E以太網(wǎng)控制器為例做具體說明，兩者的連接結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，由于為技術(shù)領(lǐng)域的公知技術(shù)，這里只做簡要說明，所述該處理器的數(shù)據(jù)傳輸模式為16位數(shù)據(jù)傳輸模式，EECS引腳應(yīng)接為高電平。S3C2440A的地址總線ADDR與CMD端口相接，通過芯片的CMD引腳的高低電平選擇是訪問數(shù)據(jù)還是訪問地址，當(dāng)CMD置為高電平時，為傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)CMD置為低電平，為傳輸?shù)刂?，CS為信號使能端口，與處理器的nGCS2相連，當(dāng)nGCS2低電平時，可片選DM9000E，DM9000E的中斷信號INT端口與處理器的中斷線EINT端口相連，該端口也是低電平有效，該以太網(wǎng)通信模塊的RX+、RX-、TX+和TX-端口與RJ45端子連接，該以太網(wǎng)通信模塊的X1和X2端口與振蕩器XTAL連接。所述的以太網(wǎng)通訊模塊還可以選用其他型號，這里不一一進(jìn)行闡述。

所述單片機(jī)和微處理器連接，所述單片機(jī)用于完成對光照強(qiáng)度的檢測、LED燈組的控制及發(fā)出報警，下文將一一進(jìn)行說明，在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控裝置中，往往只采用一個微處理器來完成所有的工作，控制比較復(fù)雜，還會造成太多的外圍電路過多的占用微處理器的資源，影響微處理器對視頻圖像的處理效果。此外，如果只采用一個微處理器會使得微處理器面板的設(shè)計過于復(fù)雜，PCB的層數(shù)過多的，增加微處理器面板的難度和成本，同時也會增加元器件焊接的難度。在本裝置中，選用一個單片機(jī)專門負(fù)責(zé)對視頻采集外圍的電路進(jìn)行控制，這不僅可以有效減少微處理器的資源使用，提高了微處理器處理視頻信號的能力，還可以有效的提高裝置的靈活度與可靠性。所述單片機(jī)采用MC9S08AC16芯片及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。該芯片具有40-MHZCPU時鐘，20-MHz內(nèi)部總線頻率，高達(dá)16KB在線編程的FLASH模塊，通用的輸出IO口為38個，內(nèi)部具有可編程的上拉電阻，還具有看門狗復(fù)位的系統(tǒng)保護(hù)機(jī)智，該芯片能夠有效的滿足對監(jiān)控裝置的外圍檢測控制模塊的要求。

所述光照感應(yīng)模塊與單片機(jī)連接用于采集光照強(qiáng)度信號，光照感應(yīng)模塊主要是由光敏元件構(gòu)成，目前廣泛使用的光敏元器件主要有光敏二極管、光敏三極管、光敏電阻、集成光強(qiáng)度傳感器等，所述光照感應(yīng)模塊可以選用光強(qiáng)度傳感器TSL2561，TSL2561支持I2C總線協(xié)議，并且對應(yīng)的引腳比較簡單，故在硬件接口電路設(shè)計時很簡單。在本電路設(shè)計中只需要將TSL2561的I2C總線的SCL時鐘線和SDA數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的時鐘線和數(shù)據(jù)線相連即可，在添加2個上拉電阻接到總線上，具體的硬件連接如圖3所示。

所述單片機(jī)通過LED驅(qū)動模塊與LED燈組連接，所述單片機(jī)通過LED驅(qū)動模塊與LED燈組連接，單片機(jī)通過光照感應(yīng)模塊來感應(yīng)變壓器監(jiān)控區(qū)域的光線強(qiáng)度，當(dāng)光線低于設(shè)定值時，單片機(jī)可通過LED驅(qū)動模塊啟動LED燈組，對監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)光，避免外界光線對視頻監(jiān)控裝置的影響，提高視頻的監(jiān)控質(zhì)量。由于單片機(jī)不足以直接驅(qū)動LED燈組，所以需要設(shè)置LED驅(qū)動模塊，所述LED驅(qū)動模塊主要是對信號進(jìn)行放大，從而滿足啟動LED燈組的條件，例如，LED驅(qū)動模塊可以采用三極管放大電路，從而單片機(jī)通過控制三極管的通斷來對LED燈組完成控制，所述LED驅(qū)動模塊為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，這里不做具體闡述。

所述熱釋電紅外傳感器通過干擾濾波模塊與單片機(jī)連接，即熱釋電紅外傳感器輸出的信號經(jīng)過干擾濾波模塊后在傳輸給單片機(jī)。所述熱釋電紅外傳感器用于檢測監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有無行人，所述熱釋電紅外傳感器為現(xiàn)有技術(shù)，主要由濾光片、雙目探元(敏感元)、場效應(yīng)管和高阻值電阻組成，當(dāng)人進(jìn)入紅外檢測區(qū)域后，將產(chǎn)生變化的熱輻射，從而熱釋電紅外傳感器將會產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號，通過干擾濾波模塊處理后傳輸至單片機(jī)，可以選用RE200B熱釋電紅外傳感器。所述干擾濾波模塊用于對熱釋電紅外傳感器傳輸過來的脈沖信號進(jìn)行濾波，降低干擾，使監(jiān)控更加準(zhǔn)確。所述干擾濾波模塊為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，這里不進(jìn)行具體說明。

所述報警模塊與單片機(jī)連接，用于在有行人出現(xiàn)在變壓器監(jiān)控區(qū)域時發(fā)出警報。如圖4所示，為報警模塊電路示意圖，當(dāng)單片機(jī)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(diǎn)亮，同時揚(yáng)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(yáng)聲器BUZ進(jìn)行控制，該電路結(jié)構(gòu)簡單。例如，當(dāng)熱釋電紅外傳感器檢測到有行人時，報警模塊動作發(fā)出警報，這時二極管點(diǎn)亮，同時揚(yáng)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(jìn)行說明，在連接時，并不代表單片機(jī)的P0.6管腳和P0.7管腳與報警模塊進(jìn)行連接。所述報警模塊也可以采用其他結(jié)構(gòu)的電路圖。

所述電源模塊為裝置提供電源。圖1中電源模塊并不單單只與微處理器和單片機(jī)進(jìn)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(zhuǎn)換模塊，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊用于將電源電壓轉(zhuǎn)化為多個不同數(shù)值的電壓，保證各個設(shè)備的正常使用。例如，電壓轉(zhuǎn)換模塊包括HT7533芯片及外圍電路組成，從而將12V電壓轉(zhuǎn)化為3.3V的穩(wěn)定電壓，從而保證工作電壓為3.3V的設(shè)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(dāng)然該電壓轉(zhuǎn)換模塊還包括其他轉(zhuǎn)換芯片，這里不一一進(jìn)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(zhuǎn)換模塊，由不同的電源對不同的設(shè)備進(jìn)行供電，這樣結(jié)構(gòu)會復(fù)雜化，但是依然能保證本裝置的正常運(yùn)行。

本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)例，在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)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(hù)。