專利名稱：戶外型開關(guān)狀態(tài)提醒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于輸變電設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，涉及一種戶外型開關(guān)狀態(tài)提醒裝置。
背景技術(shù)：
電力開關(guān)柜一般放在野外，以往電力開關(guān)柜只能通過人力不斷的查詢觀察來得知當(dāng)前 狀況，缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的手段，當(dāng)開關(guān)柜狀態(tài)發(fā)生變化而人力的監(jiān)測(cè)沒有到位時(shí)，對(duì)開關(guān)柜 的監(jiān)測(cè)就失去了意義。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種戶外型開關(guān)狀態(tài)提醒裝置，以便在不到電力開關(guān)柜現(xiàn)場(chǎng) 就能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)開關(guān)狀態(tài)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，戶外型開關(guān)狀態(tài)提醒裝置，其特征是它至少包括
開關(guān)電路模塊、MCU和GSM通信模塊；開關(guān)電路模塊和GSM通信模塊分別與MCU電連接。
所述的開關(guān)電路模塊有8個(gè)開關(guān)電路。
所述的開關(guān)電路模塊的開關(guān)量與TLP521的發(fā)光二極管負(fù)端電連接，TLP521的發(fā)光 二極管正端接12V,TLP521的光電三極管發(fā)射極通過負(fù)載電阻接地，負(fù)載電阻的電壓輸出 與MCU電連接。
所述的GSM通信模塊包括32位微控制器LPC2131和GSM網(wǎng)絡(luò)引擎TC35i; 32位 微控制器LPC2131與GSM網(wǎng)絡(luò)引擎TC35i電連接。
所述的MCU和GSM通信模塊通過SP3232串口連接。 所述的MCU是MSP430F247。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是
1、 采用無線網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)儀與專家監(jiān)控中心的互連通信。實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)通信
采用的是移動(dòng)通信的GSM無線服務(wù)。我國(guó)目前已建成了覆蓋全國(guó)的GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng) 通信網(wǎng)，它是我國(guó)公眾陸地移動(dòng)通信網(wǎng)的主要方式。不受物理空間的限制，不受變電站高 壓環(huán)境的電磁場(chǎng)干擾，很好的解決了監(jiān)測(cè)儀與專家監(jiān)控之間的無線通信問題。
2、 可以同一時(shí)鐘同時(shí)測(cè)量多個(gè)開關(guān)狀態(tài)量，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)開關(guān)設(shè)備之間狀態(tài)的比較。 良好的可擴(kuò)充性使得本裝置可以適應(yīng)在線監(jiān)測(cè)的需要，也可作為一般的帶電檢測(cè)之用。3、為了保證裝置在高壓環(huán)境下測(cè)得信號(hào)的準(zhǔn)確性，采取硬件抗干擾措施。在硬件設(shè) 計(jì)上，實(shí)現(xiàn)整機(jī)高屏蔽、高密封設(shè)計(jì)，具有良好的耐高溫，耐腐蝕性能，并采用光耦電路， 以增強(qiáng)其抗干擾性能并有效防止了裝置的死機(jī)。

下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意框圖； 圖2是圖1的開關(guān)電路模塊； 圖3是圖1的GSM模塊電路圖。
圖中1、開關(guān)電路模塊；2、 MCU ; 3、 GSM通信模塊。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，包括開關(guān)電路模塊l、 MCU2和GSM通信模塊3;開關(guān)電路模塊l和 GSM通信模塊3分別與MCU 2電連接。通過MCU 2、 GSM通信模塊3、手機(jī)短信實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè)到開關(guān)柜狀態(tài)的變化信息，MCU 2及時(shí)監(jiān)測(cè)開關(guān)柜的狀態(tài)信息并通過GSM通信模塊 3發(fā)送到所預(yù)設(shè)的手機(jī)號(hào)碼上，從而專業(yè)人員可以實(shí)時(shí)的判斷當(dāng)前線路的開關(guān)狀況。 一方 面加強(qiáng)了對(duì)開關(guān)柜線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，充分掌握開關(guān)柜的變化并做出相應(yīng)的措施，提高供電 設(shè)備運(yùn)行的高效率性；另一方面可全面收集和長(zhǎng)期積累開關(guān)柜的狀態(tài)變化信息，為輸電線 路設(shè)計(jì)、丌關(guān)柜運(yùn)行維護(hù)提供了基礎(chǔ)。
從被測(cè)設(shè)備采集的開關(guān)狀態(tài)變化信號(hào)先接入電源模塊、穩(wěn)壓電路，再接入光耦隔離電 路，然后將信號(hào)提供給A/D芯片，A/D連接MCU2，由MCU 2來控制A/D轉(zhuǎn)換的時(shí)間 和頻率；MCU2與GSM通信模塊3相連。MCU2釆用單片機(jī)MSP430F247，它一方面 實(shí)時(shí)將開關(guān)狀態(tài)變化的信號(hào)進(jìn)行采集，按燒制好的程序及時(shí)將得到的數(shù)據(jù)傳輸給GSM通 信模塊3， GSM通信模塊3通過手機(jī)短信的方式傳輸給所預(yù)先設(shè)定的手機(jī)號(hào)碼上；另一 方面因?yàn)镸SP430F247組合了一個(gè)閃速存儲(chǔ)器控制器，這個(gè)控制器允許從同一個(gè)閃速模 塊中執(zhí)行代碼，同時(shí)由軟件修改數(shù)據(jù)或重新編程代碼段，所以自動(dòng)可編程性比較強(qiáng)。MCU 2和GSM通信模塊3通過SP3232串口連接，進(jìn)行TTL電平與232電平的轉(zhuǎn)換。當(dāng)開關(guān) 狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，單片機(jī)及時(shí)釆集其信號(hào)，讀取開關(guān)狀態(tài)值，將當(dāng)前狀態(tài)和前一狀態(tài)做比 較，找出變化位，讀取對(duì)應(yīng)開光設(shè)定的關(guān)聯(lián)參數(shù)，顯^狀態(tài)變化，讀取設(shè)定的手機(jī)號(hào)碼， 通過GSM通信模塊3把狀態(tài)變化發(fā)送到所設(shè)定的手機(jī)號(hào)碼上，以短消息模式發(fā)給當(dāng)前專 業(yè)人員或管理員。專家通過手機(jī)短信及時(shí)了解開關(guān)的狀態(tài)信息，提供單獨(dú)和全面的查詢、分析，并可對(duì)開關(guān)柜的運(yùn)行做出進(jìn)一步的改善。
如圖2所示，是本實(shí)用新型的開關(guān)電路模塊1與MCU2電連接。開關(guān)電路模塊l包 含了8個(gè)開關(guān)電路。其電路結(jié)構(gòu)相同，圖2是其中的一個(gè)開關(guān)SW0電路。開關(guān)電路主要 的部分是光耦合器TLP521。開關(guān)與TLP521的發(fā)光二極管負(fù)端電連接，TLP521的發(fā)光二 極管正端接12V,TLP521的光電三極管發(fā)射極通過負(fù)載電阻接地，負(fù)載電阻的電壓輸出與 MCU電連接。經(jīng)過光耦隔離后輸出的電信號(hào)(開關(guān)狀態(tài)信號(hào))傳送到微處理器 MCU2(MSP430F247)的I/O 口。用于傳遞模擬信號(hào)的光耦合器的發(fā)光器件為二極管、光接 收器為光敏三極管。當(dāng)輸入的電信號(hào)(開關(guān)狀態(tài)信號(hào))通過發(fā)光二極管(LED)時(shí)，使之發(fā) 出一定波長(zhǎng)的光，該光源照射到光敏三極管表面上，使光敏三極管產(chǎn)生集電極電流，該電 流的大小與光照的強(qiáng)弱，亦即流過二極管的正向電流的大小成正比，這就完成了電一光一 電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器的輸入端和輸出端之間通過 光信號(hào)來傳輸，因而兩部分之間在電氣上完全隔離，沒有電信號(hào)的反饋和干擾，故性能穩(wěn) 定，抗干擾能力強(qiáng)。發(fā)光管和光敏管之間的耦合電容小(2pf左右)、耐壓高(2.5KV左右)， 故共模抑制比很高。輸入和輸出間的電隔離度取決于兩部分供電電源間的絕緣電阻。此夕卜， 因其輸入電阻小，對(duì)高內(nèi)阻源的噪聲相當(dāng)于被短接。因此，由光耦合器構(gòu)成的模擬信號(hào)隔 離電路具有優(yōu)良的電氣性能。
如圖3所示，圖3是GSM通信模塊3及連接電路。GSM通信模塊3包括32位微控 制器LPC2131和GSM網(wǎng)絡(luò)引擎TC35i; 32位微控制器LPC2131與GSM網(wǎng)絡(luò)引擎TC35i 電連接。 '
為了降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，本實(shí)用新型開發(fā)了基于ARM7TDMI-S高性能32位微控制 器LPC2131和GSM網(wǎng)絡(luò)引擎TC35i的中英文串口透明數(shù)據(jù)傳輸模塊。Philips LPC2131 一方面具有ARM處理器的所有優(yōu)點(diǎn)低功耗、高性能；同時(shí)又具有較為豐富的片上資源， 非常適合嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)。其特點(diǎn)如下集成了 Thumb擴(kuò)展指令集；'32KB可在系統(tǒng) 中編程(ISP)的片內(nèi)Flash和可在應(yīng)用中編程(IAP)的8KB RAM,具有向量中斷控制 器；2個(gè)DART， 2個(gè)I2C串杵接口， 2個(gè)SPI串行接口， 2個(gè)定時(shí)器(7個(gè)捕獲/比較通道)， PWM單元可提供多達(dá)6個(gè)PWM輸出，8通道10位ADC，實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC，看門狗定時(shí) 器WDT， 48個(gè)通用I/0弓I腳；CPU時(shí)鐘高達(dá)60MHz，具有片內(nèi)晶體振蕩器和片內(nèi)PLL。
西門子的TC35i GSM模塊的主要特性與技術(shù)指標(biāo)包括以下幾點(diǎn)(1)頻段為雙頻 GSM900MHz和GSM1800MHz (phase 2/2+); (2)支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳真；(3)高集成度(54.5mmx36mmx3.6mm); (4)質(zhì)量為9g; (5)電源電壓為單一電壓3.3 4.8V; (6)可選波特率300bps 115kbps，動(dòng)波特率4.8 115kbps; (7)電流消耗體眠狀態(tài)為 3.5mA，空閑狀態(tài)為25mA，發(fā)射狀態(tài)為300mA (平均)，峰值為2.5A; (8)溫度范圍 IH常操作-20oC +55oC，存放-30oC +85oC; (9) SIM電壓為3V/1.8V。
控制器LPC2131有40個(gè)引腳，通過一個(gè)ZIF (Zero Insertion Force,零阻力插座)連 接器引出。這40個(gè)引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和 控制。第1 14腳為電源部分1 5為電源電壓輸入端BATT+， 6 10為電源地GND， 11、 12為充電引腳，13為對(duì)外輸出電壓(供外電路使用)，14為BATT—TEMP，接負(fù)溫 度系數(shù)的熱敏電阻。24 29為SIM卡引腳，分別為CCIN (SIM卡有無檢測(cè))、CCRST
(復(fù)位)、CCIO (數(shù)據(jù))、CCCLK (時(shí)鐘)、CCVCC (電源2.9V)禾B CCGND (地)。33 40為語音接口，用來接電話手柄。15， 30， 31和32腳為控制部分15為點(diǎn)火線IGT
(Ignition),當(dāng)TC35i通電后必須給IGT —個(gè)大于100ms低電平，模塊才啟動(dòng)；30為 VDDLP，31為EMERGOFF，32為SYNC。16 23為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSR0，RING0， RXD0， TXD0， CTS0、 RTS0、 DTR0禾口 DCD0。 LPC2131通過串口進(jìn)行AT命令的發(fā)送 和數(shù)據(jù)的傳輸。
權(quán)利要求1、戶外型開關(guān)狀態(tài)提醒裝置，其特征是它至少包括開關(guān)電路模塊(1)、MCU(2)和GSM通信模塊(3)；開關(guān)電路模塊(1)和GSM通信模塊(3)分別與MCU(2)電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶外型開關(guān)狀態(tài)提醒裝置，其特征是所述的開關(guān)電路模 塊(1)有8個(gè)開關(guān)電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶外型開關(guān)狀態(tài)提醒裝置，其特征是所述的開關(guān)電路模 塊(1)的開關(guān)量與TLP521的發(fā)光二極管負(fù)端電連接，TLP521的發(fā)光二極管正端接12V, TLP521的光電三極管發(fā)射極通過負(fù)載電阻接地，負(fù)載電阻的電壓輸出與MCU電連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶外型開關(guān)狀態(tài)提醒裝置，其特征是所述的GSM通信 .模塊G)包括32位微控制器LPC2131和GSM網(wǎng)絡(luò)引擎TC35i; 32位微控制器LPC2131 與GSM網(wǎng)絡(luò)引擎TC35i電連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶外型開關(guān)狀態(tài)提醒裝置，其特征是所述的MCU (2) 和GSM通信模塊(3)通過SP3232串口連接。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶外型開關(guān)狀態(tài)提醒裝置，其特征是所述的MCU (2) 是MSP430F247。
專利摘要本實(shí)用新型屬于輸變電設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，涉及一種戶外型開關(guān)狀態(tài)提醒裝置，其特征是它至少包括開關(guān)電路模塊(1)、MCU(2)和GSM通信模塊(3)；開關(guān)電路模塊(1)和GSM通信模塊(3)分別與MCU(2)電連接。它可以不到電力開關(guān)柜現(xiàn)場(chǎng)就能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)開關(guān)狀態(tài)。
文檔編號(hào)H01H9/16GK201374501SQ200920032140
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日
發(fā)明者張清玉, 楊慶華, 歐陽麗莎, 黃官寶, 黃新波 申請(qǐng)人:浙江紀(jì)元電氣集團(tuán)有限公司