電力監(jiān)控系統(tǒng)中單總線傳感器接口保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力線路監(jiān)控領(lǐng)域，具體是電力監(jiān)控系統(tǒng)中單總線傳感器接口保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的不斷提高，用電量也在不斷上升，戶外電網(wǎng)線路的運行狀態(tài)決定了系統(tǒng)運行的關(guān)鍵。
[0003]為了更好的實時監(jiān)控戶外電網(wǎng)線路的運行狀態(tài)，配備了電力監(jiān)控系統(tǒng)，包含了對電力塔周邊環(huán)境狀態(tài)的實時監(jiān)控。包括:風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、溫濕度、圖像等環(huán)境狀態(tài)。通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳回中心服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、報警等功能。傳感器通過外部接插的方式與內(nèi)部微處理器的1端口進(jìn)行連接的話，很容易受到外部靜電、接插過壓沖擊等外部因素的影響，從而使得微處理器永久損壞。帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失和不必要的維護(hù)成本。使用本實用新型后，即可消除以上隱患，同時不影響單總線的數(shù)據(jù)通訊。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述問題，本實用新型提供一種電力監(jiān)控系統(tǒng)中單總線傳感器接口保護(hù)電路，其解決電力輸電線環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中，單總線型傳感器與微處理器之間的連接，實現(xiàn)不影響單總線的通訊時序，同時起到對微處理器1保護(hù)的作用，以減少在惡劣環(huán)境中的外部電壓沖擊或靜電對內(nèi)部系統(tǒng)的損傷。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種電力監(jiān)控系統(tǒng)中單總線傳感器接口保護(hù)電路，所述接口保護(hù)電路包括過壓保護(hù)電路、單總線讀寫電路，其中，所述過壓保護(hù)電路包括限流電阻R2、電源VCC、雙運算放大器U1、二極管D1、三極管Q1、限流電阻R4和上拉電阻R5，所述雙運算放大器Ul包括第一運算單元和第二運算單元，單總線傳感器信號接入端SI_IN通過限流電阻R2連接于第一運算單元的正向輸入端，電源VCC與雙運算放大器Ul的電源輸入端相連，所述電源VCC并通過二極管Dl和上拉電阻R5后連接至三極管Ql的集電極，其中，三極管Dl的正極連接至電源VCC，三極管Ql的集電極與單總線傳感器信號接入端SI_IN相連，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述第二運算單元的反向輸入端和輸出端相連后通過限流電阻R4后連接至三極管Ql的基極；所述單總線讀寫電路包括單總線讀電路和單總線寫電路，所述單總線讀電路包括電阻R1，所述電阻Rl的一端連接至第一運算單元的反向輸入端和輸出端，其另一端連接至一微處理器的讀端口 ；所述單總線寫電路包括電阻R3，所述電阻R3的一端連接至第二運算單元的正向輸入端，其另一端連接至所述微處理器的寫端口。
[0007]單總線傳感器的信號讀操作為:外部單總線型傳感器信號通過限流電阻R2進(jìn)行運算放大器件單元的正向輸入端，由雙運算放大器Ul第一個運算單元的反向輸入端與它的輸出端連接，組成電壓跟隨器，輸出到微處理器的讀端口，實現(xiàn)單總線傳感器的讀信號輸入。同時由雙運算放大器Ul來完成對外部過壓的保護(hù)(雙運算放大器Ul輸入端可以承受20幾伏的電壓，根據(jù)所選型號的不同，承受電壓值不同)。
[0008]單總線的信號寫操作為:二極管Dl的正極接VCC，負(fù)極通過上拉電阻R5與傳感器輸入信號端相連，并且與三極管的C極相連，通過二極管Dl和上拉電阻R5提供單總線的上拉作用。當(dāng)微處理器執(zhí)行寫操作“I”(高電平)時，通過串聯(lián)電阻R3輸入“I”電平，經(jīng)過運算放大器的第二個運算單元的正向輸入端，第二個運算單元的反向輸入端與輸出端連接在一起組成電壓跟隨器，即:輸出高電平作用在限流電阻R3上，而限流電阻R3與三極管的基極相連接，使得三極管導(dǎo)通。集電極輸出“I”信號，拉低單總線輸入端的電平。從面完成一個“O”(低電平)電平的操作；反之微處理器執(zhí)行寫操作“O”時，完成一個“I”電平的操作。
[0009]所述接口保護(hù)電路進(jìn)一步包括一 ESD器件El，所述ESD器件El的一端連接至單總線傳感器信號接入端SI_IN，另一端接地，該ESD器件El起到靜電保護(hù)作用。
[0010]所述過壓保護(hù)電路進(jìn)一步包括一濾波電容Cl，所述濾波電容Cl的一端連接至電源VCC和雙運算放大器Ul的電源輸入端之間，其另一端接地。
[0011]所述雙運算放大器Ul為運算放大器EL2250CS。
[0012]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于:
[0013]本實用新型公開了電力監(jiān)控系統(tǒng)中關(guān)于單總線傳感器接口保護(hù)電路，主要起到過電壓保護(hù)微處理器1端口的作用，同時不影響單總線的通訊時序。當(dāng)我們要外接一個接口為:“單總線”型的傳感器，比如:溫度傳感器(DS18B20)這樣的模塊時，設(shè)計會使用微處理器的一個1來實現(xiàn)，但是，如果我們把微處理器的1直接暴露到外面與傳感器模塊以接插的方式進(jìn)行連接時，很容易受到外部電壓、靜電等過壓的“沖擊”，從而導(dǎo)致微處理器的1端口，甚至整個微處理器芯片的損壞。本實用新型可以防止外部的靜電、過壓沖擊，起到保護(hù)的作用。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型電力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中單總線傳感器接口保護(hù)電路的一個具體的實例電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]實施例:
[0017]如圖1所示，電力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中單總線傳感器接口保護(hù)電路，起到單總線傳感器與微處理器之間連接的保護(hù)作用，其包括ESD靜電保護(hù)電路、過壓保護(hù)電路、單總線讀寫電路。
[0018]ESD靜電保護(hù)電路由ESD器件El組成，為靜電抑制防護(hù)元件，其連接于單總線傳感器信號接入端SI_IN(用于與單總線傳感器的信號輸出端相連接的端口)。
[0019]過壓保護(hù)電路包括限流電阻R2、電源VCC、雙運算放大器U1、二極管D1、三極管Q1、限流電阻R4和上拉電阻R5，雙運算放大器Ul包括第一運算單元和第二運算單元，單總線傳感器信號接入端SI_IN通過限流電阻R2連接于第一運算單元的正向輸入端，電源VCC與雙運算放大器Ul的電源輸入端相連，電源VCC并通過二極管Dl和上拉電阻R5后連接至三極管Ql的集電極，其中，三極管Dl的正極連接至電源VCC，三極管Ql的集電極與單總線傳感器信號接入端SI_IN相連，三極管Ql的發(fā)射極接地，第二運算單元的反向輸入端和輸出端