远程电缆防盗报警系统的设计

远程电缆防盗报警系统的设计

远程电缆防盗报警系统的设计

  • 适用:本科,大专,自考
  • 更新时间2024年
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远程电缆防盗报警系统的设计

                                         远程电缆防盗报警系统的设计
摘要:该文介绍一种采用GPRS进行远程电力电缆防盗报警系统技术方案。该方案采用三遥系统与电缆故障报警系统,本文从理论的角度介绍基于网络式管理系统中增加全天候电缆故障报警系统可行性。从实践的角度介绍了快速反应的全天候电缆故障报警实例。
关键词: 电力电缆;防盗报警系统; 三遥系统;
引言
1.概述
    随着我国电信业的突飞猛进,人们开始把希望的目光放在公网上。电信的移动公网其覆盖范围愈来愈大,提供的信息服务也愈来愈多。利用电信部门现有的稳定的可靠的网络,实现用户信息的轻松传输,已经成为不可阻挡的主流。于是人们开发出了工业远程无线GSM数据采集控制系统。
此系统利用移动通信GSM网络做为数据传输平台,(GSM是Global System of Mobile Communications的缩写,也就是我们日常生活中使用的普通手机的支持网络),将采集到的数据按一定格式编码后,以短消息方式发送,在监控中心接收处理。同时也可通过手机发送一条短信息进行远程遥控现场设备,被测试的设备发出各种告警信息及时准确、低成本的发送给要第一时间了解此信息的人员。
系统优点:
将传统的工控系统与新兴的移动通信的GSM短信息业务相结合,以先进的电子技术计算机技术、通讯技术为核心,加以完备的用户系统需求分析,利用移动通信的网络平台,为用户提供全面、有效、经济的解决方案。
1.只要有GSM信号(手机可用)的地方就可以完成短消息的发送和接收;
2.内置短消息协议编解码,用户数据全透明传输,被控制的设备不必作任何改动,使用非常简单。
3.每条控制指令可以传输最多140个8位二进制或者是160个7位ASCII字符,也可以最多发送70个汉字。
4.发送短消息的速度快(在信号一般的条件下可以达到每6秒种发送一条短消息的速度)、无虚像MODEM通信那样进行冗长的握手连接;
5.运行费用低(以目前移动公司的收费标准,每台表的运行费用可控制在10元左右);
6.组网简单费用低廉:同有线网相比,节省线路、电话资源;同常规无线网相比,无需架设天线,而且免去无线电频率资源审批手续;
7.可以实现批量发送,以较短的时间完成大量的信息的发送;
1.1 方案提出的背景
1.1.1 电力电缆被盗现状
近年来,电力电缆偷盗活动日益猖獗。根据网上调查得到历年来各城市有报道的电缆被盗损失统计数据如表1所示。可以看出,电力电缆被盗对国家造成巨大的经济损失。除了直接经济损失外,电力电缆被盗还给城市安全带来了极大的社会危害。
1.1.2电力电缆偷盗行为的发展趋势
近年来,由于有色金属涨价,城市规模扩大,外来流动人口增加,电力电缆被盗的情况加速恶化。据统计数据显示,2003年杭州市因路灯电缆被盗损失共计80万元,2004年为288万元,2005年因电缆被盗的直接损失高达500万元。电力电缆被盗趋势如图1所示。可以看出,电缆被盗造成的损失每年以超过30%的程度增加,成为每位照明管理人员心中的一块巨大心病。
1.1.3采取相应的技术措施刻不容缓
目前,城市路灯线缆被盗的形势不断恶化,管理部门束手无策,必须尽快采取相应的技术手段和措施遏止这种趋势的蔓延,并采用照明线缆防盗报警技术,通过对路灯线缆进行全天候实时监测,及时发现异常,降低甚至防止线缆被盗所造成的损失,是一种较好的防偷盗解决方案。
方案的构思描述:
全天候电缆故障报警系统由两部分组成:三遥系统和电缆故障诊断系统。三遥系统完成把故障诊断系统送来的故障信息通过GPRS发送到预设的报警点上。故障断线由三遥系统和安装在被监测电缆终端的单灯控制器组成,当电缆断线时,三遥系统与单灯控制器失去联系,人机界面上显示为“离线”,同时向预设点报警;白天,由三遥系统统一指挥切断电源,延时若干时间后启动电缆故障诊断系统工作,其信号发生器工作,产生安全信号经原电缆线与电缆线终端的电缆通断感应器构成回路,当电缆断线时,回路不通,电缆通断处理器输出断线信号送到三遥体系,发出断线报警信号;当电缆线短路时,回路信号电流发生量变,电缆通断处理器输出短路信号送入三遥系统,发出短路报警信号,并锁定主接触器,防止故障扩大。
2.总体方案的提出(建设目标、规模及内容)
市现有路灯控制箱500多个,目前采用时控装置控制,和全国多数城市一样,该市也存在严重的电缆被盗情况。为了实现对市区灯光照明实现集中监控,将对这些开关箱进行灯光智能监控和电缆防盗,对照明设施进行长期自动监测、实时调控、维护管理和突发事故处理。
针对该市的实际情况,我们推荐使用监控、防盗一体设备,组成成套系统。该系统由信号采集、数据通信、网络传输等功能组成,能高效、可靠地为路灯管理单位及时、准确地监测和收集所管辖区域内的照明状况数据,对照明系统的运行情况、能源消耗情况、偷盗情况乃至寿命做出正确分析,为决策者提供数据和管理执行手段,使之做出正确决策,达到有效运行的目的,从而提高灯光照明的技术与管理水平。
该系统通过监控终端、通信网络、计算机控制系统、地理信息系统(GIS)等模块,实现辖区范围内的灯光、电缆状态的遥控、遥测、遥信和管理等功能。
2.1系统架构
1.监控中心:实现现场数据处理和控制,将现场情况、数据报表进行反应和显示,以供用户进行管理和决策。
2.通讯层:灯光监控、电缆防盗通过移动服务实现。
3.采集执行层:实现路灯的自动采集和控制、实现辖区监控,对所在路段实施线缆偷盗告警处理。
2.2系统特点
该设备集灯光监控、电缆防盗功能于一身。除了能满足一般灯光监控功能外,还具有以下基本特点
★系统运行稳定可靠,电缆偷盗误报率极低
★系统在白天和晚上、电缆有电和无电状态下均可正常工作,发现异常及时报警。
★产品可同时对一个控制箱中的36路电缆进行防盗,有效监测距离3公里,每条被监测电缆可独立布防、撤防;
★主机具有SMS标准接口协议,可与报警管理中心组成报警网络,实现快速出警联防化;
★具有蓄电池接口,可实现平常涓流充电,交直流电源自动转换;
★配置智能CT,可对控制箱内共30路灯光电缆进行电流检测、记录;
★通过手机短信,可实现控制开关灯。
系统优点
该系统集监控、防盗于一体,功能丰富,资金投入相对于独立的监控加防盗要低的多。

课题需要完成的任务:
1. 完成电缆偷盗感应单元、电缆偷盗传感单元、有电无电检测、电压转换单元的设计。
2.完成控制系统的设计。
3.夜间防盗报警方案。
4.白天防盗报警案。
5.完成相关软件编程。
6.主要技术指标:响应时间3秒;切换时间3秒;电缆断路短路识别;报警点不少于3个可人为设定。

目录
  摘要  ……………………………………………………………………………………1
  引言  ……………………………………………………………………………………1
1.概述  ……………………………………………………………………………………1
1.1方案提出的背景 ………………………………………………………………………1
1.1.1电力电缆被盗现状 …………………………………………………………………1
1.1.2电力电缆被盗的发展趋势 …………………………………………………………1
1.1.3采取措施的必要性         ………………………………………………………2
2.总体方案提出     ………………………………………………………………………2
2.1系统的构架    ………………………………………………………………………2
2.2系统的特点    ………………………………………………………………………2
3 总体方案的设计   ………………………………………………………………………2
3.1 方案一:       ………………………………………………………………………2
3.1.1硬件设计与实现………………………………………………………………………2
3.1.2系统的原理    ………………………………………………………………………3
3.1.3软件的设计与实现……………………………………………………………………3
3.2方案二:         ………………………………………………………………………3
3.2.1硬件的设计与实现  …………………………………………………………………3
4.分电路设计和实现……………………………………………………………………… 5
4.1三遥系统   …………………………………………………………………………… 8
4.1.1GPRS模块     ……………………………………………………………………… 9
4.2电缆故障报警器模块……………………………………………………………………10
4.2.1继电器          ……………………………………………………………………11
4.2.2电压转换器    ………………………………………………………………………12
4.2.3电压比较器    ………………………………………………………………………12
5.2.4 89C51         ………………………………………………………………………15
5.3电缆故障感应模块 ………………………………………………………………………18
6.故障诊断过程        ……………………………………………………………………20
7.全天候电缆故障报警系性能  ……………………………………………………………20
8.全天候电缆防盗报警系统特点 ………………………………………………………… 20
9. 软件设计   …………………………………………………………………………………20
9.1程序流程         ………………………………………………………………………20
9.1.1系统程序流程图  ……………………………………………………………………21
9.2程序             ………………………………………………………………………21
9.2.1主程序          ……………………………………………………………………21
9.2.2 各子程序      ………………………………………………………………………21
10.软硬件系统的制作和调试 …………………………………………………………………21
11.附     录    ………………………………………………………………………………23
12.参考文献     ………………………………………………………………………………26
参考文献
1.沈任元 吴勇. 《数字电子技术基础》.机械工业出版社,2000.6
2马西秦 许振中.《自动检测技术》.机械工业出版社,2000.5
3晓明.《电动机的单片机控制》.北京:北京航空航天大学出版社,2002.5
4张志良.《单片机原理与控制技术》. 北京:机械工业出版社,2002
5周志德.《单片机原理及应用》. 北京:高等教育出版社,2001
6丁镇生.《传感及其遥控遥测技术应用》. 北京: 电子工业出版社,2001
7 滕旭 胡志昂编著  《电子系统抗干扰实用技术》  国防工业出版社
8周航慈.《单片机应用程序设计技术》  北京航空航天大学出版社
9李广弟等. 《单片机基础》北京航空航天出版社, 2001.7
10刘瑞新.《单片机原理及应用教程》机械工业出版社, 2003
11求是科技 编著 《单片机典型模块设计实例导航》人民邮电出版社 2004.5
12杨向萍 王跃.《单片微型计算机原理及应用技术》. 北京:中国纺织大学出版社,1999.9
13何立民.《MCS-51系列单片机应用系统设计》. 北京:北京航空航天大学出版社, 2002.2
 

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