CN101252289B

CN101252289B - 一种断路器的短消息通知装置

Info

Publication number: CN101252289B
Application number: CN2008100196863A
Authority: CN
Inventors: 管瑞良; 潘振克; 褚东; 金建达; 于露茗
Original assignee: Changshu Switchgear Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Changshu Switchgear Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2028-03-12
Also published as: CN101252289A

Abstract

一种断路器的短消息通知装置，属于配电和/或控制领域。包括电源电路、外围接口电路、现场总线或以太网接口电路、MCU电路和GSM电路，现场总线或以太网接口电路与MCU电路和断路器连接，MCU电路与GSM电路和外围接口电路连接，外围接口电路与上位机连接，电源电路为外围接口电路、现场总线或以太网接口电路、MCU电路、GSM电路提供所需的电源电压。优点：运行系统小，成本低，且工作可靠性稳定。

Description

一种断路器的短消息通知装置

技术领域

本发明涉及一种断路器的短消息通知装置，用于与现场断路器连接，实现双向通信，并通过短消息提醒变配电站管理人员，也可应用到变频器等相关配电控制电器产品，属于配电和/或控制领域。

背景技术

当断路器发生报警、故障时，短消息通知装置就发送包含报警信息到预先设定的用户手机，短消息通知装置在电力自动化系统中的成功应用，可方便快捷的提醒相关人员及时进行处理，大大提高了变配电的自动化运行水平，有利于实现无人值守。现阶段研究和探讨短消息通知装置具有非常重要的社会意义。

目前市场上短消息通知装置一般都采用上位机先从断路器采集事件信息，再由上位机控制GSM模块发出短消息。此种短消息通知装置运行系统大，成本高，且一旦上位机出现故障就无法再运行短消息模块，受条件限制，工作可靠性差。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种断路器的短消息通知装置，其运行系统小，降低了成本，且工作可靠稳定。

本发明的目的是这样来完成的，一种断路器的短消息通知装置，包括电源电路、外围接口电路、现场总线或以太网接口电路、MCU电路和GSM电路，现场总线或以太网接口电路与MCU电路和断路器连接，MCU电路与GSM电路和外围接口电路连接，外围接口电路与上位机连接，电源电路为外围接口电路、现场总线或以太网接口电路、MCU电路、GSM电路提供所需的电源电压，GSM电路由GSM模块U4、SIM卡电平转换芯片U5、SIM卡U6以及电阻R8～R11、电容C8～C10、发光二极管D1和三极管U7组成，其中GSM模块U4为Q24，SIM卡电平转换芯片U5为LTC1555，发光二极管D1的阴极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与三极管U7的集电极连接，三极管U7的基极与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与GSM模块U4的52脚连接，电容C10的一端与SIM卡电平转换芯片U5的13脚、SIM卡U6的1脚连接，电容C9的一端与SIM卡电平转换芯片U5的12脚、GSM模块U4的40脚连接，电容C8的两端分别与SIM卡电平转换芯片U5的10、11脚连接，电阻R8的一端与SIM卡电平转换芯片U5的6脚连接，电阻R9的两端分别与GSM模块U4的39、40脚连接，SIM卡电平转换芯片U5的1、2、3、8脚分别与GSM模块U4的3、5、7、9脚连接，SIM卡U6的4、8脚分别与GSM模块U4的40、50脚连接，SIM卡电平转换芯片U5的4、5脚连接后接到GSM模块U4的40脚，SIM卡U6的3、2、7脚分别与SIM卡电平转换芯片U5的16、15、14脚连接，GSM模块U4的32、39脚分别接MCU电路中的单片机U2的31、30脚，单片机U2为M30262，发光二极管D1的阳极、GSM模块U4的6、11、55、57、58、59、60脚共同接电源电压VCC，三极管U7的发射极、电容C9、C10的另一端、电阻R8的另一端、SIM卡U6的5脚、SIM卡电平转换芯片U5的7、9脚、GSM模块U4的33、38脚共同接地。

本发明的电源电路由芯片U1、二极管VD1、VD2、稳压二极管TVS1、电阻R1、R2、电容C1、C2、C3和电感L1组成，其中芯片U1为TPS5430，二极管VD1的阳极与DC24V电源正极连接，二极管VD1的阴极与稳压二极管TVS1的阴极、电容C1一端以及芯片U1的7脚连接，电阻R1的一端与电阻R2的一端连接后接至芯片U1的4脚，电阻R1的另一端接输出电压VCC，电容C2的一端与芯片U1的1脚连接，电容C2的另一端与二极管VD2的阴极、电感L1的一端以及芯片U1的8脚连接，电感L1的另一端与电容C3的一端连接后接输出电压VCC，稳压二极管TVS1的阳极、电容C1的另一端、芯片U1的6脚、9脚、电阻R2的另一端、二极管VD2的阳极、电容C3的另一端共同接地。

本发明的MCU电路由单片机U2、芯片U3、晶振G1、插座J4、电阻R3～R7及电容C4～C7组成，其中单片机U2为M30262，芯片U3为MAX821，电阻R6的一端接单片机U2的30脚，另一端接GSM电路5中GSM模块Q24的CT103/TXD1，电阻R7的一端接单片机U2的31脚，另一端接GSM电路5中GSM模块Q24的CT104/RXD1，晶振G1的一端与电容C6的一端连接后接至单片机U2的8脚，晶振G1的另一端与电容C7的一端连接后接至单片机U2的10脚，插座J4的2、4、5、6脚分别与单片机U2的29、27、6、12脚连接，插座J4的3脚与电阻R3的一端连接后接单片机U2的28脚，插座J4的8脚与芯片U3的2脚连接后接单片机U2的7脚，插座J4的9脚与电阻R5的一端连接后接单片机U2的4脚，插座J4的10脚与电阻R4的一端连接后接单片机U2的26脚，电容C4的一端接单片机U2的13脚，单片机U2的26、27、48脚与现场总线或以太网接口电路3连接，插座J4的1脚、电阻R3的另一端、芯片U3的4脚、电阻R4的另一端、单片机U2的11、47脚、电容C5的一端共同接电源电压VCC，电容C6的另一端、电容C7的另一端、插座J4的7脚、电阻R5的另一端、芯片U3的1脚、单片机U2的44、46、9脚、电容C5的另一端、电容C4的另一端共同接地。

本发明的外围接口电路由USB芯片U8、USB接口J2、发光二极管D2以及电阻R12、R13、电容C11～C13组成，其中USB芯片U8为CP2102，发光二极管D2的阳极与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与USB芯片U8的11脚连接，电阻R12的一端与USB芯片U8的9脚连接，电容C11的一端与USB芯片U8的6脚连接，电容C12的一端与电容C13的一端连接后与USB芯片U8的7、8脚连接，USB芯片U8的7、8脚连接后与USB接口J2的1脚连接，USB接口J2的2、3脚分别与USB芯片U8的5、4脚连接，USB芯片U8的25、26脚分别与MCU电路中的单片机U2的25、24脚连接，单片机U2为M30262，电阻R12的另一端接电源电压VCC，发光二极管D2的阴极、电容C11、C12、C13的另一端、USB接口J2的5脚、USB芯片U8的3脚共同接地。

本发明的现场总线或以太网接口电路由芯片U9以及电阻R14～R17、电容C14组成，其中芯片U9为MAX3483，电阻R14、R15的一端分别与芯片U9的7、6脚连接，电阻R14的另一端与电阻R16的一端连接后接外部断路器6，电阻R15的另一端与电阻R17的一端连接后接外部断路器6，芯片U9的1、4脚分别与MCU电路中的单片机U2的27、26脚连接，芯片U9的2、3脚与MCU电路中的单片机U2的48脚连接，单片机U2为M30262，电阻R17的另一端、电容C14的一端、芯片U9的8脚共同接电源电压VCC，电容C14的另一端、芯片U9的5脚、电阻R16的另一端共同接地。

本发明由于采用上述方案，断路器的短消息通知装置只需通过上位机设置相关参数后直接与断路器相连，参数配置完成后无需再与上位机连接，进行双向通信时，无需再由上位机进行控制断路器的短消息通知装置，当断路器发生事件时，断路器的短消息通知装置接收相关事件信息并由断路器的短消息通知装置发送信息到(多部)手机，且断路器的短消息通知装置运行中无需上位机。因此，本装置的运行系统小，成本低，且工作可靠性稳定。

附图说明

图1为一种断路器的短消息通知装置的原理框图。

图2为本发明的电源原理图。

图3为本发明的MCU电路原理图。

图4为本发明的GSM电路原理图。

图5为本发明的外围接口电路原理图。

图6为本发明的现场总线或以太网接口电路原理图。

具体实施方式

通过申请人对实施例的描述，将更加有助于理解本发明，并且使本发明的积极效果更加体现，但实施例不应视为对本发明方案的有所限制。

请参阅图1本发明的电路原理框图，断路器的短消息通知装置的MCU电路4通过外围接口电路2与上位机连接进行参数配置，MCU电路4通过现场总线或以太网接口电路3与断路器6进行数据交换，当MCU电路4解读数据发现断路器6出现事件时由MCU电路4控制GSM电路5发出短消息，电源电路1将输入的电源进行转换为外围接口电路2、现场总线或以太网接口电路3、MCU电路4、GSM电路5提供所需的电源电压。本发明的断路器的短消息通知装置只需通过上位机设置相关参数后直接与断路器相连，进行双向通信，无需再由上位机进行控制断路器的短消息通知装置，当断路器发生事件时，断路器的短消息通知装置接收相关事件信息并由断路器的短消息通知装置发送信息到(多部)手机，且断路器的短消息通知装置运行中无需上位机。

请参阅图2，本发明的电源电路1由芯片U1、二极管VD1、VD2、稳压二极管TVS1、电阻R1、R2、电容C1、C2、C3和电感L1组成，二极管VD1的阳极与DC24V电源正级连接，二极管VD1的阴极与稳压二极管TVS1的阴极、电容C1一端、芯片U1的7脚连接，电阻R1的一端与电阻R2的一端连接后接至芯片U1的4脚，电阻R1的另一端接输出电压VCC，电容C2的一端与芯片U1的1脚连接，电容C2的另一端与二极管VD2的阴极、电感L1的一端、芯片U1的8脚连接，电感L1的另一端与电容C3的一端连接后接电压VCC，稳压二极管TVS1的阳极、电容C1的另一端、芯片U1的6脚、9脚、电阻R2的另一端、二极管VD2的阳极、电容C3的另一端共同接地。外部输入的DC24V电源经过二极管VD1后给电源转换芯片U1(TPS5430)供电，电源转换芯片U1的8脚接储能电感L1后输出VCC，VCC的值通过电阻R1、R2调节，其中TVS管的稳压二极管TVS1作保护用，防止电源电压过大，引起器件损坏，电容C1作滤波用，二极管VD2和电容C2控制电源转换芯片U1的开或关保持VCC电压的稳定，C3作滤波用。

请参阅图3，本发明的MCU电路4由单片机U2、芯片U3、晶振G1、插座J4、电阻R3～R7及电容C4～C7组成，电阻R6的一端接单片机U2的30脚，另一端接GSM模块5的CT103/TXD1，电阻R7的一端接单片机U2的31脚，另一端接GSM模块5的CT104/RXD1，晶振G1的一端与电容C6的一端连接后接至单片机U2的8脚，晶振G1的另一端与电容C7的一端连接后接至单片机U2的10脚，插座J4的2、4、5、6脚分别与单片机U2的29、27、6、12脚连接，插座J4的3脚与电阻R3的一端连接后接单片机U2的28脚，插座J4的8脚与芯片U3的2脚连接后接单片机U2的7脚，插座J4的9脚与电阻R5的一端连接后接单片机U2的4脚，插座J4的10脚与电阻R4的一端连接后接单片机U2的26脚，电容C4的一端接单片机U2的13脚，单片机U2的26、27、48脚与现场总线或以太网接口电路3连接，插座J4的1脚、电阻R3的另一端、芯片U3的4脚、电阻R4的另一端、单片机U2的11、47脚、电容C5的一端接电源电压VCC，电容C6的另一端、电容C7的另一端、插座J4的7脚、电阻R5的另一端、芯片U3的1脚、单片机U2的44、46、9脚、电容C5的另一端、电容C4的另一端接地。单片机U2(M30262)为短消息模块的核心，经电阻R6发送数据给GSM模块5，单片机U2再通过电阻R7接收GSM模块5发出的数据，单片机U2的24脚和25脚通过外围接口电路2接收上位机发下的配置信息，并给予相应的回复，信息配置完成后无需再与上位机连接，晶振G1通过电容C6、C7接地为单片机U2提供时钟，插座J4可接烧录器为单片机U2烧写程序，芯片U3(MAX821)为单片机U2提供复位信号，单片机U2的26、27脚通过现场总线或以太网接口电路3收发断路器6的数据，单片机U2的48脚接现场总线或以太网接口电路3控制收发状态，电阻R3、R4为上拉电阻，电阻R5为下拉电阻，电容C5作滤波用，电容C4作抑制噪声用。

请参阅图4，本发明的GSM电路5由GSM模块U4、SIM卡电平转换芯片U5、SIM卡U6以及电阻R8～R11、电容C8～C10、发光二极管D1和三极管U7组成，发光二极管D1的阴极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与三极管U7的集电极连接，三极管U7的基极与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与GSM模块U4的52脚连接，电容C10的一端与SIM卡电平转换芯片U5的13脚、SIM卡U6的1脚连接，电容C9的一端与SIM卡电平转换芯片U5的12脚、GSM模块U4的40脚连接，电容C8的两端分别与SIM卡电平转换芯片U5的10、11脚连接，电阻R8的一端与SIM卡电平转换芯片U5的6脚连接，电阻R9的两端分别与GSM模块U4的39、40脚连接，SIM卡电平转换芯片U5的1、2、3、8脚分别与GSM模块U4的3、5、7、9脚连接，SIM卡U6的4、8脚分别与GSM模块U4的40、50脚连接，SIM卡电平转换芯片U5的4、5脚连接后接到GSM模块U4的40脚，SIM卡U6的3、2、7脚分别与SIM卡电平转换芯片U5的16、15、14脚连接，GSM模块U4的32、39脚分别接MCU电路中的单片机U2的31、30脚，发光二极管D1的阳极、GSM模块U4的6、11、55、57、58、59、60脚接电源电压VCC，三极管U7的发射极、电容C9、C10的另一端、电阻R8的另一端、SIM卡U6的5脚、SIM卡电平转换芯片U5的7、9脚、GSM模块U4的33、38脚共同接地。GSM模块U4(Q24)经过SIM卡电平转换芯片U5(LTC1555)为SIM卡U6提供时钟信号，GSM模块U4经过SIM卡电平转换芯片U5后为SIM卡U6提供复位信号，GSM模块U4经过SIM卡电平转换芯片U5后与SIM卡U6进行数据交换，GSM模块U4的9脚输出高电平接SIM卡电平转换芯片U5选择SIM卡U6电源电平，GSM模块U4的40脚输出2.8V电压为SIM卡电平转换芯片U5供电，并接电阻R9作为GSM模块U4的39脚上的上拉电阻，GSM模块U4的52脚通过电阻R10、三极管U7、电阻R11控制发光二极管D1显示GSM网络状态，GSM模块U4的32脚、39脚分别接单片机U2的31、30脚。

请参阅图5，本发明的外围接口电路2由USB芯片U8、USB接口J2、发光二极管D2以及电阻R12、R13、电容C11～C13组成，发光二极管D2的阳极与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与USB芯片U8的11脚连接，电阻R12的一端与USB芯片U8的9脚连接，电容C11的一端与USB芯片U8的6脚连接，电容C12的一端与电容C13的一端连接后与USB芯片U8的7、8脚连接，USB芯片U8的7、8脚连接后与USB接口J2的1脚连接，USB接口J2的2、3脚分别与USB芯片U8的5、4脚连接，USB芯片U8的25、26脚分别与MCU电路中的单片机U2的25、24脚连接，电阻R12的另一端接电源电压VCC，发光二极管D2的阴极、电容C11、C12、C13的另一端、USB接口J2的5脚、USB芯片U8的3脚共同接地。USB芯片U8(CP2102)通过USB接口J2与上位机进行数据收发，USB芯片U8通过电阻R13接发光二极管D2显示USB连接状态，USB芯片U8的25、26脚接单片机U2收发数据，电容C12、C13作滤波用，电容C11作储能用。

请参阅图6，本发明的现场总线或以太网接口电路3由芯片U9以及电阻R14～R17、电容C14组成，电阻R14、R15的一端分别与芯片U9的7、6脚连接，电阻R14的另一端与电阻R16的一端连接后接外部断路器6，电阻R15的另一端与电阻R17的一端连接后接外部断路器6，芯片U9的1、4脚分别与单片机U2的27、26脚连接，芯片U9的2、3脚与单片机U2的48脚连接，电阻R17的另一端、电容C14的一端、芯片U9的8脚共同接电源电压VCC，电容C14的另一端、芯片U9的5脚、电阻R16的另一端共同接地。芯片U9(MAX3483)的1、4脚连到单片机U2上收发数据，芯片U9的2、3脚连到单片机U2上控制芯片U9的收发状态，芯片U9通过电阻R14、R15接外部断路器6上进行通信，电容C14作滤波用，电阻R14、R15抑制电流，电阻R17为上拉电阻，电阻R16为下拉电阻。

Claims

1.一种断路器的短消息通知装置，包括电源电路、外围接口电路、现场总线或以太网接口电路、MCU电路和GSM电路，现场总线或以太网接口电路与MCU电路和断路器连接，MCU电路与GSM电路和外围接口电路连接，外围接口电路与上位机连接，电源电路为外围接口电路、现场总线或以太网接口电路、MCU电路、GSM电路提供所需的电源电压，其特征在于GSM电路由GSM模块(U4)、SIM卡电平转换芯片(U5)、SIM卡(U6)以及电阻R8～R11、电容C8～C10、发光二极管D1和三极管(U7)组成，其中GSM模块(U4)为Q24，SIM卡电平转换芯片(U5)为LTC1555，发光二极管D1的阴极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与三极管(U7)的集电极连接，三极管(U7)的基极与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与GSM模块(U4)的52脚连接，电容C10的一端与SIM卡电平转换芯片(U5)的13脚、SIM卡(U6)的1脚连接，电容C9的一端与SIM卡电平转换芯片(U5)的12脚、GSM模块(U4)的40脚连接，电容C8的两端分别与SIM卡电平转换芯片(U5)的10、11脚连接，电阻R8的一端与SIM卡电平转换芯片(U5)的6脚连接，电阻R9的两端分别与GSM模块(U4)的39、40脚连接，SIM卡电平转换芯片(U5)的1、2、3、8脚分别与GSM模块(U4)的3、5、7、9脚连接，SIM卡(U6)的4、8脚分别与GSM模块(U4)的40、50脚连接，SIM卡电平转换芯片(U5)的4、5脚连接后接到GSM模块(U4)的40脚，SIM卡(U6)的3、2、7脚分别与SIM卡电平转换芯片(U5)的16、15、14脚连接，GSM模块(U4)的32、39脚分别接MCU电路中的单片机(U2)的31、30脚，单片机(U2)为M30262，发光二极管D1的阳极、GSM模块(U4)的6、11、55、57、58、59、60脚共同接电源电压(VCC)，三极管(U7)的发射极、电容C9、C10的另一端、电阻R8的另一端、SIM卡(U6)的5脚、SIM卡电平转换芯片(U5)的7、9脚、GSM模块(U4)的33、38脚共同接地。

2.根据权利要求1所述的一种断路器的短消息通知装置，其特征在于电源电路由芯片U1、二极管VD1、VD2、稳压二极管TVS1、电阻R1、R2、电容C1、C2、C3和电感(L1)组成，其中芯片U1为TPS5430，二极管VD1的阳极与DC24V电源正极连接，二极管VD1的阴极与稳压二极管TVS1的阴极、电容C1一端以及芯片U1的7脚连接，电阻R1的一端与电阻R2的一端连接后接至芯片U1的4脚，电阻R1的另一端接输出电压(VCC)，电容C2的一端与芯片U1的1脚连接，电容C2的另一端与二极管VD2的阴极、电感(L1)的一端以及芯片U1的8脚连接，电感(L1)的另一端与电容C3的一端连接后接输出电压(VCC)，稳压二极管TVS1的阳极、电容C1的另一端、芯片U1的6脚、9脚、电阻R2的另一端、二极管VD2的阳极、电容C3的另一端共同接地。

3.根据权利要求1所述的一种断路器的短消息通知装置，其特征在于MCU电路由单片机(U2)、芯片U3、晶振(G1)、插座(J4)、电阻R3～R7及电容C4～C7组成，其中单片机(U2)为M30262，芯片U3为MAX821，电阻R6的一端接单片机(U2)的30脚，另一端接GSM电路(5)中GSM模块Q24的CT103/TXD1，电阻R7的一端接单片机(U2)的31脚，另一端接GSM电路(5)中GSM模块Q24的CT104/RXD1，晶振(G1)的一端与电容C6的一端连接后接至单片机(U2)的8脚，晶振(G1)的另一端与电容C7的一端连接后接至单片机(U2)的10脚，插座(J4)的2、4、5、6脚分别与单片机(U2)的29、27、6、12脚连接，插座(J4)的3脚与电阻R3的一端连接后接单片机(U2)的28脚，插座(J4)的8脚与芯片U3的2脚连接后接单片机(U2)的7脚，插座(J4)的9脚与电阻R5的一端连接后接单片机(U2)的4脚，插座(J4)的10脚与电阻R4的一端连接后接单片机(U2)的26脚，电容C4的一端接单片机(U2)的13脚，单片机(U2)的26、27、48脚与现场总线或以太网接口电路(3)连接，插座(J4)的1脚、电阻R3的另一端、芯片U3的4脚、电阻R4的另一端、单片机(U2)的11、47脚、电容C5的一端共同接电源电压(VCC)，电容C6的另一端、电容C7的另一端、插座(J4)的7脚、电阻R5的另一端、芯片U3的1脚、单片机(U2)的44、46、9脚、电容C5的另一端、电容C4的另一端共同接地。

4.根据权利要求1所述的一种断路器的短消息通知装置，其特征在于外围接口电路由USB芯片(U8)、USB接口(J2)、发光二极管D2以及电阻R12、R13、电容C11～C13组成，其中USB芯片(U8)为CP2102，发光二极管D2的阳极与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与USB芯片(U8)的11脚连接，电阻R12的一端与USB芯片(U8)的9脚连接，电容C11的一端与USB芯片(U8)的6脚连接，电容C12的一端与电容C13的一端连接后与USB芯片(U8)的7、8脚连接，USB芯片(U8)的7、8脚连接后与USB接口(J2)的1脚连接，USB接口(J2)的2、3脚分别与USB芯片(U8)的5、4脚连接，USB芯片(U8)的25、26脚分别与MCU电路中的单片机(U2)的25、24脚连接，单片机(U2)为M30262，电阻R12的另一端接电源电压(VCC)，发光二极管D2的阴极、电容C11、C12、C13的另一端、USB接口(J2)的5脚、USB芯片(U8)的3脚共同接地。

5.根据权利要求1所述的一种断路器的短消息通知装置，其特征在于现场总线或以太网接口电路由芯片U9以及电阻R14～R17、电容C14组成，其中芯片U9为MAX3483，电阻R14、R15的一端分别与芯片U9的7、6脚连接，电阻R14的另一端与电阻R16的一端连接后接外部断路器(6)，电阻R15的另一端与电阻R17的一端连接后接外部断路器(6)，芯片U9的1、4脚分别与MCU电路中的单片机(U2)的27、26脚连接，单片机(U2)为M30262，芯片U9的2、3脚与MCU电路中的单片机(U2)的48脚连接，电阻R17的另一端、电容C14的一端、芯片U9的8脚共同接电源电压(VCC)，电容C14的另一端、芯片U9的5脚、电阻R16的另一端共同接地。