CN101509941B - 蓄电池防盗装置及方法、通信网络中的蓄电池防盗系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蓄电池的防盗，提供了蓄电池的防盗装置、方法及通信网络中蓄电池的防盗系统。所述防盗装置包括：检测模块，用于直接输出或者经比例调节后输出至少一个检测点电压，所述检测点电压包括所述蓄电池的一个接线柱的电压；判断模块，根据所述检测模块输出的所述检测点电压的值或者所述检测点电压之间相互比较的结果，判断蓄电池是否被盗。通过检测蓄电池的接线柱的电压，判断蓄电池是否被盗，达到结构简单且成本低廉地实现蓄电池的防盗。

Description

蓄电池防盗装置及方法、通信网络中的蓄电池防盗系统

技术领域

本发明涉及蓄电池防盗，尤其涉及蓄电池防盗装置及方法、通信网络中的蓄电池防盗系统。

背景技术

随着移动通信网络的建设和发展，为了消除网络覆盖的盲区，最近几年出现大量的户外基站。这些基站往往都设置在离城乡比较偏远的地区，长期处于无人值守状态。基站用的蓄电池一般为铅酸蓄电池，其价格比较昂贵，所以常被偷盗。一旦蓄电池被盗，又长时间未被检测出来，就会降低通讯基站运行的可靠性。因为在出现交流停电时，如果基站蓄电池已被盗，会导致基站通信立即中断。

一般蓄电池都会放置在机柜里，有门禁开关保护，不容易被偷盗。但也有些蓄电池会放置在机柜附近的地洞中，防盗措施很简易，很容易被偷盗。目前国内外有很多蓄电池防盗装置，但是此类装置实现起来较为复杂，往往只能提供声光告警，无法应用在户外组合电源上。而具有无线告警的检测装置成本很高，系统加上此装置，会提高设备的成本，降低了市场竞争力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蓄电池防盗装置及方法、通信网络中的蓄电池防盗系统，旨在解决现有技术下，蓄电池防盗装置实现较为复杂且成本较高的问题。

本发明是这样实现的，一种蓄电池防盗装置，所述装置包括：

检测模块，用于直接输出或者经比例调节后输出至少一个检测点电压，所述检测点电压包括所述蓄电池的一个接线柱的电压；

判断模块，根据所述检测模块输出的所述检测点电压的值或者所述检测点电压之间相互比较的结果，判断蓄电池是否被盗。

本发明的另一目的在于提供一种蓄电池防盗方法，所述方法包括：

步骤一，获得至少一个检测点电压，所述检测点电压包括蓄电池一个接线柱对地的第一电压；

步骤二，根据检测的电压或者检测的电压相互比较的结果判断蓄电池是否被盗，是则发出蓄电池被盗信息。

本发明的另一目的在于提供一种通信网络中的蓄电池防盗系统，所述系统包括上述蓄电池防盗装置，及将上述防盗装置中的判断模块的判断结果输出给远程用户的通信网络中组合电源的监控系统；

所述通信网络中组合电源的监控系统包括：

前台监控，用于接收所述装置输出的蓄电池的状态信息；

告警通道，用于传输蓄电池的状态信息；

后台监控，用于接收蓄电池的状态信息并告知用户。

本发明的有益效果是，通过检测蓄电池的接线柱和/或其它电压，根据检测到的电压值或者其相互关系判断蓄电池是否被盗，如果是，则发出蓄电池被盗的信号。从而达到了结构简单且成本低廉地实现蓄电池的防盗。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种蓄电池防盗装置的应用结构图；

图2是本发明实施例提供的一种通信网络中的蓄电池防盗系统的结构图；

图3是本发明实施例提供的通信网络中的蓄电池防盗系统的检测点的具体位置图；

图4是本发明实施例提供的差分比例运放电路的电路结构图；

图5是本发明实施例提供的根据检测电压判断蓄电池是否被盗的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，检测蓄电池的接线柱及蓄电池的充电回路上的电压，根据检测到的电压值或者其相互关系判断蓄电池是否被盗，如果是，则发出蓄电池被盗的信息。通过电压判断蓄电池是否被盗，可以低成本且使用简单结构实现蓄电池的防盗。

图1示出了本发明实施例提供的一种蓄电池的防盗装置的结构。该防盗装置包括一检测模块和一判断模块。检测模块直接输出或者经比例调节后输出至少一个检测点电压，其输入端至少直接连接到蓄电池的一个接线柱上以检测电压，输出端连接判断模块；判断模块，根据检测模块输出的所述检测点电压的值或者检测点电压之间相互比较的结果，判断蓄电池是否被盗，如果是，则发出蓄电池被盗的信息。

蓄电池在位时，检测模块的输入电压为蓄电池接线柱的电压；当蓄电池被盗时其接线柱就被悬空或者触地，检测模块的输入电压为悬空时电压或接地电压；由于蓄电池接线柱的电压和悬空时电压或接地电压有很大不同，所以蓄电池在位时与蓄电池被盗时检测模块检测到的电压一般有很大不同，检测模块将输入电压直接输出给判断模块，判断模块根据电压的值可以很清楚地判断蓄电池是否被盗。本领域的技术人员可以理解，在一些特殊的应用环境，蓄电池的一个接线柱被接地而使该接线柱的电压和接地电压一样，这时只需要用户将检测模块的输入端直接连接到蓄电池的另一个接线柱上，检测模块检测到的蓄电池在位时接线柱上的电压和悬空时电压或接地电压就是有很大不同的电压，一样可以实现蓄电池的防盗。

检测模块的输入端可以还直接连接蓄电池的另一个接线柱。这时，检测模块可以直接将检测到的电压或者将检测到的两个电压进行差分放大后输出给判断模块。由于蓄电池在位时检测到的两个接线柱上的电压是有很大电压差，而在蓄电池被盗时是检测不到什么电压差的。所以判断模块比较检测模块输出的蓄电池的两个接线柱上电压差，或者根据检测到的蓄电池的两个接线柱上的电压的差分放大后的值，可以很清楚判断出蓄电池是否被盗。

检测模块的输入端也可以是直接连接蓄电池的一个接线柱并连接蓄电池回路上合适的一点或几点。蓄电池回路上合适点的选择，可以根据蓄电池的该接线柱上的电压和回路上合适点的电压的相互关系选择，该相互关系应该在蓄电池在位与被盗时有不同的状态。检测模块可以直接输出其输入端的检测电压给判断模块。判断模块根据检测模块的输出可以很清楚地判断出蓄电池是否被盗。

图2示出了本发明实施例提供的在通信组合电源中蓄电池的防盗系统的结构。在本实施例中，通信电源系统为负48V，蓄电池充电回路包括将交流电整流成直流的整流器和在电流过大时断开电路以防止烧毁蓄电池的电流过流保护模块。整流器的负极输出端通过电流过流保护模块连接蓄电池的负极。整流器输出端的直流母排的正极与机柜及保护地连接在一起。该系统包括检测模块201、比例调节模块和监控系统。

检测模块201用于直接输出或者经比例调节后输出至少一个检测点电压，所述检测点电压包括所述蓄电池的一个接线柱的电压；比例调节模块对检测模块201输出的电压进行比例调节，方便监控系统中的前台监控进行电压采集；监控系统是借用通信网络中用于组合电源的监控系统，这样可以节省蓄电池防盗系统的成本。监控系统中包括：用于采集检测的电压并输出根据采集的电压对蓄电池的状态进行判断的结果的前台监控；用于传输蓄电池的状态信息的告警通道；用于接收蓄电池的状态信息并告知远程用户的后台监控。在本发明实施例中，监控系统的前台监控中集成了上述防盗装置中的判断模块，前台监控可以根据检测点电压判断蓄电池的状态后，将蓄电池的状态通过所述告警通道传到后台监控。本领域的技术人员可以理解，通信组合电源中蓄电池的防盗系统可以包括如上所述的蓄电池防盗装置及如上所述的监控系统，蓄电池防盗装置将蓄电池状态的判断结果提供给监控系统，监控系统再将蓄电池状态信息传给远程用户。

在本实施例中，检测模块201包括三路相同的差分比例运放电路。三路相同的差分比例运放电路的接地端均连接整流器输出端的直流母排的负极。与差分比例运放电路的输出端Vout、Vbatt1和Vbatt2对应的三个差分比例运放电路的负极输入端，分别接从整流器的负极引出的第二电压Vout-、电流过流保护模块的连接至蓄电池的负极的输出端引出的第三电压Vbatt1-和蓄电池负极接线柱引出的第一电压Vbatt2-的三路检测电压。这三路差分调节电路的正极输入端均连接由保护地引出的电压V+。检测电压的连接点具体如附图3所示。

图4示出了本发明实施例提供的差分比例运放电路的电路结构。差分比例运放电路中包括一运算放大电路，与运算放大电路的输入端的正负极分别连接阻值相同的第一电阻R1和第二电阻R2，并将第一电阻R1和第二电阻R2的另一端作为差分比例运放电路的输入端Vin-和输入端Vin+，连接运算放大电路的输入端负极和输出端Vo的第三电阻R3；运算放大电路的输入端负极和输出端Vo还连接有一个电容；运算放大电路的输入端正极直接连接一与第三电阻R3阻值相同的第四电阻R4；第四电阻R4的另一端作为差分比例运放电路的接地端。

设置差分调节运放电路中的差分调节系数R1/R3或R2/R4为K，当差动输入的正负端全部接入且接地端直接接地时，则输出结果为：

Vo＝(Vin+-Vin-)/K；

而当差动输入的负端悬空且接地端直接接地时，此电路变成电压跟随器，输出结果为：

Vo＝Vin+/(K+1)。

以下分四种情况分析图2中，蓄电池是否被盗及电流过流保护模块是否闭合与检测模块201的三路差分比例运放电路的输出电压的相互关系。为了便于分析，以下分析中省去了由于三路相同的差分比例运放电路的接地端均连接整流器输出端的直流母排的负极，而需要将上述差分比例运放电路的输出电压减去一个直流母排的负极电压值。即检测模块201的三个输出电压均进行了提升，以方便说明其相互关系。

(1)蓄电池在位，电池的电流过流保护模块闭合

由于电流过流保护模块闭合，电压检测点：第三电压Vout-、第二电压Vbatt1-和第三电压Vbatt2-的电压输出相同，都为Vout-，通过上述差分调节运放电路的输出分析可知，检测模块201的三个输出电压为：

Vbatt1＝Vbatt2＝Vout＝(V+-Vout-)/K

(2)蓄电池在位，电池的电流过流保护模块断开

由于电流过流保护模块断开，第二电压Vout-经差分比例运放电路模块输出的电压为Vout，第三电压Vbatt1-和第一电压Vbatt2-经差分比例运放电路模块输出的电压相同，为Vbatt，通过分析可知：

Vout＝(V+-Vout-)/K

Vbatt1＝Vbatt2＝Vbatt＝(V+-Vbatt1-)/K

此时，输出电压Vout为整流器的负极输出电压，输出电压Vbatt为蓄电池的实际电压，由于蓄电池内阻会导致一部分压降，所以输出电压Vout和Vbatt不等，且输出电压Vout会稍大于Vbatt。

通过比较，当蓄电池在位时，不管空开状态如何，检测模块201的输出电压Vbatt1都等于Vbatt2。

(3)蓄电池不在位，电池的电流过流保护模块闭合

由于电流过流保护模块闭合，第二电压Vout-和第三Vbatt1-为同一个检测点，检测模块的对应输出电压为Vout：

Vbatt1＝Vout＝(V+-Vout-)/K

由于蓄电池不在位，连接在蓄电池接柱端子的蓄电池负极接线柱电压的检测线会脱离检测点，它可能悬空，也可能搭在机柜上，由于通信网络中的直流母排线的负排在机柜的内部，所以它不可能搭在负排上。这时又分两种情况。

当蓄电池负极接线柱电压的检测线悬空时，通过分析可知，其检测输出电压：

Vbatt2＝(V+-Vout-)/(K+1)＝Vout*K/(K+1)

当蓄电池负极接线柱电压的检测线搭在机柜上，由于机柜和V+是短接，所以差动比例运放电路的两个输入电压相同，通过分析可知，其检测输出电压为：

Vbatt2＝(V+-V+)/K＝0

不管蓄电池负极接线柱电压的检测线是悬空还是搭载机柜上的情况，检测输出电压Vbatt1都和Vbatt2不相等。

(4)蓄电池不在位，电池的电流过流保护模块断开

这时第二电压Vout-检测整流器的直流母排负极电压，Vbatt1-检测到为悬空电压，根据以上分析可知，检测输出电压为：

Vout＝(V+-Vout-)/K

Vbatt1＝(V+-Vout-)/(K+1)＝Vout*K/(K+1)

根据蓄电池负极接线柱电压检测线位置的不同，分两种情况。

当蓄电池负极接线柱电压的检测线悬空时，通过分析可知：

Vbatt2＝(V+-Vout-)/(K+1)＝Vout*K/(K+1)

这时输出电压Vbatt1等于Vbatt2，和第二种情况特别类似，如果蓄电池本身电压等于Vout*K/(K+1)，情况就完全相同了。

当蓄电池负极接线柱电压的检测线搭在机柜上：

Vbatt2＝(V+-V+)/K＝0

输出电压Vbatt1和Vbatt2不等。

通过对以上四种情况的分析可知，当检测模块201的输出电压Vbatt1和Vbatt2不同时，可直接判断蓄电池不在位；当它们相同时，可根据Vbatt1是否等于Vout*K/(K+1)的关系来判断，当Vbatt1不等于Vout*K/(K+1)时，可判断蓄电池在位；当电池电压Vbatt恰巧等于Vout*K/(K+1)时，情况二和情况四完全相同，这时可以调节整流器输出电压，当Vbatt1跟随输出电压变化时，即第四种情况，可判断蓄电池不在位，否则为第二种情况，可判断蓄电池在位。上述判断可以由集成到监控系统中的前台监控的判断模块实现。

图5示出了上述判断步骤的简单流程，该流程可以在前台监控中实现，具体步骤说明如下：

在步骤S501中，采集差分比例运放电路模块输出的三路电压值；

在步骤S502中，判断输出电压Vbatt1和输出电压Vbatt2是否相等；

判断输出电压Vbatt1和输出电压Vbatt2是否相等，如果是，则执行步骤S504；否则执行步骤S503

在步骤S503中，判断蓄电池不在位；然后执行步骤S508。

在步骤S504中，判断输出电压Vbatt1值和Vout*K/(K+1)值是否相等；

判断电压Vbatt1值和Vout*K/(K+1)值是否相等；如果否，则执行步骤S505，

否则执行步骤S506。

在步骤S505中，判断蓄电池在位；然后执行步骤S508。

在步骤S506中，通过控制占空比来调节整流器输出电压。

在步骤S507中，判断输出电压Vbatt1是否变化时，是则执行步骤S503，否则执行步骤S505。

在步骤S508中，将蓄电池状态上传到后台。

判断模块可以集成到通信网络中的组合电源的监控系统的前台监控，前台监控周期性根据以上步骤进行判断，如果蓄电池不在位，监控产生告警，并将告警通过监控系统的告警通道上送给后台监控以告知远程用户。

需要注意的是，由于以上检测电压的都为模拟量，而且比例调节电路的比例不可能完全相等，故进行电压比较判断时，要容忍一定的检测误差，误差在±0.5V时，认为是相等的。为了增加判断的可靠性，还可以多次执行该判断流程，当连续多次判断结果都相同时，取该结果作为蓄电池的状态。

本发明实施例还提供了上述通信网络中蓄电池的防盗系统的一种实际应用。在本实施例中，设计检测装置中差分比例运放电路的比例K为12，假定蓄电池组的充电方式为浮充，直流母线经差分调节模块后的输出电压Vout为53.5V，电池的过流保护模块闭合，如果蓄电池被盗不在位，蓄电池接线柱电压的检测线可能悬空或者搭在机柜上，这时检测模块201的输出电压Vbatt2可能为53.5*12/13＝49.38V或者0V，输出电压Vbatt1为53.5V，前台监控可直接判断蓄电池不在位；这时如果过流保护模块断开，并且蓄电池的接线柱电压检测线搭在机柜上，检测模块201的输出电压Vbatt2为0V，输出电压Vbatt1为53.5*12/13＝49.38V，前台监控便可直接判断蓄电池不在位；如果蓄电池的接线柱电压检测线悬空，则Vbatt1和Vbatt2都为53.5*12/13＝49.38V，可通过控制整流器的占空比来调节整流器输出电压，如果Vbatt1和Vbatt2跟着变化，前台监控便可判断蓄电池不在位；如果Vbatt1和Vbatt2不变，前台监控可判断蓄电池在位。前台监控将判定结果通过告警通道的通信链路将蓄电池状态上送给后台，局方可查看后台蓄电池的显示状态，当检测的蓄电池被盗时，能及时到相应站点维护。这样就实现了蓄电池的防盗。

本发明实施例还提供了一种蓄电池防盗方法，所述方法包括：

步骤一，获得至少一个检测点电压，所述检测点电压包括蓄电池一个接线柱对地的第一电压。具体如上所述。

步骤二，根据检测的电压或者检测的电压相互比较的结果判断蓄电池是否被盗，是则发出蓄电池被盗信息。具体如上所述。

蓄电池在实际运用中都会有蓄电池充电回路。具体可以如上所述。

上述方法的步骤一中，检测点电压可以是还包括蓄电池充电回路电路上一个合适点的第四电压；

相应的，步骤二具体为：判断检测到的蓄电池一个接线柱上的点的电压或者其与一预定电压或蓄电池回路电路上一个合适点的电压的差是否在预定的范围之外，如果是，则发出蓄电池被盗信号。

上述方法的步骤一的检测点电压还可以是包括：蓄电池充电回路中的几个电压与所述接线柱对地的电压的相互关系状态在蓄电池在位与被盗时不同的点的电压；

相应的，步骤二具体为：判断检测到的电压的相互关系的状态是否为蓄电池被盗时出现的状态，如果是，则发出蓄电池被盗的信息。

上述方法步骤一的检测点电压可以是具体为：蓄电池的负极对地的第一电压、整流器中连接向所述蓄电池的负极的输出端负极的第二电压以及蓄电池回路中电流过流保护模块连接向所述接线柱的输出端的第三电压；

相应的，步骤二具体为：判断所述第一电压是否不等于第三电压，如果是，则发出蓄电池被盗信号，否则判断第一电压是否为悬空状态，如果是，则发出蓄电池被盗信号。上述方法的具体实现如上所述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种蓄电池防盗装置，包括蓄电池充电回路，其特征在于，所述装置包括：

检测模块，用于经比例调节后输出至少一个检测点电压，所述检测点电压包括所述蓄电池的一个接线柱的第一电压、整流器的负极输出端对地的第二电压、和电流过流保护模块的连接所述蓄电池负极的一端对地的第三电压，所述检测模块包括有三路差分比例运放电路，每路所述差分比例运放电路的负极输入端分别连接所述第一电压、第二电压和第三电压，三路所述差分比例运放电路的正极输入端均接地，三路所述差分比例运放电路的接地端均接整流器的负极输出端；

判断模块，根据所述检测模块输出的所述检测点电压的值或者所述检测点电压之间相互比较的结果，判断蓄电池是否被盗；具体为所述判断模块在对应输入端为第一电压和第三电压的两路差分比例运放电路的输出电压不同时，或者在对应输入端为第一电压和第三电压的两路差分比例运放电路的输出电压相同且随着第二电压变化而变化时，判断蓄电池已被盗。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蓄电池充电回路中包括有：整流器的负极输出端通过电流过流保护模块连接蓄电池的负极；所述整流器用于将交流电整流成直流电给蓄电池充电；所述电流过流保护模块用于在电流过大时断开电路以防止烧毁蓄电池。

3.一种蓄电池防盗方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一，获得至少一个检测点电压，所述检测点电压包括蓄电池一个接线柱对地的第一电压、整流器的负极输出端对地的第二电压、和电流过流保护模块的连接所述蓄电池负极的一端对地的第三电压，还包括对获得的所述检测点电压进行比例调节：设置三路差分比例运放电路，每路所述差分比例运放电路的负极输入端分别连接所述第一电压、第二电压和第三电压，三路所述差分比例运放电路的正极输入端均接地，三路所述差分比例运放电路的接地端均接整流器的负极输出端；

步骤二，根据检测的电压或者检测的电压相互比较的结果判断蓄电池是否被盗，是则发出蓄电池被盗信息，具体为：判断所述第一电压是否不等于第三电压，如果是，则发出蓄电池被盗信号，否则判断第一电压是否为悬空状态，如果是，则发出蓄电池被盗信号。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，给所述蓄电池充电的是包括有顺序连接的整流器和电流过流保护模块的蓄电池充电回路，所述步骤一的检测点电压还包括：所述蓄电池充电回路电路上一个点的第四电压；

所述步骤二进一步包括：判断第一电压与一在蓄电池在位时与其有电压差的电压的电压差或第一电压与第四电压的电压差，是否在蓄电在位时的电压差的范围之外，如果是，则发出蓄电池被盗信息。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，给所述蓄电池充电的是包括有顺序连接的整流器和电流过流保护模块的蓄电池充电回路，所述步骤一的检测点电压还包括：蓄电池充电回路中的几个电压与所述接线柱对地的电压的相互关系状态在蓄电池在位与被盗时不同的点的电压；

步骤二具体为：判断检测到的电压的相互关系的状态是否为蓄电池被盗时出现的状态，如果是，则发出蓄电池被盗的信息。

6.一种通信网络中的蓄电池防盗系统，其特征在于，所述系统使用如权利要求1至2所述的任一种装置；及

将任一种所述装置中判断模块的判断结果输出给远程用户的通信网络中组合电源的监控系统；

所述通信网络中组合电源的监控系统包括：

前台监控，用于接收所述装置输出的蓄电池的状态信息；

告警通道，用于传输蓄电池的状态信息；

后台监控，用于接收蓄电池的状态信息并告知用户。

7.如权利要求6所述的防盗系统，其特征在于，所述系统中的判断模块集成到监控系统中的前台监控中；前台监控根据检测点电压判断蓄电池的状态后，将蓄电池的状态通过所述告警通道传到后台监控。

8.如权利要求7所述的防盗系统，其特征在于，所述系统还包括用于对检测模块输出的电压进行比例调节的比例调节模块。

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