CN102968874A - 一种配变终端监控系统及监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配变终端监控系统，包括用于发射和接收信号的信号收发单元；用于对信号进行处理的信号处理单元；以及用于接收信号并进一步发送控制信号的信号控制单元；其中所述信号收发单元与信号处理单元耦合电连接，所述信号处理单元与信号控制单元耦合电连接。根据设计出的配电终端监控系统，本发明还公开了一种能够进行有效监控和发送控制信号的方法。本发明的技术方案可以及时的发现和记录配变场所内发生的各种状况，尤其能起到防盗作用。
Description
技术领域
本发明涉及配电自动化领域，更特定言之，本发明涉及一种配电终端监控系统以及基于此系统实现的防盗监控方法。
背景技术
在电力系统中，电网电力从供电公司的高压输电线先进入用户，这中间过程中需要有专门的配电变压器，简称配变来实现高电压至低电压的转换，由于配电变压器起着高低压转换的承接作用，电力供电公司对其运行状态尤为关注，以便及时修复和发现问题，提高供电质量和降低安全隐患。
但是同时，由于配变场所较为分散，且多数是出于户外环境内，因此对其的维护和安全性造成了一定困难，通常在台区内的配电场所得不到有效的防护和隔离，会造成危险和非常规的操作而无法及时被发现和记录。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的缺陷，设计一种配变终端监控系统，可以及时的发现和记录配变场所内发生的各种状况。
为了实现上述技术目的，本发明的设计方案1，设计一种配变终端监控系统，此系统中设计有微波信号的发送和接收单元，同时连接有对这些微波信号进行处理的装置组成，并进一步连接有主要用于将信号转换为电信号并进一步输出的装置。
为了实现上述技术目的，本发明的设计方案2，根据设计出的配电终端监控系统，设计一种能够进行有效监控和发送控制信号的方法。
技术方案1：一种配变终端监控系统，其包括：
用于发射和接收信号的信号收发单元；
用于对信号进行处理的信号处理单元；
以及用于接收信号并进一步发送控制信号的信号控制单元；
其中所述信号收发单元与信号处理单元耦合电连接，所述信号处理单元与信号控制单元耦合电连接。
作为优选，在本发明的优选实施例中，所述信号收发单元进一步包括天线单元。
作为优选，在本发明的优选实施例中，所述天线单元包括直径介于5cm至8cm之间的铜环。
作为优选，在本发明的优选实施例中，所述铜环的直径为1mm至5mm之间，优选为3mm。
作为优选，在本发明的优选实施例中，所述信号处理单元进一步包括：
用于产生微波信号的内部振荡器；
用于控制内部振荡器并控制天线单元产生一个立体空间微波区域的处理器；
用于对位移信号进行接收和比较并进一步产生频移信号的信号比较器；
以及用于接收频移信号并生成电信号的检测器；
其中所述处理器分别电连接至内部振荡器和信号比较器，所述信号比较器电连接至所述检测器。
作为优选，在本发明的优选实施例中，所述立体空间微波区域的有效平面面积介于5m2至20m2之间。
作为优选，在本发明的优选实施例中，所述信号控制单元进一步包括：跟随器、比较器、光耦电路和输出端口，其中所述跟随器、比较器、光耦电路与输出端口依次电连接。
作为优选，在本发明的优选实施例中，所述信号控制单元的输出端口进一步通讯连接至一个监测单元。
技术方案2：一种配变终端的监控方法，其包括步骤：
通过一个内部振荡器产生微波信号；
通过一个信号收发单元向物理空间发射所述微波信号；
在所述物理空间中产生一个立体空间微波区域；
通过所述信号收发单元获取所述立体空间微波区域中的位移信号；
通过一个信号比较器对所获取的位移信号与微波信号进行比较；
根据位移信号与微波信号进行比较的结果生成频移信号；
通过一个检测器接收频移信号并生成电信号；
通过一个信号控制单元根据所述电信号控制一个监测单元的灵敏度和监测范围，并产生报警信号。
作为优选，在本发明的优选实施例中，当未获取到位移信号时，所述检测器输出的电信号的静态电压为6V；当获取到位移信号时，所述检测器输出的电信号的动态电压范围是介于±50mV至±5V之间。
作为优选，在本发明的优选实施例中，当检测器的输出信号经跟随器缓冲和载波延续后，送至运放组成的比较器进行鉴别，当电压高于运放正端的设定电压或低于运放负端的设定电压时，比较器输出低电平，光耦电路导通，输出端口呈低阻状态，以进一步控制一个外部源产生报警信号。
本发明的技术方案利用超声波信号或微波信号传播，能将物体移动时的位移信号转换成相应的电信号。利用内部振荡器产生的微波信号经发射器送至外接发射单元发射到一个物理空间中，产生一个立体空间微波防护区，当人或其他物体在该防护区移动时，反射回来的微波信号与原信号之间将产生频移，频移信号通过检测器处理后，即可得到与移动目标相应的电信号，从而起到实时侦测这个有效物理防护区中任何可能出现的非常规操作，尤其能起到防盗作用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详述：
图1为本发明配变终端监控系统的结构原理示意图；
图2为本发明信号处理单元的结构原理示意图。
具体实施方式
实施例1：
参照图1，一种配变终端监控系统，其包括用于发射和接收信号的信号收发单元11；用于对信号进行处理的信号处理单元20；以及用于接收信号并进一步发送控制信号的信号控制单元30；其中所述信号收发单元11与信号处理单元20耦合电连接，信号处理单元20与信号控制单元30耦合电连接。在本发明的优选实施例中，信号收发单元11进一步包括天线单元，天线单元包括直径介于5cm至8cm之间的铜环，铜环的直径为1mm至5mm之间，优选为3mm。
参照图2，在本发明的优选实施例中，信号处理单元20进一步包括用于产生微波信号SWM的内部振荡器21；用于控制内部振荡器21并控制天线单元产生一个立体空间微波区域的处理器22；用于对位移信号SVL进行接收和比较并进一步产生频移信号SF的信号比较器23；以及用于接收频移信号SF并生成电信号SU的检测器24；其中所述处理器22分别电连接至内部振荡器21和信号比较器23，所述信号比较器23电连接至所述检测器24。在本发明的优选实施例中，所述立体空间微波区域的有效平面面积介于5m2至20m2之间。
参照图2，在本发明的优选实施例中，所述信号控制单元30进一步包括：跟随器31、比较器32、光耦电路33和输出端口34，其中所述跟随器31、比较器32、光耦电路33与输出端口34依次电连接。在本发明的优选实施例中，所述信号控制单元30的输出端口34进一步通讯连接至一个监测单元40。
实施例2：
一种配变终端监控系统，其包括：用于发射和接收信号的信号收发单元11；用于对信号进行处理的信号处理单元20；用于接收信号并进一步发送控制信号的信号控制单元30；以及用于对一个立体空间微波区域进行监测的监测单元40；其中所述信号收发单元11与信号处理单元20耦合电连接，信号处理单元20与信号控制单元30耦合电连接，所述监测单元40与信号控制单元40耦合电连接。在本发明的优选实施例中，信号收发单元11进一步包括天线单元，天线单元包括直径介于5cm至8cm之间的铜环，铜环的直径为1mm至5mm之间，优选为3mm。在本发明的优选实施例中，信号处理单元20进一步包括用于产生微波信号SWM的内部振荡器21；用于控制内部振荡器21并控制天线单元产生一个立体空间微波区域的处理器22；用于对位移信号SVL进行接收和比较并进一步产生频移信号SF的信号比较器23；以及用于接收频移信号SF并生成电信号SU的检测器24；其中所述处理器22分别电连接至内部振荡器21和信号比较器23，所述信号比较器23电连接至所述检测器24。在本发明的优选实施例中，所述立体空间微波区域的有效平面面积是介于5m2至20m2之间。在本发明的优选实施例中，所述信号控制单元30进一步包括：跟随器31、比较器32、光耦电路33和输出端口34，其中所述跟随器31、比较器32、光耦电路33与输出端口34依次电连接。
实施例3：
一种配变终端的监控方法，其特征在于包括如下步骤：
通过一个内部振荡器21产生微波信号SWM；
通过一个信号收发单元11向物理空间发射所述微波信号SWM；
在所述物理空间中产生一个立体空间微波区域；
通过所述信号收发单元11获取所述立体空间微波区域中的位移信号SVL；
通过一个信号比较器23对所获取的位移信号SVL与微波信号SWM进行比较；
根据位移信号SVL与微波信号SWM进行比较的结果生成频移信号SF；
通过一个检测器24接收频移信号SF并生成电信号SU；
通过一个信号控制单元30根据所述电信号SU控制一个监测单元40的灵敏度和监测范围，并产生报警信号。
作为优选，在本发明的优选实施例中，当未获取到位移信号SVL时，所述检测器24输出的电信号SU的静态电压为6V；当获取到位移信号SVL时，所述检测器24输出的电信号SU的动态电压范围是介于±50mV至±5V之间。
作为优选，在本发明的优选实施例中，当检测器24的输出信号SU经跟随器31缓冲和载波延续后，送至运放U1A、U1C组成的比较器32进行鉴别，当电压高于U1A正端的设定电压或低于U1C负端的设定电压时，比较器32输出低电平，光耦电路33导通，输出端口34呈低阻状态，以进一步控制一个外部源产生报警信号。
作为优选，在本发明的优选实施例中，信号处理单元20的工作电源电压为12V，天线单元为直径3mm的铜丝弯成的直径5～8cm的圆环，有效发射面积大于20m2，静态时的输出电压为6V。在有效发射区内，当有目标移动时，第6脚动态输出电压变化不小于±50mV，移动目标离天线单元愈近，输出电压变化幅度越大，最大时可达±5V以上。传感器的输出信号经跟随器31后，送至运放U1A、U1C组成的比较器32进行鉴别，当电压高于U1A正端的设定电压或低于U1C负端的设定电压时，比较器32输出低电平，光耦33导通，输出端为低阻状态，产生报警信号。通过调节电阻Ｒ4，即可改变监测单元40的灵敏度及探测范围。
以上仅为本发明的优选实施例，并非是对本发明的技术方案的限定，应当了解，一切本发明技术方案所作出的修改、变化或替代实施方式，皆应涵盖于本发明所附权利要求主张的技术范畴内。
Claims (9)
1.一种配变终端监控系统，其特征在于包括：
用于发射和接收信号的信号收发单元（11）；
用于对信号进行处理的信号处理单元（20）；以及
用于接收信号并进一步发送控制信号的信号控制单元（30）；
其中所述信号收发单元（11）与信号处理单元（20）耦合电连接，所述信号处理单元（20）与信号控制单元（30）耦合电连接。
2.如权利要求1所述的配变终端监控系统，其特征在于：所述信号收发单元（11）进一步包括天线单元。
3.如权利要求2所述的配变终端监控系统，其特征在于：所述天线单元包括直径介于5cm至8cm之间的铜环。
4.如权利要求1或2所述的配变终端监控系统，其特征在于：所述信号处理单元（20）进一步包括：
用于产生微波信号SWM的内部振荡器（21）；
用于控制内部振荡器（21）并控制天线单元产生一个立体空间微波区域的处理器（22）；
用于对位移信号SVL进行接收和比较并进一步产生频移信号SF的信号比较器（23）；以及
用于接收频移信号SF并生成电信号SU的检测器（24）；
其中所述处理器（22）分别电连接至内部振荡器（21）和信号比较器（23），所述信号比较器（23）电连接至所述检测器（24）。
5.如权利要求4所述的配变终端监控系统，其特征在于：所述立体空间微波区域的有效平面面积介于5m2至20m2之间。
6.如权利要求1所述的配变终端监控系统，其特征在于：所述信号控制单元（30）进一步包括：
跟随器（31）、比较器（32）、光耦电路（33）和输出端口（34），其中所述跟随器（31）、比较器（32）、光耦电路（33）与输出端口（34）依次电连接。
7.如权利要求6所述的配变终端监控系统，其特征在于：所述信号控制单元（30）的输出端口（34）进一步通讯连接至一个监测单元（40）。
8.一种配变终端的监控方法，其特征在于包括步骤：
通过一个内部振荡器（21）产生微波信号SWM；
通过一个信号收发单元（11）向物理空间发射所述微波信号SWM；
在所述物理空间中产生一个立体空间微波区域；
通过所述信号收发单元（11）获取所述立体空间微波区域中的位移信号SVL；
通过一个信号比较器（23）对所获取的位移信号SVL与微波信号SWM进行比较；
根据位移信号SVL与微波信号SWM进行比较的结果生成频移信号SF；
通过一个检测器（24）接收频移信号SF并生成电信号SU；
通过一个信号控制单元（30）根据所述电信号SU控制一个监测单元（40）的灵敏度和监测范围，并产生报警信号。
9.如权利要求8所述的配变终端的监控方法，其特征在于：当未获取到位移信号SVL时，所述检测器（24）输出的电信号SU的静态电压为6V；
当获取到位移信号SVL时，所述检测器（24）输出的电信号SU的动态电压范围是介于±50mV至±5V之间。
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