CN104880681A - 一种强磁场窃电自动报警装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强磁场窃电自动报警装置及其控制方法。强磁场窃电自动报警装置与电能表电连接。强磁场窃电自动报警装置中内置单片机控制电路，单片机控制电路的信号输出端与数据存储电路、时钟控制电路、MAX485接口电路、磁场自动检测电路的信号输入端连接。磁场自动检测电路包括霍尔效应感应器及其外围电路，MAX485接口电路通过RS485总线与电能表通信。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供的一种强磁场自动报警装置不断获取电能表信息存储信息，实时监测用户电能表所处的磁场环境，当磁场大于对电能表的破坏临界时，通过手机短信的形式发送给相关工作人员，缩短了窃电行为被发现的时间，减少了经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及磁场检测装置，尤其涉及的是一种强磁场窃电自动报警装置及其控制方法。
背景技术
供电网络中用于计量电能的电能表对工作环境有要求，尤其是如今普遍使用的智能电能表对工作环境的磁场要求很高，当磁场超出工作要求时轻则造成电能表计量失准发生计量错误(通常为少计)，重则损坏电能表。
在用电检查工作中，工作人员经常发现用户用强磁场干扰、破坏电能表已达到窃电的目的，而电能表被破坏后往往难于被发现，经过反复排查发现时已经在异常状态下运行很长时间，错计、漏计电量相当大。故亟待开发一种强磁场自动报警装置，实时监测用户电能表所处的磁场环境。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种强磁场窃电自动报警装置及其控制方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种强磁场窃电自动报警装置，该强磁场自动检测报警装置与电能表电连接，该强磁场自动检测报警装置中内置单片机控制电路、MAX485接口电路、数据存储电路、时钟控制电路、无线通讯电路、报警电路、磁场自动检测电路和为上述电路供电的电源电路，该强磁场自动检测报警装置的MAX485接口电路通过RS485总线与电能表通信连接；所述单片机控制电路为微处理器芯片及其外围电路组成的嵌入式系统，所述微处理器芯片为STC89C52单片机，所述磁场自动检测电路包括霍尔效应感应器及其外围电路，所述STC89C52单片机的信号输出端与磁场自动检测电路的信号输入端电连接，所述霍尔效应感应器实时监测用户电能表所处的磁场环境；所述单片机控制电路根据磁场自动检测电路采集的电能表周围的磁场数据，判定是否为异常，并根据时间控制电路设定的持续时间，判定异常持续，通过无线通信电路对外部发送窃电行为存在，并通过报警电路警示报警。
作为上述方案的进一步优化，所述无线通讯电路包括GTM900芯片及其外围电路，所述GTM900芯片通过UART接口与单片机控制电路电连接。
作为上述方案的进一步优化，所述时钟控制电路包括DS3231时钟芯片及其外围电路，该DS3231时钟芯片通过I2C双向串行总线与所述单片机控制电路通信连接。
作为上述方案的进一步优化，所述时钟控制电路包括DS3231时钟芯片及其外围电路，该DS3231时钟芯片通过I2C双向串行总线与所述单片机控制电路通信连接。
作为上述方案的进一步优化，所述报警电路包括控制电路和警示电路，所述控制电路包括第一电阻R8、第二电阻R9、光敏二极管、NPN型三极管和电磁继电器；所述警示电路包括按键开关S、蜂鸣器和一个光敏二极管，所述警示电路通过所述控制电路与所述单片机控制电路电连接。
作为上述方案的进一步优化，所述STC89C52单片机的信号输出端通过第一电阻R8与该NPN型三极管的基极连接，该NPN型三极管的发射级和基极两端并联第二电阻R9，该NPN型三极管的集电极连接第一光敏二极管，该光敏二极管的两端并联一个多触点继电器；所述警示电路是通过多触点继电器与按键开关S串联，所述多触点继电器与按键开关S串联后两端并联一个蜂鸣器，该蜂鸣器的两端并联第二光敏二极管。
一种强磁场窃电自动报警装置的控制方法，包括如下步骤：
(1)磁场自动检测电路实时采集电能表周围的磁场数据，单片机控制电路将数据指派存储于数据存储电路中；
(2)单片机控制电路不断获取与之通信连接的电能表数据，并将数据存储于数据存储电路中；
(3)单片机控制电路中设置磁场阀值，当实时采集的电能表的周围磁场数据大于设定阀值时，单片机控制电路识别当前为异常；
(4)时钟控制电路设定持续时间阀值，单片机控制电路再次判断异常持续是否大于设定持续时间阀值，若持续时间大于设定持续时间阀值，判定存在窃电行为；
(5)单片机控制电路通过无线通讯模块主动将窃电行为数据以短信形式发送给外设；
(6)单片机控制电路拉高与之电性连接的霍尔效应感应器的EVENTOUT引脚，与霍尔效应感应器的EVENTOUT引脚电连接的多触点继电器与蜂鸣器形成回路，蜂鸣器发出蜂鸣报警音。
作为上述方案的进一步优化，所述数据存数电路通过堆栈的存储方式，单片机控制电路控制时钟电路，每隔5分钟读取一次电能的相关信息数据，读取的信息数据包括当前正向有功总电能、反向有功总电能、正向无功总电能、反向无功总电能、当前最大需量和当前时间。
作为上述方案的进一步优化，所述磁场阀值为0.3T，所述持续时间阀值为两分钟。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供的一种强磁场窃电自动报警装置获取电能表信息，并存储信息，实时监测用户电能表所处的磁场环境，当磁场大于对电能表的破坏临界时通过手机短信的形式发送给相关工作人员，大大缩短了窃电行为被发现的时间，极大地减少了经济损失。
附图说明
图1是本发明的电路结构框图。
图2是本发明的单片机控制电路的电路原理图。
图3是本发明的无线通讯电路的电路原理图。
图4是本发明的数据存储电路的电路原理图。
图5是本发明的时钟控制电路的电路原理图。
图6是本发明的磁场自动检测电路的电路原理图。
图7是本发明的MAX485接口电路的电路原理图。
图8-1和图8-2为本发明的报警电路的电路原理图。
图9是本发明的一种强磁场窃电自动报警装置的控制方法的控制流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参见图1，为本发明的一种强磁场窃电自动报警装置的电路结构框图。强磁场窃电自动报警装置与电能表电连接，强磁场自动检测报警装置中内置单片机控制电路11、MAX485接口电路12、数据存储电路13、时钟控制电路14、无线通讯电路15、报警电路16、磁场自动检测电路17和为上述电路供电的电源电路18。单片机控制电路为微处理器芯片及其外围电路组成的嵌入式系统，微处理器芯片的信号输出端与数据存储电路、时钟控制电路、MAX485接口电路、磁场自动检测电路的信号输入端连接。
参见图2，单片机控制电路为微处理器芯片及其外围电路组成的嵌入式系统。其中，微处理器芯片为STC89C52单片机。参见图4，图4是本发明的数据存储电路的电路原理图。数据存储电路包括AT24CO4存储芯片。参见图7，图7是本发明的MAX485接口电路的电路原理图。本发明的强磁场自动检测报警装置的MAX485接口电路通过RS485总线与电能表通信连接，不断获取电能表的信息，并通过数据存储电路将获取的电能表数据存储。
参见图6，磁场自动检测电路包括霍尔效应感应器及其外围电路，霍尔效应感应器实时监测用户电能表所处的磁场环境。参见图3，无线通讯电路包括GTM900芯片及其外围电路，GTM900芯片通过UART接口与单片机控制电路电连接。参见图5，时钟控制电路包括DS3231时钟芯片及其外围电路，该DS3231时钟芯片通过I2C双向串行总线与所述单片机控制电路通信连接。单片机控制电路根据磁场自动检测电路采集的电能表周围的磁场数据，判定是否为异常，并根据时间控制电路设定的持续时间，判定异常持续，通过无线通信电路对外部发送窃电行为存在，并通过报警电路警示报警。
参见图8-1和图8-2，报警电路包括控制电路和警示电路，控制电路包括第一电阻R8、第二电阻R9、光敏二极管、NPN型三极管和多触点继电器；所述警示电路包括按键开关S、蜂鸣器和一个光敏二极管，警示电路通过所述控制电路与所述单片机控制电路电连接。所述单片机控制电路通过第一电阻R8NPN型三极管的基极连接，NPN型三极管的发射级和基极两端并联第二电阻R9，NPN型三极管的集电极连接一个光敏二极管，该光敏二极管的两端并联一个多触点继电器。警示电路是通过多触点继电器与按键开关S串联后的两端并联一个蜂鸣器，该蜂鸣器的两端也并联一个光敏二极管。
参见图9，为本发明的一种强磁场窃电自动报警装置的控制方法的控制流程图。一种强磁场窃电自动报警装置的控制方法，包括如下步骤：
(1)磁场自动检测电路实时采集电能表周围的磁场数据，单片机控制电路将数据指派存储于数据存储电路中；
(2)单片机控制电路不断获取与之通信连接的电能表数据，数据存数电路通过堆栈的存储方式，单片机控制电路控制时钟电路，每隔5分钟读取一次电能表的相关信息数据，读取的信息数据包括当前正向有功总电能、反向有功总电能、正向无功总电能、反向无功总电能、当前最大需量和当前时间，并将数据存储于数据存储电路中；
(3)单片机控制电路中设置磁场阀值为0.3T，当实时采集的电能表的周围磁场数据大于设定阀值时，单片机控制电路识别当前为异常；当实时采集的电能表的周围磁场数据不大于设定阀值时，磁场自动检测电路继续实时采集电能表周围的磁场数据；
(4)时钟控制电路设定持续时间阀值，单片机控制电路再次判断异常持续是否大于设定持续时间阀值,设定持续时间阀值为两分钟，若持续时间大于设定持续时间阀值，判定存在窃电行为；磁场自动检测电路继续实时采集电能表周围的磁场数据；
(5)单片机控制电路通过无线通讯模块主动将窃电行为数据以短信形式发送给外设；
(6)单片机控制电路拉高与之电性连接的霍尔效应感应器的EVENTOUT引脚，与霍尔效应感应器的EVENTOUT引脚电连接的多触点继电器与蜂鸣器形成回路，蜂鸣器发出蜂鸣报警音。
本发明提供的一种强磁场窃电自动报警装置获取电能表信息，并存储信息，实时监测用户电能表所处的磁场环境，当磁场大于对电能表的破坏临界时通过手机短信的形式发送给相关工作人员，大大缩短了窃电行为被发现的时间，极大地减少了经济损失。
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 (9)
1.一种强磁场窃电自动报警装置，该强磁场自动检测报警装置与电能表电连接，该强磁场自动检测报警装置中内置单片机控制电路、MAX485接口电路、数据存储电路、时钟控制电路、无线通讯电路、报警电路、磁场自动检测电路和为上述电路供电的电源电路，其特征在于：该强磁场自动检测报警装置的MAX485接口电路通过RS485总线与电能表通信连接；
所述单片机控制电路为微处理器芯片及其外围电路组成的嵌入式系统，所述微处理器芯片为STC89C52单片机，所述磁场自动检测电路包括霍尔效应感应器及其外围电路，所述STC89C52单片机的信号输出端与磁场自动检测电路的信号输入端电连接，所述霍尔效应感应器实时监测用户电能表所处的磁场环境；所述单片机控制电路根据磁场自动检测电路采集的电能表周围的磁场数据，判定是否为异常，并根据时间控制电路设定的持续时间，判定异常持续，通过无线通信电路对外部发送窃电行为存在，并通过报警电路警示报警。
2.根据权利要求1所述的一种强磁场窃电自动报警装置，其特征在于：所述无线通讯电路包括GTM900芯片及其外围电路，所述GTM900芯片通过UART接口与单片机控制电路电连接。
3.根据权利要求1所述的一种强磁场窃电自动报警装置，其特征在于：所述时钟控制电路包括DS3231时钟芯片及其外围电路，该DS3231时钟芯片通过I2C双向串行总线与所述单片机控制电路通信连接。
4.根据权利要求1所述的一种强磁场窃电自动报警装置，其特征在于：所述报警电路包括控制电路和警示电路，所述控制电路包括第一电阻R8、第二电阻R9、第一光敏二极管、NPN型三极管和一个多触点继电器；所述警示电路包括按键开关S、蜂鸣器和第二光敏二极管，所述警示电路通过所述控制电路与所述单片机控制电路电连接。
5.根据权利要求4所述的一种强磁场窃电自动报警装置，其特征在于：所述STC89C52单片机的信号输出端通过第一电阻R8与该NPN型三极管的基极连接，该NPN型三极管的发射级和基极两端并联第二电阻R9，该NPN型三极管的集电极连接第一光敏二极管，该光敏二极管的两端并联一个多触点继电器；所述警示电路是通过多触点继电器与按键开关S串联，所述多触点继电器与按键开关S串联后两端并联一个蜂鸣器，该蜂鸣器的两端并联第二光敏二极管。
6.根据权利要求1-5所述的一种强磁场窃电自动报警装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)磁场自动检测电路实时采集电能表周围的磁场数据，单片机控制电路将数据指派存储于数据存储电路中；
(2)单片机控制电路不断获取与之通信连接的电能表数据，并将数据存储于数据存储电路中；
(3)单片机控制电路中设置磁场阀值，当实时采集的电能表的周围磁场数据大于设定阀值时，单片机控制电路识别当前为异常；
(4)时钟控制电路设定持续时间阀值，单片机控制电路再次判断异常持续是否大于设定持续时间阀值，若持续时间大于设定持续时间阀值，判定存在窃电行为；
(5)单片机控制电路通过无线通讯模块主动将窃电行为数据以短信形式发送给外设；
(6)单片机控制电路拉高与之电性连接的霍尔效应感应器的EVENTOUT引脚，与霍尔效应感应器的EVENTOUT引脚电连接的多触点继电器与蜂鸣器形成回路，蜂鸣器发出蜂鸣报警音。
7.根据权利要求6所述的一种强磁场窃电自动报警装置的控制方法，其特征在于：所述数据存数电路通过堆栈的存储方式，单片机控制电路控制时钟电路，每隔5分钟读取一次电能表的相关信息数据，读取的信息数据包括当前正向有功总电能、反向有功总电能、正向无功总电能、反向无功总电能、当前最大需量和当前时间。
8.根据权利要求6所述的一种强磁场窃电自动报警装置的控制方法，其特征在于：所述磁场阀值为0.3T。
9.根据权利要求6所述的一种强磁场窃电自动报警装置的控制方法，其特征在于：所述持续时间阀值为2分钟。
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