CN105652143B - 一种电力接地线监测器及其对接地桩的混合定位方法 - Google Patents

Abstract

一种电力接地线监测器，包括监测器，监测器包括方形外壳和背板，在外壳的正面设置数码管显示屏、指示灯和光控开关，在外壳的后面设置背板槽，在背板槽内设置有触点开关；背板上设置有接线端子，在监测器外壳内设置蓄电池、控制电路板、GPRS模块、GPS模块和微无线电台，蓄电池接控制电路板的电源输入端，GPS模块接控制电路板的定位接收端，GPRS模块的输入端接控制电路板的信号输出端，输出端接上位机，微无线电台的输出端接控制电路板的无线输入端，输入端接现场辅助定位终端。还包括一种利用电力接地线监测器对接地桩的混合定位方法。本发明不仅可以显示接地桩的挂接状态，还可以显示监测器的具体位置。

Description

一种电力接地线监测器及其对接地桩的混合定位方法

技术领域

本发明涉及电力线路检测设备技术领域，具体地说是一种电力接地线监测器及其对接地桩的混合定位方法。

背景技术

目前，对于地线装设的工作，仍然仅靠现场检修人员凭电话报告、文字记录、纸张显示的传统汇报方式，在这种传统的人工作业流程中存在大量的不可靠因素，往往由于人为的疏忽大意，常常出现漏摘接地线，漏摘接地线的错误，给电力系统带来了巨大的经济损失，乃至危及生命，同时也影响了电力用户的正常用电；现有技术的数据记录往往会出现错误或者丢失。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电力接地线监测器及其对接地桩的混合定位方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种电力接地线监测器，包括与上位机、智能接地线和现场辅助定位终端连接的监测器，其特征是，所述的监测器包括方形外壳和背板，在所述外壳的正面设置有数码管显示屏、指示灯和光控开关，在所述外壳的后面设置有背板槽，在所述的背板槽内设置有触点开关；所述的背板上设置有接线端子，所述的背板与背板槽的形状大小相同，背板与背板槽通过卡槽相连；在监测器外壳内设置有蓄电池、控制电路板、GPRS模块、GPS模块和微无线电台，所述的蓄电池与控制电路板的电源输入端相连，所述的GPS模块与控制电路板的定位接收端相连，GPRS模块的输入端与控制电路板的信号输出端相连，GPRS模块的输出端与上位机相连，所述的微无线电台的输出端与控制电路板的无线输入端相连，微无线电台的输入端与现场辅助定位终端相连。

进一步地，所述的指示灯包括状态灯、通讯灯和地线灯。

进一步地，所述的触点开关包括地线检测触点、A相检测触点、B相检测触点、C相检测触点、GND检测触点、485+触点、485-触点、COM_CS触点、VDD_IN触点和VDD_OUT触点；所述的接线端子包括GND检测接线端子、地线检测接线端子、A相检测接线端子、B相检测接线端子、C相检测接线端子、485+接线端子、485-接线端子、COM_CS接线端子、VDD_IN接线端子和VDD_OUT接线端子。

进一步地，当所述的背板与背板槽连接时，背板上一个触点开关的位置对应背板槽上一个接线端子的位置。

进一步地，所述的控制电路板包括控制回路，控制回路包括MCU主控芯片电路、数码管驱动显示电路、光电开关电路、开关量输入电路和485通讯电路；所述的数码管驱动显示电路的输入端与MCU主控芯片电路的输出端相连，数码管驱动显示电路的输出端与数码管显示屏相连；所述的光电开关电路的输入端与光控开关相连，光电开关电路的输出端与MCU主控芯片电路的输入端相连；所述的开关量输入电路的输入端与触点开关相连，开关量输入电路的输出端与MCU主控芯片电路的输入端相连；所述的485通讯电路的输入端与MCU主控芯片电路的输出端相连。

进一步地，所述的MCU主控芯片电路具体包括ATMEGA162-44A芯片及由晶振Y1、电容C15和电容C16组成的外围电路；

ATMEGA162-44A芯片的PA0引脚与状态灯相连，ATMEGA162-44A芯片的PA1引脚与通讯灯相连，ATMEGA162-44A芯片的PA2引脚与地线灯相连；

ATMEGA162-44A芯片的PB2引脚与GPS接收定位器的输入端相连；ATMEGA162-44A芯片的PE2引脚与GPRS模块相连。

所述的数码管驱动显示电路具体包括：SN74LS573锁存器、排阻和LED芯片；所述的SN74LS573锁存器的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6和D7引脚接ATMEGA162-44A芯片的PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6和PA7引脚；SN74LS573锁存器的Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6和Q7引脚接排阻的输入端，排阻的输出端接LED芯片的A、B、C、D、E、F、G和DP引脚，所述LED芯片的COM引脚接+3.3V电压。

所述的光电开关电路包括电阻R1、电阻R2、二极管D1、三极管Q1和光敏接收管Q2；所述电阻R1的一端和电阻R2的一端相连并接+3.3V电压，电阻R1的另一端与二极管D1的正极和三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的基极为光电开关电路的信号输入端并与光控开关相连，二极管D1的负极与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极与光敏接收管Q2的发射极相连并接地，电阻R2的另一端与光敏接收管Q2的集电极相连且为光电开关电路的信号输出端并与ATMEGA162-44A芯片的PD3引脚相连。

所述的开关量输入电路包括地线检测输入电路、A相检测输入电路、B相检测输入电路和C相检测输入电路；

所述的地线检测输入电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电容C3和运算放大器芯片OP1；所述的电容C1的一端与电阻R3的一端和电阻R4的一端相连并接+3.3V电压，电容C1的另一端与电阻R4的另一端、电容C2的一端和运算放大器芯片OP1的CATHODE引脚相连并与监测器外壳上的地线检测触点相连，电阻R3的另一端与电容C2的另一端和运算放大器芯片OP1的ANODE引脚相连；运算放大器芯片OP1的VDD引脚与电容C3的一端相连并接+3.3V电压，电容C3的另一端接地，运算放大器芯片OP1的VO引脚与电阻R5的一端和ATMEGA162-44A芯片的PC0引脚相连，电阻R5的另一端接+3.3V电压；

所述的A相检测输入电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C4、电容C5、电容C6和运算放大器芯片OP2；所述的A相检测输入电路的电路结构与地线检测输入电路的电路结构相同，A相检测输入电路的信号输入端与监测器外壳上的A相检测触点相连，信号输出端与ATMEGA162-44A芯片的PC1引脚相连；

所述的B相检测输入电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C7、电容C8、电容C9和运算放大器芯片OP3；所述的B相检测输入电路的电路结构与地线检测输入电路的电路结构相同，B相检测输入电路的信号输入端与监测器外壳上的B相检测触点相连，信号输出端与ATMEGA162-44A芯片的PC2引脚相连；

所述的C相检测输入电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C10、电容C11、电容C12和运算放大器芯片OP4；所述的C相检测输入电路的电路结构与地线检测输入电路的电路结构相同，C相检测输入电路的信号输入端与监测器外壳上的C相检测触点相连，信号输出端与ATMEGA162-44A芯片的PC3引脚相连。

所述的485通讯电路包括RW486L芯片和热敏电阻RL；所述RW486L芯片的RO引脚与ATMEGA162-44A芯片的RXD0引脚相连，RW486L芯片的DI引脚与ATMEGA162-44A芯片的TXD0引脚相连，RW486L芯片的DE引脚与RE引脚相连并与ATMEGA162-44A芯片的PD5引脚连接；所述RW486L芯片的VCC引脚接+3.3V电压，RW486L芯片的L1引脚与监测器外壳上的485+触点相连，RW486L芯片的L2引脚与热敏电阻RL的一端相连，热敏电阻RL的另一端与监测器外壳上的485-触点相连。

一种电力接地线监测器的混合定位方法，其特征是，具体包括以下步骤：

步骤1)、GPS模块采集监测器的位置坐标；

步骤2)、判断监测器的位置坐标是否有效，如果有效则执行步骤3)操作，否则执行步骤4)操作；

步骤3)、GPRS模块将监测器的位置坐标发送给上位机，执行步骤7)操作；

步骤4)、微无线电台获取辅助定位终端的标识号；

步骤5)、GPRS模块将辅助定位终端的标识号发送给上位机；

步骤6)、上位机通过接收的辅助定位终端的标识号查找该辅助定位终端的位置坐标；

步骤7)、上位机判断接地桩是否挂接，如果挂接，则执行步骤8)操作，否则执行步骤9)操作；

步骤8)、将获得的位置坐标匹配到挂接点，显示接地线挂接点的位置，结束操作；

步骤9)、显示监测器的实际位置，结束操作。

进一步地，所述的判断监测器的位置坐标是否有效的方法为：

GPS模块采集到的位置坐标是否有时钟位，如果有时钟位，则坐标有效，否则坐标无效，或/和GPS模块采集到位置坐标带有的时钟位与上位机的时钟误差不大。

进一步地，所述的上位机判断接地桩是否连接的方法为：

接地桩上的电极是否与大地电极连接，如果连接，则表示接地桩已连接，否则接地桩未连接。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种电力临时接地线监测器，通过开关量输入电路对地线、A相、B相和C相在电力线施工现场的连接状况进行检测，如果接地线挂接时，地线灯会亮，如果地线灯灭，则表示接地线未挂接，能直观的判断接地线是否挂接。当地线灯灭时，可以按下光控开关，则数码管显示屏上会显示第几组地线未挂接，可以准确的判断是哪一组地线出现了问题。判断或者是准确定位第几组地线是通过本发明的GPS模块进行定位，由于GPS模块的定位误差是5-30米，而一般地线与地线之间的最小距离是50米左右，所以利用GPS模块进行定位完全满足要求。

数码管驱动显示电路在锁存器与LED芯片之间设置一排阻为上拉电阻，稳定了工作电流和工作电压，使输出更加稳定，防止因工作电流或工作电压过大而烧坏LED芯片，本发明用排阻而不用多个电阻是因为排阻的占用空间小，保证了焊接的质量，尽量减少了监测器的体积。

本发明的开关量输入电路采用运算放大器芯片来进行多级放大，相比于直接采用运算放大器来说，极大地简便了电路结构，维护起来也比较方便。

本发明采用光电开关电路时因为光电开关电路相比于其他开关电路，比如行程开关电路，要反应灵敏，反应速度快，而且不容易出错。

本发明的ATMEGA162-44A芯片的无线输出端口PE2引脚与GPRS模块相连，可以通过无线与外部设备进行通信，本发明也可通过485通信电路与外部设备进行485有线连接，实现多种通讯方式。

本发明提供的一种电力接地线监测器的混合定位方法，采用GPS模块定位的方式来确定挂接点，GPRS模块将GPS模块采集到的坐标发送给上位机，上位机通过算法匹配到最近的挂接点。如果无GPS信号时，或者挂接点比较近，则GPS模块发挥不了作用，可采用微无线电台读取附近辅助定位终端的标识号，GPRS模块将标识号发送给上位机，上位机根据标识号来查找辅助定位终端的位置坐标，然后匹配到挂接点。本发明在无GPS信号时也可以使用，不仅实现了判断接地线是否挂接，而且还实现了判断挂接的位置。

附图说明

图1为本发明外壳的正面结构图；

图2为本发明外壳的背面结构图；

图3为本发明的背板与外壳连接后的结构图；

图4为本发明的模块结构连接图；

图5为本发明的控制回路结构连接图；

图6为本发明的MCU主控芯片电路电路图；

图7为本发明的数码管驱动显示电路电路图；

图8为本发明的光电开关电路电路图；

图9为本发明的地线检测输入电路电路图；

图10为本发明的A相检测输入电路电路图；

图11为本发明的B相检测输入电路电路图；

图12为本发明的C相检测输入电路电路图；

图13为本发明的485通讯电路电路图；

图14为本发明的混合定位方法流程图；

图中：1、外壳，101、GND触点，102、地线检测触点，103、C相检测触点，104、B相检测触点，105、A相检测触点，106、485+触点，107、485-触点，108、COM_CS触点，109、VDD_IN触点，110、VDD_OUT触点，2、数码管显示屏，3、状态灯，4、通讯灯，5、光控开关，6、地线灯，7、背板，701、GND检测接线端子，702、地线检测接线端子，703、C相检测接线端子，704、B相检测接线端子，705、A相检测接线端子，706、485+接线端子，707、485-接线端子，708、COM_CS接线端子，709、VDD_IN接线端子，710、VDD_OUT接线端子，8、背板槽，81，卡槽。

具体实施方式

如图1至图14所示，本发明包括方形外壳1和背板7，在外壳1的正面设置有数码管显示屏2、状态灯3、通讯灯4、地线灯6和光控开关5，在外壳1的后面设置有背板槽8，在的背板槽8内设置有触点开关。

如图2所示，触点开关包括GND触点101、地线检测触点102、C相检测触点103、B相检测触点104、A相检测触点105、485+触点106、485-触点107、COM_CS触点108、VDD_IN触点109和VDD_OUT触点110。

背板7上设置有接线端子，如图3所示，接线端子包括GND检测接线端子701、地线检测接线端子702、C相检测接线端子703、B相检测接线端子704、A相检测接线端子705、485+接线端子706、485-接线端子707、COM_CS接线端子708、VDD_IN接线端子709和VDD_OUT接线端子710。为了便于将背板安插在外壳上，设置背板7与背板槽8的形状大小相同，背板7与背板槽8通过卡槽81相连。当背板7安装在背板槽8上时，背板上GND触点101的位置与背板槽上GND检测接线端子701的位置重合，地线检测触点102的位置与背板槽上地线检测接线端子702的位置重合，C相检测触点103的位置与背板槽上C相检测接线端子703的位置重合，B相检测触点104的位置与背板槽上B相检测接线端子704的位置重合，A相检测触点105的位置与背板槽上A相检测接线端子705的位置重合，485+触点106的位置与背板槽上485+接线端子706的位置重合，485-触点107的位置与背板槽上485-接线端子707的位置重合，COM_CS触点108的位置与背板槽上COM_CS接线端子708的位置重合，VDD_IN触点109的位置与背板槽上VDD_IN接线端子709的位置重合，VDD_OUT触点110的位置与背板槽上VDD_OUT接线端子710的位置重合。

在监测器外壳内设置有蓄电池、控制电路板、GPRS模块、GPS模块和微无线电台，如图4所示，蓄电池与控制电路板的电源输入端相连，GPS模块与控制电路板的定位接收端相连，GPRS模块的输入端与控制电路板的信号输出端相连，GPRS模块的输出端与上位机相连，微无线电台的输出端与控制电路板的无线输入端相连，微无线电台的输入端与现场辅助定位终端相连。

控制电路板包括控制回路，如图5所示，控制回路包括MCU主控芯片电路、数码管驱动显示电路、光电开关电路、开关量输入电路和485通讯电路；数码管驱动显示电路的输入端与MCU主控芯片电路的输出端相连，数码管驱动显示电路的输出端与数码管显示屏相连；光电开关电路的输入端与光控开关相连，光电开关电路的输出端与MCU主控芯片电路的输入端相连；开关量输入电路的输入端与触点开关相连，开关量输入电路的输出端与MCU主控芯片电路的输入端相连；485通讯电路的输入端与MCU主控芯片电路的输出端相连。

如图6所示，MCU主控芯片电路具体包括ATMEGA162-44A芯片及由晶振Y1、电容C15和电容C16组成的外围电路。

ATMEGA162-44A芯片的PA0引脚与状态灯2相连，ATMEGA162-44A芯片的PA1引脚与通讯灯4相连，ATMEGA162-44A芯片的PA2引脚与地线灯6相连，当状态灯2亮时，表示监测器是处于工作状态的，当状态灯2灭时，表示监测器断电；当通讯灯4亮时，表示监测器与外部的通讯接通，通讯灯4灭时，表示监测器与外部的通讯断开；当地线灯6亮时，表示地线与监测器接通，地线灯6灭时，表示地线与监测器断开。

ATMEGA162-44A芯片的PB2引脚与GPS接收定位器的输入端相连；ATMEGA162-44A芯片的PE2引脚与GPRS模块相连，GPRS模块可以将数据发送给外部的上位机或移动终端。

如图7所示，数码管驱动显示电路具体包括：SN74LS573锁存器、排阻和LED芯片；SN74LS573锁存器的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6和D7引脚接ATMEGA162-44A芯片的PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6和PA7引脚；SN74LS573锁存器的Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6和Q7引脚接排阻的输入端，排阻的输出端接LED芯片的A、B、C、D、E、F、G和DP引脚，LED芯片的COM引脚接+3.3V电压。该数码管驱动显示电路在锁存器与LED芯片之间设置一排阻为上拉电阻，稳定了工作电流和工作电压，使输出更加稳定，防止因工作电流或工作电压过大而烧坏LED芯片，本发明用排阻而不用多个电阻是因为排阻的占用空间小，保证了焊接的质量，尽量减少了监测器的体积。

如图8所示，光电开关电路包括电阻R1、电阻R2、二极管D1、三极管Q1和光敏接收管Q2；电阻R1的一端和电阻R2的一端相连并接+3.3V电压，电阻R1的另一端与二极管D1的正极和三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的基极为光电开关电路的信号输入端并与光控开关相连，二极管D1的负极与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极与光敏接收管Q2的发射极相连并接地，电阻R2的另一端与光敏接收管Q2的集电极相连且为光电开关电路的信号输出端并与ATMEGA162-44A芯片的PD3引脚相连。本发明采用光电开关电路时因为光电开关电路相比于其他开关电路，比如行程开关电路，要反应灵敏，反应速度快，而且不容易出错。

开关量输入电路包括地线检测输入电路、A相检测输入电路、B相检测输入电路和C相检测输入电路，地线检测输入电路的电路结构与A相检测输入电路的电路结构、B相检测输入电路的电路结构和C相检测输入电路的电路结构相同。

如图9所示，地线检测输入电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电容C3和运算放大器芯片OP1；电容C1的一端与电阻R3的一端和电阻R4的一端相连并接+3.3V电压，电容C1的另一端与电阻R4的另一端、电容C2的一端和运算放大器芯片OP1的CATHODE引脚相连并与监测器外壳上的地线检测触点相连，电阻R3的另一端与电容C2的另一端和运算放大器芯片OP1的ANODE引脚相连；运算放大器芯片OP1的VDD引脚与电容C3的一端相连并接+3.3V电压，电容C3的另一端接地，运算放大器芯片OP1的VO引脚与电阻R5的一端和ATMEGA162-44A芯片的PC0引脚相连，电阻R5的另一端接+3.3V电压。

如图10所示，A相检测输入电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C4、电容C5、电容C6和运算放大器芯片OP2；电容C4的一端与电阻R6的一端和电阻R7的一端相连并接+3.3V电压，电容C4的另一端与电阻R7的另一端、电容C5的一端和运算放大器芯片OP2的CATHODE引脚相连并与监测器外壳上的A相检测触点105相连，电阻R6的另一端与电容C5的另一端和运算放大器芯片OP2的ANODE引脚相连；运算放大器芯片OP2的VDD引脚与电容C6的一端相连并接+3.3V电压，电容C6的另一端接地，运算放大器芯片OP2的VO引脚与电阻R8的一端和ATMEGA162-44A芯片的PC1引脚相连，电阻R8的另一端接+3.3V电压。

如图11所示，B相检测输入电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C7、电容C8、电容C9和运算放大器芯片OP3；电容C7的一端与电阻R9的一端和电阻R10的一端相连并接+3.3V电压，电容C7的另一端与电阻R10的另一端、电容C8的一端和运算放大器芯片OP3的CATHODE引脚相连并与监测器外壳上的B相检测触点104相连，电阻R9的另一端与电容C8的另一端和运算放大器芯片OP3的ANODE引脚相连；运算放大器芯片OP3的VDD引脚与电容C9的一端相连并接+3.3V电压，电容C9的另一端接地，运算放大器芯片OP3的VO引脚与电阻R11的一端和ATMEGA162-44A芯片的PC2引脚相连，电阻R11的另一端接+3.3V电压。

如图12所示，C相检测输入电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C10、电容C11、电容C12和运算放大器芯片OP4；电容C10的一端与电阻R12的一端和电阻R13的一端相连并接+3.3V电压，电容C10的另一端与电阻R13的另一端、电容C11的一端和运算放大器芯片OP4的CATHODE引脚相连并与监测器外壳上的C相检测触点103相连，电阻R12的另一端与电容C11的另一端和运算放大器芯片OP4的ANODE引脚相连；运算放大器芯片OP4的VDD引脚与电容C12的一端相连并接+3.3V电压，电容C12的另一端接地，运算放大器芯片OP4的VO引脚与电阻R14的一端和ATMEGA162-44A芯片的PC3引脚相连，电阻R14的另一端接+3.3V电压。

本发明的开关量输入电路采用运算放大器芯片来进行多级放大，相比于直接采用运算放大器来说，极大地简便了电路结构，维护起来也比较方便。

如图13所示，485通讯电路包括RW486L芯片和热敏电阻RL；RW486L芯片的RO引脚与ATMEGA162-44A芯片的RXD0引脚相连，RW486L芯片的DI引脚与ATMEGA162-44A芯片的TXD0引脚相连，RW486L芯片的DE引脚与RE引脚相连并与ATMEGA162-44A芯片的PD5引脚连接；RW486L芯片的VCC引脚接+3.3V电压，RW486L芯片的L1引脚与监测器外壳上的485+触点106相连，RW486L芯片的L2引脚与热敏电阻RL的一端相连，热敏电阻RL的另一端与监测器外壳上的485-触点107相连。可以通过背板7上的485+接线端子706和485-接线端子707与外部的上位机或者移动终端进行485通讯。

如图14所示，一种电力接地线监测器的混合定位方法，具体包括以下步骤：

步骤1)、GPS模块采集监测器的位置坐标；

步骤2)、判断监测器的位置坐标是否有效，如果有效则执行步骤3)操作，否则执行步骤4)操作；

步骤3)、GPRS模块将监测器的位置坐标发送给上位机，执行步骤7)操作；

步骤4)、微无线电台获取辅助定位终端的标识号；

步骤5)、GPRS模块将辅助定位终端的标识号发送给上位机；

步骤6)、上位机通过接收的辅助定位终端的标识号查找该辅助定位终端的位置坐标；

步骤7)、上位机判断接地桩是否挂接，如果挂接，则执行步骤8)操作，否则执行步骤9)操作；

步骤8)、将获得的位置坐标匹配到挂接点，显示接地线挂接点的位置，结束操作；

步骤9)、显示监测器的实际位置，结束操作。

判断监测器的位置坐标是否有效的方法为：

GPS模块采集到的位置坐标是否有时钟位，如果有时钟位，则坐标有效，否则坐标无效，或/和GPS模块采集到位置坐标带有的时钟位与上位机的时钟误差不大。

判断接地桩是否连接的方法为：

接地桩上的电极是否与大地电极连接，如果连接，则表示接地桩已连接，否则接地桩未连接。

首先，通过GPS模块采集坐标，判断坐标的有效性，一般通过读取GPS模块的时钟是否有效或时钟是否发生变化来判断采集的坐标是否有效。经过多次采集判断，坐标有效，则直接将采集的坐标发送到上位机；如果坐标无效，则通过微无线电台获取辅助定位终端的标识号，将辅助定位终端的坐标信息存放在上位机上，GPS模块直接将辅助定位终端的标识号发回上位机，上位机通过标识号，找到对应坐标来确定辅助定位终端的具体位置。

上位机在获得监测器坐标后，需显示接地桩的具体位置，此处再次根据当前监测器的接地桩的状态来确定，如果接地桩状态为未挂接，表示该监测器在运输或移动中，直接显示监测器的实际位置；如果接地桩状态表示已挂接，则表示该监测器已经进行了挂接，由于获取的接地桩坐标与实际挂接点的坐标有一定的偏差，此处需根据监测器的坐标来确定离该点最近的挂接点的坐标，并且挂接点的坐标要与接地桩坐标的距离保证在GPS的精度范围内，即30米，然后将监测器显示在挂接点位置，表示已挂接。

根据这一算法流程，安全监督人员基本可以清晰看到当前监测器的具体位置，防止施工人员走错位置或挂错位置，避免事故的发生。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种电力接地线监测器，包括与上位机、智能接地线和现场辅助定位终端连接的监测器，其特征是，所述的监测器包括方形外壳和背板，在所述外壳的正面设置有数码管显示屏、指示灯和光控开关，在所述外壳的后面设置有背板槽，在所述的背板槽内设置有触点开关；所述的背板上设置有接线端子，所述的背板与背板槽的形状大小相同，背板与背板槽通过卡槽相连；在监测器外壳内设置有蓄电池、控制电路板、GPRS模块、GPS模块和微无线电台，所述的蓄电池与控制电路板的电源输入端相连，所述的GPS模块与控制电路板的定位接收端相连，GPRS模块的输入端与控制电路板的信号输出端相连，GPRS模块的输出端与上位机相连，所述的微无线电台的输出端与控制电路板的无线输入端相连，微无线电台的输入端与现场辅助定位终端相连；

所述的触点开关包括地线检测触点、A相检测触点、B相检测触点、C相检测触点、GND检测触点、485+触点、485-触点、COM_CS触点、VDD_IN触点和VDD_OUT触点；所述的接线端子包括GND检测接线端子、地线检测接线端子、A相检测接线端子、B相检测接线端子、C相检测接线端子、485+接线端子、485-接线端子、COM_CS接线端子、VDD_IN接线端子和VDD_OUT接线端子；

所述的控制电路板包括控制回路，控制回路包括MCU主控芯片电路、数码管驱动显示电路、光电开关电路、开关量输入电路和485通讯电路；所述的数码管驱动显示电路的输入端与MCU主控芯片电路的输出端相连，数码管驱动显示电路的输出端与数码管显示屏相连；所述的光电开关电路的输入端与光控开关相连，光电开关电路的输出端与MCU主控芯片电路的输入端相连；所述的开关量输入电路的输入端与触点开关相连，开关量输入电路的输出端与MCU主控芯片电路的输入端相连；所述的485通讯电路的输入端与MCU主控芯片电路的输出端相连；

所述的MCU主控芯片电路具体包括ATMEGA162-44A芯片及由晶振Y1、电容C15和电容C16组成的外围电路；

ATMEGA162-44A芯片的PA0引脚与状态灯相连，ATMEGA162-44A芯片的PA1引脚与通讯灯相连，ATMEGA162-44A芯片的PA2引脚与地线灯相连；

ATMEGA162-44A芯片的PB2引脚与GPS接收定位器的输入端相连；ATMEGA162-44A芯片的PE2引脚与GPRS模块相连；

所述的数码管驱动显示电路具体包括：SN74LS573锁存器、排阻和LED芯片；所述的SN74LS573锁存器的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6和D7引脚接ATMEGA162-44A芯片的PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6和PA7引脚；SN74LS573锁存器的Q0、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6和Q7引脚接排阻的输入端，排阻的输出端接LED芯片的A、B、C、D、E、F、G和DP引脚，所述LED芯片的COM引脚接+3.3V电压；

所述的光电开关电路包括电阻R1、电阻R2、二极管D1、三极管Q1和光敏接收管Q2；所述电阻R1的一端和电阻R2的一端相连并接+3.3V电压，电阻R1的另一端与二极管D1的正极和三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的基极为光电开关电路的信号输入端并与光控开关相连，二极管D1的负极与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极与光敏接收管Q2的发射极相连并接地，电阻R2的另一端与光敏接收管Q2的集电极相连且为光电开关电路的信号输出端并与ATMEGA162-44A芯片的PD3引脚相连；

所述的开关量输入电路包括地线检测输入电路、A相检测输入电路、B相检测输入电路和C相检测输入电路；

所述的地线检测输入电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电容C3和运算放大器芯片OP1；所述的电容C1的一端与电阻R3的一端和电阻R4的一端相连并接+3.3V电压，电容C1的另一端与电阻R4的另一端、电容C2的一端和运算放大器芯片OP1的CATHODE引脚相连并与监测器外壳上的地线检测触点相连，电阻R3的另一端与电容C2的另一端和运算放大器芯片OP1的ANODE引脚相连；运算放大器芯片OP1的VDD引脚与电容C3的一端相连并接+3.3V电压，电容C3的另一端接地，运算放大器芯片OP1的VO引脚与电阻R5的一端和ATMEGA162-44A芯片的PC0引脚相连，电阻R5的另一端接+3.3V电压；

所述的A相检测输入电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C4、电容C5、电容C6和运算放大器芯片OP2；所述的A相检测输入电路的电路结构与地线检测输入电路的电路结构相同，A相检测输入电路的信号输入端与监测器外壳上的A相检测触点相连，信号输出端与ATMEGA162-44A芯片的PC1引脚相连；

所述的B相检测输入电路包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C7、电容C8、电容C9和运算放大器芯片OP3；所述的B相检测输入电路的电路结构与地线检测输入电路的电路结构相同，B相检测输入电路的信号输入端与监测器外壳上的B相检测触点相连，信号输出端与ATMEGA162-44A芯片的PC2引脚相连；

所述的C相检测输入电路包括电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C10、电容C11、电容C12和运算放大器芯片OP4；所述的C相检测输入电路的电路结构与地线检测输入电路的电路结构相同，C相检测输入电路的信号输入端与监测器外壳上的C相检测触点相连，信号输出端与ATMEGA162-44A芯片的PC3引脚相连；

所述的485通讯电路包括RW486L芯片和热敏电阻RL；所述RW486L芯片的RO引脚与ATMEGA162-44A芯片的RXD0引脚相连，RW486L芯片的DI引脚与ATMEGA162-44A芯片的TXD0引脚相连，RW486L芯片的DE引脚与RE引脚相连并与ATMEGA162-44A芯片的PD5引脚连接；所述RW486L芯片的VCC引脚接+3.3V电压，RW486L芯片的L1引脚与监测器外壳上的485+触点相连，RW486L芯片的L2引脚与热敏电阻RL的一端相连，热敏电阻RL的另一端与监测器外壳上的485-触点相连。

2.根据权利要求1所述的一种电力接地线监测器，其特征是，所述的指示灯包括状态灯、通讯灯和地线灯。

3.根据权利要求1所述的一种电力接地线监测器，其特征是，当所述的背板与背板槽连接时，背板上一个触点开关的位置对应背板槽上一个接线端子的位置。

4.一种利用电力接地线监测器对接地桩的混合定位方法，其特征是，具体包括以下步骤：

步骤1)、GPS模块采集监测器的位置坐标；

步骤2)、判断监测器的位置坐标是否有效，如果有效则执行步骤3)操作，否则执行步骤4)操作；

步骤3)、GPRS模块将监测器的位置坐标发送给上位机，执行步骤7)操作；

步骤4)、微无线电台获取辅助定位终端的标识号；

步骤5)、GPRS模块将辅助定位终端的标识号发送给上位机；

步骤6)、上位机通过接收的辅助定位终端的标识号查找该辅助定位终端的位置坐标；

步骤7)、上位机判断接地桩是否挂接，如果挂接，则执行步骤8)操作，否则执行步骤9)操作；

步骤8)、将获得的位置坐标匹配到挂接点，显示接地线挂接点的位置，结束操作；

步骤9)、显示监测器的实际位置，结束操作。

5.根据权利要求4所述的一种利用电力接地线监测器对接地桩的混合定位方法，其特征是，所述的判断监测器的位置坐标是否有效的方法为：

GPS模块采集到的位置坐标是否有时钟位，如果有时钟位，则坐标有效，否则坐标无效，或/和GPS模块采集到位置坐标带有的时钟位与上位机的时钟误差不大。

6.根据权利要求4所述的一种利用电力接地线监测器对接地桩的混合定位方法，其特征是，所述的上位机判断接地桩是否连接的方法为：

接地桩上的电极是否与大地电极连接，如果连接，则表示接地桩已连接，否则接地桩未连接。