CN105989686A - 一种智能路灯电缆防盗报警系统 - Google Patents

一种智能路灯电缆防盗报警系统 Download PDF

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孙西超
夏福全
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Abstract

本发明公开了一种智能路灯电缆防盗报警系统，主要分为两大部分，现场检测设备和控制中心的服务器软件，两者通过3G模块来实现信息的传递。现场检测设备由末端的发射器和前端的接收器两部分组成，本发明对目前愈演愈烈的路灯电缆失窃事件，而传统的路灯电缆防盗报警产品又由于自身原理的不同特点导致其适用范围都不广，提出了一种新型的基于STM32的路灯电缆防盗报警系统。该系统不受电缆是否带电影响、电缆长度可以达到10km，也不受负载性质影响，针对高压钠灯，白炽灯等都能实现监控，电缆末端设备无需电池供电，相对于现在最主流的电力载波法成本低，后期维护费用也低。

Description

一种智能路灯电缆防盗报警系统
技术领域
本发明涉及一种智能路灯电缆防盗报警系统。
背景技术
经济的快速发展，使得各种金属资源供不应求，近年来，随着国际大宗商品价格的持续走高，在经济利益的驱使下，导致以铜为主要传输介质的路灯电缆被盗案件频频发生。同时，伴随着现代社会城市化进程的推进，道路照明范围越来越广，与之而来的道路照明管理问题也日益突出，尤其是路灯电缆被盗案件层出不穷。这些案件不仅造成了国家财产的重大损失，也对道路上运行的车辆产生了严重的交通隐患，造成难以估量的直接或间接经济损失。现阶段，我国城市化进程不断加速，2010年国家统计局数字显示，我国的城镇人口已经接近50％，而且年均提升个1.4百分点，预计到2030年末，我国的城市化率将达到70％。而随着城市化水平的提高和城镇人口的快速增长，城市道路照明范围也越来越大。2010年，我国路灯总盏数约为2700万盏，每年新增路灯数量约为15％-20％，即400万-500万盏。
数据显示，2005年我国发生电缆被盗案件5.3万起，造成直接经济损失10亿元；2006年发生19万起，造成直接经济损失13.5亿元；除了直接经济损失外，路灯电缆被盗还会对道路上运行的车辆产生安全隐患，影响行人的夜晚出行，给城市安全带来极大的危害，随着城市规模的日益扩大，流动人口的急剧增加，使得电缆被盗情况加速恶化，智能化的交通设施设备，包括智能交通信号灯的控制、路灯的远程智慧调光、各种交通设施的智能监控都将成为智能交通建设的一部分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能路灯电缆防盗报警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能路灯电缆防盗报警系统，包括末端发射器、前端接收器、监控中心和软件，前端接收器接收器以STM32为主控制芯片，通过电流互感器采集电路上的电流信号，传输给CD40106施密特触发器，经过整形后直接传给STM32单片机进行处理，电源供电部分采用12V的开关电源，所需的5V和3.3V的电压则分别由LM2576-5和LM2576-3.3稳压芯片提供，时钟芯片是DS1320，按键设置为4*4矩阵键盘，液晶显示采用LCD1602双行循环显示工作状态以及被盗信息，信息存储采用AT24C02，继电器是12V控制220V的宏发HF49F型号，3G模块采用F2403模块，通过串口与STM32单片机进行数据传输以及短信报警；
末端发射器是STC51系列单片机，供电部分由一个220V-22V的线性变压器提供，采用LM2576-3.3稳压芯片来产生3.3V的电压供单片机和其他电路工作，选取AT24C02作为信息存储设备，DS1302作为时钟芯片，电压判断电路由光耦PC817构成，脉冲信号发送电路和电流增大电路主要由MOS管SVD10N60T和其外围电路成。
优选的，所述的前端接收器还包括一个50V的交流信号发生器，采用脉宽调制(PWM)AC-AC斩波变换技术来实现，包括RS3232串口电路、USB转串口电路、EEPROM的信息存储电路。
优选的，所述的软件的设计主要分为两部分，上位机和下位机的程序编写，下位机又分为发射器和接收器两部分，上位机是控制中心服务器软件，其主要任务是在机上实现路灯道路状态和被盗信息显示，报警信息的更改以及支路设定，功能参数设置等，下位机是实现路灯电缆防盗报警系统的基本功能外，还要通过3G模块与上位机进行数据通信。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明对目前愈演愈烈的路灯电缆失窃事件，而传统的路灯电缆防盗报警产品又由于自身原理的不同特点导致其适用范围都不广，提出了一种新型的基于STM32的路灯电缆防盗报警系统。该系统不受电缆是否带电影响、电缆长度可以达到10km，也不受负载性质影响，针对高压钠灯，白炽灯等都能实现监控，电缆末端设备无需电池供电，相对于现在最主流的电力载波法成本低，后期维护费用也低。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明末端接收器硬件架构图。
图3为本发明前端接收器硬件架构图。
图4为本发明的软件图。
图中：1末端发射器，2前端接收器，3路灯，4监控中心。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1、图2和图3，本发明主要分为末端发射器1和前端接收器2两部分，其中前端接收器又包括继电器部分、电流互感器部分、液晶显示部分、矩阵键盘、3G模块等。当发生路灯电缆被盗情况时，被盗信息通过模块传输给道路管理局、监控中心、维护人员等，以便及时采取措施，保证国家财产的安全以及行人夜晚出行安全。
白天路灯断电期间，前端接收器产生一个50V大小的交流信号通过电力线传递给末端，此时由于的50V电压不能驱动路灯工作，所以路灯不点亮，但末端发射器能正常工作，每隔10S产生一个脉冲信号反馈给前端，如果在10S内，前端接收器接收到脉冲信号，则证明电缆正常，跳转到下一路继续检测；如果没有接收到脉冲信号，则延长至30S，在这30S内如果接收到脉冲信号，则依旧代表电缆正常，继续下一路检测；如果在延长的内都没有接收到脉冲信号，则证明电缆被盗，系统自动发出警报，通过3G模块发送报警信息到用户手机以及控制中心服务器上，通知各单位采取相应的保护和维修工作。晚上路灯通电期间，则通过采集电流信号，根据电流信号的大小来判断路灯电缆是否正常。晚上路灯稳定工作时，电流值是一个稳定的值，当发生电缆被盗情况时，并联在电力线上的路灯数量会减少，相对应的负载会减少，此时电流会急剧减小，当出现上述情况时，便可以确定电缆被盗，立马实施报警。3G模块除了可以进行电缆被盗报警功能外，还能接收控制中心服务器发过来的命令或者用户短信指令，执行相应的系统参数修改或者历史记录查阅等操作。
图4所示，前端接收器首先系统会判断电缆是否带电来区分白天和晚上两种不同的工作模式。白天采用脉冲信号检测法，晚上通过采集电流来判断电缆的完整性，采取了必要的冗余手段，即延时再根据信号接收情况来判断是否需要报警，这在一定程度上可以减少虚警的发生。
末端发射器功能相对比较简单，只要每隔10S定时发送脉冲信号即可，判断50V和220V信号则由光耦电路直接进行判断，无需单片机对信号数据进行具体采集比较，根据电力线上所加载电压的大小来选择工作模式，选择是否发送脉冲信号。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种智能路灯电缆防盗报警系统，其特征在于，包括末端发射器(1)、前端接收器(2)、监控中心(4)和软件，前端接收器(2)接收器以STM32为主控制芯片，通过电流互感器采集电路上的电流信号，传输给CD40106施密特触发器，经过整形后直接传给STM32单片机进行处理，电源供电部分采用12V的开关电源，所需的5V和3.3V的电压则分别由LM2576-5和LM2576-3.3稳压芯片提供，时钟芯片是DS1320，按键设置为4*4矩阵键盘，液晶显示采用LCD1602双行循环显示工作状态以及被盗信息，信息存储采用AT24C02，继电器是12V控制220V的宏发HF49F型号，3G模块采用F2403模块，通过串口与STM32单片机进行数据传输以及短信报警；
末端发射器(1)是STC51系列单片机，供电部分由一个220V-22V的线性变压器提供，采用LM2576-3.3稳压芯片来产生3.3V的电压供单片机和其他电路工作，选取AT24C02作为信息存储设备，DS1302作为时钟芯片，电压判断电路由光耦PC817构成，脉冲信号发送电路和电流增大电路主要由MOS管SVD10N60T和其外围电路成。
2.根据权利要求1所述的用于交通系统的信息采集和监控的装置，其特征在于：所述的前端接收器(2)还包括一个50V的交流信号发生器，采用脉宽调制(PWM)AC-AC斩波变换技术来实现，包括RS3232串口电路、USB转串口电路、EEPROM的信息存储电路。
3.根据权利要求1所述的一种智能路灯电缆防盗报警系统，其特征在于：所述的软件分为两部分，上位机和下位机的程序编写，下位机又分为发射器和接收器两部分，上位机是控制中心服务器软件，其主要任务是在机上实现路灯道路状态和被盗信息显示，报警信息的更改以及支路设定，功能参数设置等，下位机是实现路灯电缆防盗报警系统的基本功能外，还要通过3G模块与上位机进行数据通信。
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