CN106781186A - 一种高压变电网络火灾安全管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高压变电网络火灾安全管理系统，包括智能电源、烟雾检测模块、温度检测模块、数据处理模块、单片机、存储器、无线传输模块、图像处理器和摄像头；所述烟雾检测模块和温度检测模块的信号输出端均连接在数据处理模块的信号输入端。本发明预警系统采用温度和烟雾双重检测方式对山区高压线路进行实时监控，遇到山火时，还能采集报警区域的图像信息，并通过GPRS模块远程发送出去，极大的减少了山火对高压线路的毁损，因此系统具有精度高、功能多样和远程传输报警的优点。

Description

一种高压变电网络火灾安全管理系统

技术领域

本发明涉及一种火灾预警系统，具体是一种高压变电网络火灾安全管理系统。

背景技术

发电厂发出的电，并不是只供附近的人们使用，还要传输到很远的地方，满足更多的需要。这些电不能直接通过普通的电线传输出去，而是要用高压输电线路传送的。一般称220千伏以下的输电电压叫做高压输电，330到765千伏的输电电压叫做超高压输电，1000千伏以上的输电电压叫做特高压输电。

当前我国高压电力线路受山火破坏十分严重的现象，原因在于山区的高压线路防护预警系统过于落后，反映速度慢、灵敏度低，报警距离短，从而严重浪费了大量的抢救时间，造成不必要的损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵敏度高、智能化的高压变电网络火灾安全管理系统，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：

一种高压变电网络火灾安全管理系统，包括智能电源、烟雾检测模块、温度检测模块、数据处理模块、单片机、存储器、无线传输模块、图像处理器和摄像头；所述烟雾检测模块和温度检测模块的信号输出端均连接在数据处理模块的信号输入端，数据处理模块将输入的信号进行数模转换后输出到单片机的信号输入端，单片机还分别连接供电模块、无线传输模块、存储器和摄像头，所述摄像头还连接图像处理器，图像处理器还连接无线传输模块。

作为本发明的优选方案：所述温度检测模块包括芯片IC1、热敏电阻RS和电阻R1，电阻R1的一端连接芯片IC3的引脚8和芯片IC4的引脚8，电阻R1的另一端连接电阻R3、电位器RP3的固定端、热敏电阻RS和芯片IC3的引脚2，电阻R3的另一端连接电阻R4和芯片IC1的引脚3，芯片IC1的引脚2连接电阻R2、电阻R5和芯片IC1的引脚7，电阻R5的另一端连接电阻R6、热敏电阻RS的另一端和芯片IC2的引脚2，芯片IC2的引脚7连接电阻R4的另一端，芯片IC3的引脚7连接电位器RP1的固定端和电位器RP1的滑动端，电位器RP1的另一个固定端连接电位器RP2的固定端，电位器RP2的另一个固定端连接电位器RP3的滑动端和电位器RP3的另一个固定端，电位器RP2的滑动端连接电阻R7，电阻R7的另一端连接电阻R8和芯片IC4的引脚3，电阻R6的另一端连接芯片IC4的引脚2，芯片IC4的引脚7输出信号OUT1。

作为本发明的优选方案：所述烟雾检测模块包括发光二极管D1、光敏三极管VT1和电容C1，发光二极管D1的阳极连接电阻R10和电源VCC，发光二极管D1的阴极连接电位器RP4的固定端、电位器RP4的滑动端和光敏三极管VT1的集电极，光敏三极管VT1的发射极连接电阻R9和二极管D2的阳极，电位器RP4的另一个固定端连接电阻R9的另一端、电容C1、三极管VT2的发射极并接地，二极管D2的阴极连接电容C1和三极管VT2的基极，三极管VT2的集电极连接电阻R11，电阻R11的另一端连接电阻R10的另一端和输出信号OUT2。

作为本发明的优选方案：所述智能电源包括太阳能板T、电阻R1、电容L1和继电器J，所述电阻R1的一端连接电容C1和220V交流电，电阻R1的另一端连接电容C1的另一端和整流桥T的端口1，整流桥T的端口3连接220V交流电的另一端，整流桥T的端口2连接电容C2和芯片IC1的引脚1，芯片IC1的引脚13连接继电器J的触点J-2，电容C2的另一端连接蓄电池E的负极、太阳能板T、继电器J、芯片IC1的引脚2和整流桥T的端口4，太阳能板T的另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电阻R2、继电器J的触点J-1和二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接继电器J的触点J-2的另一端和输出电压U1，继电器J的触点J-1的另一端连接蓄电池E的正极，电阻R2的另一端连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接继电器J的另一端。

作为本发明的优选方案：所述芯片IC1~IC4均为LM311电压比较器。

作为本发明的优选方案：所述单片机的型号为STC89C52。

作为本发明的优选方案：所述无线传输模块为GPRS模块芯片。

作为本发明的优选方案：所述数据处理模块的型号为HX711。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明预警系统采用温度和烟雾双重检测方式对山区高压线路进行实时监控，遇到山火时，还能采集报警区域的图像信息，并通过GPRS模块远程发送出去，极大的减少了山火对高压线路的毁损，同时本发明还采用市电和太阳能双电源供电的方式，遇到输电线路毁损也能正常的工作，而且还具有节能环保的优点。

附图说明

图1为高压变电网络火灾安全管理系统的结构框图。

图2为烟雾检测模块的电路图。

图3为温度检测模块的电路图。

图4为智能电源的电路图。

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1-4，一种高压变电网络火灾安全管理系统，包括智能电源、烟雾检测模块、温度检测模块、数据处理模块、单片机、存储器、无线传输模块、图像处理器和摄像头；所述烟雾检测模块和温度检测模块的信号输出端均连接在数据处理模块的信号输入端，数据处理模块将输入的信号进行数模转换后输出到单片机的信号输入端，单片机还分别连接供电模块、无线传输模块、存储器和摄像头，所述摄像头还连接图像处理器，图像处理器还连接无线传输模块。

作为本发明的优选方案：所述温度检测模块包括芯片IC1、热敏电阻RS和电阻R1，电阻R1的一端连接芯片IC3的引脚8和芯片IC4的引脚8，电阻R1的另一端连接电阻R3、电位器RP3的固定端、热敏电阻RS和芯片IC3的引脚2，电阻R3的另一端连接电阻R4和芯片IC1的引脚3，芯片IC1的引脚2连接电阻R2、电阻R5和芯片IC1的引脚7，电阻R5的另一端连接电阻R6、热敏电阻RS的另一端和芯片IC2的引脚2，芯片IC2的引脚7连接电阻R4的另一端，芯片IC3的引脚7连接电位器RP1的固定端和电位器RP1的滑动端，电位器RP1的另一个固定端连接电位器RP2的固定端，电位器RP2的另一个固定端连接电位器RP3的滑动端和电位器RP3的另一个固定端，电位器RP2的滑动端连接电阻R7，电阻R7的另一端连接电阻R8和芯片IC4的引脚3，电阻R6的另一端连接芯片IC4的引脚2，芯片IC4的引脚7输出信号OUT1。

作为本发明的优选方案：所述烟雾检测模块包括发光二极管D1、光敏三极管VT1和电容C1，发光二极管D1的阳极连接电阻R10和电源VCC，发光二极管D1的阴极连接电位器RP4的固定端、电位器RP4的滑动端和光敏三极管VT1的集电极，光敏三极管VT1的发射极连接电阻R9和二极管D2的阳极，电位器RP4的另一个固定端连接电阻R9的另一端、电容C1、三极管VT2的发射极并接地，二极管D2的阴极连接电容C1和三极管VT2的基极，三极管VT2的集电极连接电阻R11，电阻R11的另一端连接电阻R10的另一端和输出信号OUT2。

芯片IC1~IC4均为LM311电压比较器。单片机的型号为STC89C52。无线传输模块为GPRS模块芯片。数据处理模块的型号为HX711。

本发明的工作原理是：如图1所述：电源VCC输出的电流通过由芯片IC1、芯片IC2及其外围部件组成的恒流源电路后向热敏电阻RS供电，热敏电阻RS的阻值随温度的变化而变化，从而影响芯片IC4引脚2的输入电压，当高压线附近的温度高于设定值时，芯片IC4的输入电压为高电平，芯片IC2为温度信号缓冲级，芯片IC3为温度信号滞后比较级，对由热敏电阻反馈来的电压信号进行钳制，报警电路不会立即工作，防止报警电路的反复开启和关断，减少元器件的老化速度，只有当高压线附近的环境温度低于设定值一段时间后，由芯片IC4的3引脚输出高电平信号OUT1到数据处理模块重，数据处理模块进行数模转换后输出信号到单片机主控中心，单片机主控中心，通过STC89C52单片机内部的编码译码器对报警信号进行分析处理，并输出给摄像头，控制摄像头的开启，记录监控区域的语音和图像信息，传输给图像处理器，图像处理器将画面信号通过GPRS模块将触发信息传输到监控中心和消防部门。

如图2所示：当高压线附近的环境无烟雾时，红外发光二极管D1以预先调好的起始电流发光。该红外光被光敏三极管VT1接收后使其内阻减小，使得红外发光二极管D1和光敏三极管VT1串联电路中的电流增大，红外发光二极管VD1的发光强度相应增大，光敏三极管VT1内阻进一步减小。如此循环便形成了强烈的正反馈过程，直至使串联感光电路中的电流达到最大值，在电阻R1上产生的压降经二极管D2使三极管VT2导通，三极管VT3截止，报警电路不工作。当高压线附近的环境中烟雾急骤增加时，空气中的透光性恶化，此时光敏三极管VT1接收到的光通量减小，其内阻增大，串联感光电路中的电流也随之减小，发光二极管D1的发光强度也随之减弱。如此循环便形成了负反馈的过程，使串联感光电路中的电流直至减小到起始电流值，电阻R9上的电压也降到临界值，使三极管VT29导通，发出报警信号OUT2到单片机控制中心，后续处理方式与上述温度报警时相同。两种方式任意一种触发就会触发报警电路。

智能电源电路如图3所示：白天光照充足的情况下，太阳能板T完成光电转换并通过止逆二极管D1将电能传输出去，其电压足以经过电阻R2使得二极管D2导通，因此继电器J得电，其触点J-1吸合，J-2断开，蓄电池E进行充电，如果遇到长时间的阴雨天气，蓄电池E的电压不足时，其输出电压不足以击穿二极管D3，因此继电器J断开，其触点J-2吸合，220V市电电压经过由电容C1和电阻R1组成的阻容降压电路降压后，再进入整流桥T中进行整流，从整流桥T的端口2输出的直流电压再经过三端稳压器IC1后给系统供电。

预警系统采用温度和烟雾双重检测方式对山区高压线路进行实时监控，遇到山火时，还能采集报警区域的图像信息，并通过GPRS模块远程发送出去，极大的减少了山火对高压线路的毁损，因此系统具有精度高、功能多样和远程传输报警的优点。

同时本发明还采用市电和太阳能双电源供电的方式，遇到输电线路毁损也能正常的工作，而且还具有节能环保的优点。

Claims (8)

1.一种高压变电网络火灾安全管理系统，包括智能电源、烟雾检测模块、温度检测模块、数据处理模块、单片机、存储器、无线传输模块、图像处理器和摄像头；其特征在于，所述烟雾检测模块和温度检测模块的信号输出端均连接在数据处理模块的信号输入端，数据处理模块将输入的信号进行数模转换后输出到单片机的信号输入端，单片机还分别连接供电模块、无线传输模块、存储器和摄像头，所述摄像头还连接图像处理器，图像处理器还连接无线传输模块。

2.根据权利要求1所述的一种高压变电网络火灾安全管理系统，其特征在于，所述温度检测模块包括芯片IC1、热敏电阻RS和电阻R1，电阻R1的一端连接芯片IC3的引脚8和芯片IC4的引脚8，电阻R1的另一端连接电阻R3、电位器RP3的固定端、热敏电阻RS和芯片IC3的引脚2，电阻R3的另一端连接电阻R4和芯片IC1的引脚3，芯片IC1的引脚2连接电阻R2、电阻R5和芯片IC1的引脚7，电阻R5的另一端连接电阻R6、热敏电阻RS的另一端和芯片IC2的引脚2，芯片IC2的引脚7连接电阻R4的另一端，芯片IC3的引脚7连接电位器RP1的固定端和电位器RP1的滑动端，电位器RP1的另一个固定端连接电位器RP2的固定端，电位器RP2的另一个固定端连接电位器RP3的滑动端和电位器RP3的另一个固定端，电位器RP2的滑动端连接电阻R7，电阻R7的另一端连接电阻R8和芯片IC4的引脚3，电阻R6的另一端连接芯片IC4的引脚2，芯片IC4的引脚7输出信号OUT1。

3.根据权利要求1所述的一种高压变电网络火灾安全管理系统，其特征在于，所述烟雾检测模块包括发光二极管D1、光敏三极管VT1和电容C1，发光二极管D1的阳极连接电阻R10和电源VCC，发光二极管D1的阴极连接电位器RP4的固定端、电位器RP4的滑动端和光敏三极管VT1的集电极，光敏三极管VT1的发射极连接电阻R9和二极管D2的阳极，电位器RP4的另一个固定端连接电阻R9的另一端、电容C1、三极管VT2的发射极并接地，二极管D2的阴极连接电容C1和三极管VT2的基极，三极管VT2的集电极连接电阻R11，电阻R11的另一端连接电阻R10的另一端和输出信号OUT2。

4.根据权利要求2所述的一种高压变电网络火灾安全管理系统，其特征在于，所述智能电源包括太阳能板T、电阻R1、电容L1和继电器J，所述电阻R1的一端连接电容C1和220V交流电，电阻R1的另一端连接电容C1的另一端和整流桥T的端口1，整流桥T的端口3连接220V交流电的另一端，整流桥T的端口2连接电容C2和芯片IC1的引脚1，芯片IC1的引脚13连接继电器J的触点J-2，电容C2的另一端连接蓄电池E的负极、太阳能板T、继电器J、芯片IC1的引脚2和整流桥T的端口4，太阳能板T的另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电阻R2、继电器J的触点J-1和二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接继电器J的触点J-2的另一端和输出电压U1，继电器J的触点J-1的另一端连接蓄电池E的正极，电阻R2的另一端连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接继电器J的另一端。

5.根据权利要求2所述的一种高压变电网络火灾安全管理系统，其特征在于，所述芯片IC1~IC4均为LM311电压比较器。

6.根据权利要求1所述的一种高压变电网络火灾安全管理系统，其特征在于，所述单片机的型号为STC89C52。

7.根据权利要求1所述的一种高压变电网络火灾安全管理系统，其特征在于，所述无线传输模块为GPRS模块芯片。

8.根据权利要求1所述的一种高压变电网络火灾安全管理系统，其特征在于，所述数据处理模块的型号为HX711。