CN106877496B - 一种基于无线通信的电网线路送电警示系统及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于无线通信的电网线路送电警示系统，包括变压器和交流接触器，变压器连接交流接触器，所述交流接触器连接有无线发送模块，无线发送模块连接有无线发送模块220V交流电源00；交流接触器连接有无线接收模块，无线接收模块包括若干个附加的无线接收模块，附加的无线接收模块包括接线端或配电端，每个附加的无线接收模块都由220V交流电源供电。具有以下优点：能够在送电前先进行预警，防止其他人员的错误操作而造成人身安全及财产损失。

Description

一种基于无线通信的电网线路送电警示系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种基于无线通信的电网线路送电警示系统及其实现方法,属于无线通信、预警电子技术领域。
背景技术
在电网输配电系统中，时常因为线路故障、线路更改、线路维修等，需要停电，方便进行线路上的人员操作。在线路维修完毕后，进行线路送电。正常情况下，会通知所有维修人员，远离线路裸露处，但仍然无法避免其他人靠近危险处。基于此情况，需要一个实时警示装置，提醒因意外而未通知到的人员。此外，在需要进行实时传送信号时，也可使用该警示装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种基于无线通信的电网线路送电警示系统及其实现方法，具有能够在送电前先进行预警，防止其他人员的错误操作而造成人身安全及财产损失的优点。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于无线通信的电网线路送电警示系统，包括变压器和交流接触器，变压器连接交流接触器，所述交流接触器连接有无线发送模块，无线发送模块连接有无线发送模块220V交流电源00；交流接触器连接有无线接收模块，无线接收模块包括若干个附加的无线接收模块，附加的无线接收模块包括接线端或配电端，每个附加的无线接收模块都由220V交流电源供电。
进一步的，所述无线发送模块包括第一降压整流储能电路、第一数字处理器及其外围电路、交流接触器或断路器触发电路、无线信号接收发送电路、状态显示电路、第一数字处理器内部信号线、无线发送模块内部电源线、启动电路。
进一步的，所述无线接收模块包括第二降压整流储能电路、第二无线信号接收发送电路、第二数字处理器及其外围电路、蜂鸣器发声电路、警示灯电路、第二数字处理器内部信号线、无线接收模块内部电源线。
进一步的，所述第一降压整流储能电路包括220V交流电源91，220V交流电源91一端连接有电容C1一端和电阻R1一端，电容C1另一端和电阻R1另一端连接，电容C1另一端连接有二极管D1的正极和二极管D2的负极，二极管D2的正极接地，二极管D1的正极连接有二极管D4的负极，二极管D4的正极连接有二极管D3的负极，二极管D3的正极接地，二极管D4的正极连接220V交流电源91的另一端，二极管D4的负极连接有电容C2一端和三端稳压集成电路LM7812的1脚，电容C2另一端接地，三端稳压集成电路LM7812的2脚接地，三端稳压集成电路LM7812的3脚连接有电容C3一端、15V超级电容模块94一端、三端稳压集成电路LM7805的1脚，并输出12V直流电压，电容C3另一端接地，15V超级电容模块94另一端接地，三端稳压集成电路LM7805的2脚接地，三端稳压集成电路LM7805的3脚连接有电容C4一端，并输出5V直流电压，电容C4另一端接地。
进一步的，所述警示灯电路包括恒流控制模块101，恒流控制模块是以芯片PAM2861CBR为主构成的恒流控制电路，恒流控制模块101连接有三组并联的二极管，每组二极管由四个串联的二极管组成，恒流控制模块101连接有继电器T1的1脚，继电器T1的2脚连接有12V直流电源，继电器T1的4脚连接有二极管D5的负极，并接入5V直流电源，继电器T1的5脚连接二极管D5的正极，二极管D5的正极连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极连接有二极管D6的负极，二极管D6的正极连接有STC12单片机I/O口。
进一步的，所述交流接触器或断路器触发电路包括STC12单片机I/O口，STC12单片机I/O口连接有二极管D7正极，二极管D7负极连接有三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极连接有二极管D8的正极，二极管D8的负极连接有继电器T2的2脚，并接入5V直流电源，继电器T2的1脚连接二极管D8负极，继电器T2的3脚连接有220V交流电源，继电器T2的5脚连接交流接触器控制端口，单片机引脚经过三极管放大后，通过控制继电器，进而控制交流接触器。
进一步的，所述送电警示系统的实现方法包括无线发送模块的控制方法和无线接收模块的控制方法。
进一步的，所述无线发送模块的控制方法包括以下步骤：
步骤71，启动信号发生器，完成后进入步骤72；
步骤72，无线发送模块发出预警信号，在接到启动信号后，无线发送模块中的无线信号发送电路发出送电预警信号到无线接收模块，完成后进入步骤73；
步骤73，判断附加的无线接收模块是否全部应答，若没有全部应答，则返回执行步骤73，若是全部应答，则进入步骤76；
步骤76，开始倒计时30s，得到所有无线接收模块的应答信号后，倒计时30s，完成后进入步骤78；
步骤78，判断倒计时是否结束，若倒计时没有结束，返回继续执行步骤78，倒计时结束，则进入步骤710；
步骤710，无线发送模块中的交流接触器或断路器触发电路触发交流接触器，电网送电完成，完成后进入步骤711；
步骤711，信号灯闪烁，蜂鸣器提示，显示当前送电完成，20s后处理器进入休眠状态，完成后进入步骤712；
步骤712，结束送电警示全过程，等待下次运行。
进一步的，所述无线接收模块的控制方法包括以下步骤：
步骤81，电网断电触发数字处理器启动，完成后进入步骤82,；
步骤82，第二无线信号接收发送电路接收到信息，无线接收模块的数字处理器检测电压是否是送电预警信号，若不是送电预警信号，则返回继续执行步骤82，若是送电预警信号，则进入步骤85；
步骤85，一旦检测到送电预警信号，无线接收模块的第二无线信号接收发送电路发送应答信号，完成后进入步骤86；
步骤86，警示灯电路触发警示灯，蜂鸣器发声电路触发蜂鸣器，完成后进入步骤87；
步骤87，开始倒计时30s，完成后进入步骤88；
步骤88，判断倒计时是否结束，若倒计时为结束，则返回继续执行步骤88，若倒计时结束，则进入步骤811；
步骤811，与无线接收模块的数字处理器相连的蜂鸣器电路和警示灯电路停止一切动作，完成后进入步骤812；
步骤812，无线接收模块的数字处理器进入休眠状态，完成后进入步骤813；
步骤813，结束送电警示全过程，等待下次运行。
本发明所述的一种基于无线通信的电网线路送电警示系统及其实现方法具有以下优点：
本发明的基于无线通信的电网线路送电警示系统，是在现有电网中加入送电预警装置，不需改动电路即可实现送电前的警示，以避免线路维修完后，有人员接近导线裸露处，发生威胁人身安全的事件。该系统提高了人员的安全性，避免不必要的纠纷，提高维修人员的可操作性。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例中送电警示系统示意图；
图2为本发明实施例中送电警示系统无线发送部分的结构框图；
图3为本发明实施例中送电警示系统无线接收部分的结构框图；
图4为本发明实施例中降压整流储能电路示意图；
图5为本发明实施例中警示灯电路示意图；
图6为本发明实施例中交流接触器或断路器触发电路示意图；
图7为本发明实施例中无线发送模块的控制流程图；
图8为本发明实施例中无线接收模块的控制流程图；
图中，
00：无线发送模块220V交流电源 01：411的220V交流电源
02：421的220V交流电源 0n：4n1的220V交流电源
11：无线发送模块 21：变压器
31：交流接触器
41：接线端1或者配电端1 42：接线端2或者配电端2
4n：接线端n或者配电端n 411：41附加的无线接收模块
421：42附加的无线接收模块 4n1：4n附加的无线接收模块
1：无线发送模块的交流电源端 2：无线发送模块的交流电源端
3：交流接触器或交流接触器触发端
51：第一降压整流储能电路 52：第一数字处理器及其外围电路
53：交流接触器或断路器触发电路 54：无线信号接收发送电路
55：状态显示电路 56：第一数字处理器内部信号线
511：无线发送模块内部电源线
61：第二降压整流储能电路 62：第二无线信号接收发送电路
63：第二数字处理器及其外围电路 64：蜂鸣器发声电路
65：警示灯电路 66：第二数字处理器内部信号线
611：无线接收模块内部电源线
71：启动信号发生器 72：无线发送模块发出预警信号
73：无线接收模块是否全部应答 74：否
75：是 76：开始倒计时30s
77：否 78：倒计时结束
79：是 710：触发交流接触器
711：信号灯闪烁，蜂鸣器提示，20s后处理器进入休眠状态
712：结束
81：电网断电触发启动 82：检测电压是否是预警信号
83：否 84：是
85：无线接收模块发送应答信号 86：触发警示灯，触发蜂鸣器
87：倒计时30s 88：倒计时结束
89：否 810：是
811：停止一切动作 812：处理器进入休眠状态
813：结束
91：220V交流电源 92：LM7812
93：LM7805 94：超级电容模块
95：12V直流电源 96：5V直流电源
101：恒流控制模块 102：单片机I/O口
111：单片机I/O口 112：220V交流电源
113：交流接触器控制端口。
具体实施方式
实施例1，如图1所示，一种基于无线通信的电网线路送电警示系统，包括变压器21，变压器21连接有交流接触器31，交流接触器31连接有无线发送模块11，无线发送模块11连接有无线发送模块220V交流电源00；交流接触器31连接有无线接收模块，无线接收模块包括若干个附加的无线接收模块，即图1中411、422、……、4nn，附加的无线接收模块包括接线端或配电端，即图1中41、42、……、4n，每个附加的无线接收模块都由220V交流电源供电，220V交流电源即图1中01、02、……、0n。
如图2所示，无线发送模块11包括第一降压整流储能电路51、第一数字处理器及其外围电路52、交流接触器或断路器触发电路53、无线信号接收发送电路54、状态显示电路55、第一数字处理器内部信号线56、无线发送模块内部电源线511、启动电路，第一降压整流储能电路51连接无线发送模块内部电源线511，无线发送模块内部电源线511连接第一数字处理器及其外围电路52、交流接触器或断路器触发电路53、无线信号接收发送电路54、状态显示电路55，状态显示电路55连接第一数字处理器及其外围电路52，第一数字处理器及其外围电路52连接交流接触器或断路器触发电路53和无线信号接收发送电路54，第一数字处理器内部信号线56连接第一数字处理器及其外围电路52、交流接触器或断路器触发电路53、状态显示电路55。
所述无线发送模块11有2部分接线，包括单相交流电源接线端1、接线端2，交流接触器触发电路接线端3。
所述第一降压整流储能电路51，是指220V交流电通过电阻、电容并联电路分压后，接整流电路得到直流电，并进行稳压得到适用于模块内部的稳定电压，同时并联储能元件；所述无线发送模块内部电源线511，是指把所述降压整流储能电路输出的直流电压，送至模块内部其他功能区的电源端；所述第一数字处理器及其外围电路52，是指具有基本控制功能的单片机或者数字信号处理器，并带有基本的外围电路，外围电路主要指晶振电路、输出口上拉电路、中断辅助电路等；所述交流接触器或断路器触发电路53，是指对数字处理器的信号进行放大，使能控制交流接触器开关动作或者交流接触器动作的电路；所述无线信号接收发送电路54，以SIM900A为主，设计用于GPRS无线收发，是指能够响应数字处理器的预警信号，并通过无线通信的方式发出送电预警信号，而且还能接收无线信息的电路；所述状态显示电路55，是指能够反映当前数字处理器的工作状态的显示电路；所述第一数字处理器内部信号线56，是指数字处理器向其他内部功能区下发命令的内部电路，包括STC12单片机，单片机电源电路，晶振电路，I/O电平上拉电路，等等。
如图3所示，所述无线接收模块包括第二降压整流储能电路61、第二无线信号接收发送电路62、第二数字处理器及其外围电路63、蜂鸣器发声电路64、警示灯电路65、第二数字处理器内部信号线66、无线接收模块内部电源线611，第二降压整流储能电路61连接无线接收模块内部电源线611，无线接收模块内部电源线611连接第二无线信号接收发送电路62、第二数字处理器及其外围电路63、蜂鸣器发声电路64、警示灯电路65，第二无线信号接收发送电路62连接第二数字处理器及其外围电路63，第二数字处理器及其外围电路63连接蜂鸣器发声电路64，蜂鸣器发声电路64连接警示灯电路65，第二数字处理器内部信号线66连接第二无线信号接收发送电路62、第二数字处理器及其外围电路63、蜂鸣器发声电路64。
所述无线接收模块有1处接线，是单相220V交流电源。
所述第二降压整流储能电路61，是指220V交流电通过电阻、电容并联电路分压后，接整流电路得到直流电，并进行稳压得到适用于模块内部的稳定电压，同时并联储能元件，在断电情况下，为内部电路供电的电路；所述无线接收模块内部电源线611，是指把所述降压整流储能电路输出的直流电压，送至模块内部其他功能区的电源端；所述第二数字处理器及其外围电路63，是指具有基本控制功能的单片机或者数字信号处理器，并带有基本的外围电路，外围电路主要指晶振电路、输出口上拉电路、中断辅助电路等；所述蜂鸣器发声电路64，是指能够识别数字处理器预警信号，并发出蜂鸣声的电路；所述警示灯电路65，是指能够识别数字处理器预警信号，并让警示灯动作的电路；所述第二数字处理器内部信号线66，是指数字处理器向其他内部功能区下发命令的内部电路。
所述无线，是指GPRS、3G、4G中的其中一种通信协议，但不限于这些。
如4所示，所述第一降压整流储能电路51和第二降压整流储能电路61电路连接关系相同，降压整流储能电路包括220V交流电源91，220V交流电源91一端连接有电容C1一端和电阻R1一端，电容C1另一端和电阻R1另一端连接，电容C1另一端连接有二极管D1的正极和二极管D2的负极，二极管D2的正极接地，二极管D1的正极连接有二极管D4的负极，二极管D4的正极连接有二极管D3的负极，二极管D3的正极接地，二极管D4的正极连接220V交流电源91的另一端，二极管D4的负极连接有电容C2一端和三端稳压集成电路LM7812的1脚，电容C2另一端接地，三端稳压集成电路LM7812的2脚接地，三端稳压集成电路LM7812的3脚连接有电容C3一端、15V超级电容模块94一端、三端稳压集成电路LM7805的1脚，并输出12V直流电压，电容C3另一端接地，15V超级电容模块94另一端接地，三端稳压集成电路LM7805的2脚接地，三端稳压集成电路LM7805的3脚连接有电容C4一端，并输出5V直流电压，电容C4另一端接地。
所述降压整流储能电路，主要用于降压得到适用于模块内部的稳定电压，并且兼顾断电情况下的临时用电；主要构成：220V交流单相电源通过电阻、电容并联电路分压后，接二极管整流电路得到直流电，通过稳压器件（如：7812，12V电压输出）稳压，并联15V超级电容储能模块，串联稳压器件（如7805，5V电压输出）得到各功能区所需电压
如图5所示，所述警示灯电路65包括恒流控制模块101，恒流控制模块是以芯片PAM2861CBR为主构成的恒流控制电路，恒流控制模块101连接有三组并联的二极管，每组二极管由四个串联的二极管组成，恒流控制模块101连接有继电器T1的1脚，继电器T1的2脚连接有12V直流电源，继电器T1的4脚连接有二极管D5的负极，并接入5V直流电源，继电器T1的5脚连接二极管D5的正极，二极管D5的正极连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极连接有二极管D6的负极，二极管D6的正极连接有STC12单片机I/O口。
如图6所示，所述交流接触器或断路器触发电路53包括STC12单片机I/O口，STC12单片机I/O口连接有二极管D7正极，二极管D7负极连接有三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极连接有二极管D8的正极，二极管D8的负极连接有继电器T2的2脚，并接入5V直流电源，继电器T2的1脚连接二极管D8负极，继电器T2的3脚连接有220V交流电源，继电器T2的5脚连接交流接触器控制端口，单片机引脚经过三极管放大后，通过控制继电器，进而控制交流接触器。
如图7、图8所示，一种基于无线通信的电网线路送电警示系统的实现方法包括无线发送模块的控制方法和无线接收模块的控制方法。
所述无线发送模块的控制方法包括以下步骤：
步骤71，启动信号发生器，完成后进入步骤72；
步骤72，无线发送模块发出预警信号，在接到启动信号后，无线发送模块中的无线信号发送电路发出送电预警信号到无线接收模块，完成后进入步骤73；
步骤73，判断附加的无线接收模块是否全部应答，若没有全部应答，则返回执行步骤73，若是全部应答，则进入步骤76；
步骤76，开始倒计时30s，得到所有无线接收模块的应答信号后，倒计时30s，完成后进入步骤78；
步骤78，判断倒计时是否结束，若倒计时没有结束，返回继续执行步骤78，倒计时结束，则进入步骤710；
步骤710，无线发送模块中的交流接触器或断路器触发电路触发交流接触器，电网送电完成，完成后进入步骤711；
步骤711，信号灯闪烁，蜂鸣器提示，显示当前送电完成，20s后处理器进入休眠状态，完成后进入步骤712；
步骤712，结束送电警示全过程，等待下次运行。
所述无线接收模块的控制方法包括以下步骤：
步骤81，电网断电触发数字处理器启动，完成后进入步骤82,；
步骤82，第二无线信号接收发送电路接收到信息，无线接收模块的数字处理器检测电压是否是送电预警信号，若不是送电预警信号，则返回继续执行步骤82，若是送电预警信号，则进入步骤85；
步骤85，一旦检测到送电预警信号，无线接收模块的第二无线信号接收发送电路发送应答信号，完成后进入步骤86；
步骤86，警示灯电路触发警示灯，蜂鸣器发声电路触发蜂鸣器，完成后进入步骤87；
步骤87，开始倒计时30s，完成后进入步骤88；
步骤88，判断倒计时是否结束，若倒计时为结束，则返回继续执行步骤88，若倒计时结束，则进入步骤811；
步骤811，与无线接收模块的数字处理器相连的蜂鸣器电路和警示灯电路停止一切动作，完成后进入步骤812；
步骤812，无线接收模块的数字处理器进入休眠状态，完成后进入步骤813；
步骤813，结束送电警示全过程，等待下次运行。
本发明基于无线通信的电网线路送电警示系统，是在现有电网中加入送电预警装置，不需改动电路即可实现送电前的警示，以避免线路维修完后，有人员接近导线裸露处，发生威胁人身安全的事件。该系统提高了人员的安全性，避免不必要的纠纷，提高维修人员的可操作性。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于无线通信的电网线路送电警示系统，包括变压器（21）和交流接触器（31），变压器（21）连接交流接触器（31），其特征在于：所述交流接触器（31）连接有无线发送模块（11），无线发送模块（11）连接有无线发送模块220V交流电源00；交流接触器（31）连接有无线接收模块，无线接收模块包括若干个附加的无线接收模块，附加的无线接收模块包括接线端或配电端，每个附加的无线接收模块都由220V交流电源供电；
所述无线发送模块（11）包括第一降压整流储能电路（51）、第一数字处理器及其外围电路（52）、交流接触器或断路器触发电路（53）、无线信号接收发送电路（54）、状态显示电路（55）、第一数字处理器内部信号线（56）、无线发送模块内部电源线（511）、启动电路，第一降压整流储能电路( 51) 输入连接无线发送模块的交流电源端（1）和无线发送模块的交流电源端（2）、输出连接无线发送模块内部电源线（511），无线发送模块内部电源线（511）分别连接第一数字处理器及其外围电路（52）、交流接触器或断路器触发电路（53）、无线信号接收发送电路（54）、状态显示电路（55），第一数字处理器及其外围电路（52）分别经第一数字处理器内部信号线（56）连接交流接触器或断路器触发电路（53）、无线信号接收发送电路（54）、状态显示电路（55），交流接触器或断路器触发电路（53）还连接到交流接触器或交流接触器触发端（3）；
所述第一数字处理器及其外围电路（52）包括STC12单片机；
所述无线接收模块包括第二降压整流储能电路（61）、第二无线信号接收发送电路（62）、第二数字处理器及其外围电路（63）、蜂鸣器发声电路（64）、警示灯电路（65）、第二数字处理器内部信号线（66）、无线接收模块内部电源线（611），第二降压整流储能电路（61）的输入接单相220V交流电源、输出连接无线接收模块内部电源线（611），无线接收模块内部电源线（611）分别连接第二无线信号接收发送电路（62）、第二数字处理器及其外围电路（63）、蜂鸣器发声电路（64）、警示灯电路（65），第二数字处理器及其外围电路（63）分别经第二数字处理器内部信号线（66）连接第二无线信号接收发送电路（62）、蜂鸣器发声电路（64）、警示灯电路（65）；
所述警示灯电路（65）包括恒流控制模块（101），恒流控制模块是以芯片PAM2861CBR为主构成的恒流控制电路，恒流控制模块（101）连接有三组并联的二极管，每组二极管由四个串联的二极管组成，恒流控制模块（101）连接有继电器T1的1脚，继电器T1的2脚连接有12V直流电源，继电器T1的4脚连接有二极管D5的负极，并接入5V直流电源，继电器T1的5脚连接二极管D5的正极，二极管D5的正极连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极连接有二极管D6的负极，二极管D6的正极连接有STC12单片机I/O口；
所述交流接触器或断路器触发电路（53）包括STC12单片机I/O口，STC12单片机I/O口连接有二极管D7正极，二极管D7负极连接有三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极连接有二极管D8的正极，二极管D8的负极连接有继电器T2的2脚，并接入5V直流电源，继电器T2的1脚连接二极管D8负极，继电器T2的3脚连接有220V交流电源，继电器T2的5脚连接交流接触器控制端口，单片机引脚经过三极管放大后，通过控制继电器，进而控制交流接触器。
2.如权利要求1所述的一种基于无线通信的电网线路送电警示系统，其特征在于：所述第一降压整流储能电路包括220V交流电源91，220V交流电源91一端连接有电容C1一端和电阻R1一端，电容C1另一端和电阻R1另一端连接，电容C1另一端连接有二极管D1的正极和二极管D2的负极，二极管D2的正极接地，二极管D1的正极连接有二极管D4的正极，二极管D4的正极连接有二极管D3的负极，二极管D3的正极接地，二极管D4的正极连接220V交流电源91的另一端，二极管D4的负极连接有电容C2一端和三端稳压集成电路LM7812的1脚，电容C2另一端接地，三端稳压集成电路LM7812的2脚接地，三端稳压集成电路LM7812的3脚连接有电容C3一端、15V超级电容模块94一端、三端稳压集成电路LM7805的1脚，并输出12V直流电压，电容C3另一端接地，15V超级电容模块94另一端接地，三端稳压集成电路LM7805的2脚接地，三端稳压集成电路LM7805的3脚连接有电容C4一端，并输出5V直流电压，电容C4另一端接地。
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