CN109269561A - 动力环境监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力环境监控系统，包括安全监控模块、环境监测模块、报警模块、微处理器、存储器、电源模块、无线通信模块和监控中心，所述安全监控模块、环境监测模块、报警模块、存储器和电源模块均与所述微处理器连接，所述微处理器通过所述无线通信模块与所述监控中心连接，所述环境监测模块包括均与所述微处理器连接的温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和水位检测器；电源模块包括电压输入端、第一二极管、电压基准电路、第一电容、第一电阻、第一三极管、第二三极管、第三电阻、第四电阻和电压输出端。本发明电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

动力环境监控系统

技术领域

本发明涉及环境监控领域，特别涉及一种动力环境监控系统。

背景技术

动力环境监控系统系统针对各种通信局站(包括通信机房、基站、支局、模块局等)的设备特点和工作环境，对局站内的通讯电源、蓄电池组、UPS、发电机、空调等智能、非智能设备以及温湿度、烟雾、地水、门禁等环境量实现“遥测、遥信、遥控、遥调”等功能。传统动力环境监控系统的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统动力环境监控系统的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的动力环境监控系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种动力环境监控系统，包括包括安全监控模块、环境监测模块、报警模块、微处理器、存储器、电源模块、无线通信模块和监控中心，所述安全监控模块、环境监测模块、报警模块、存储器和电源模块均与所述微处理器连接，所述微处理器通过所述无线通信模块与所述监控中心连接，所述环境监测模块包括均与所述微处理器连接的温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和水位检测器；

所述电源模块包括电压输入端、第一二极管、电压基准电路、第一电容、第一电阻、第一三极管、第二三极管、第三电阻、第四电阻和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一二极管的阳极和第一三极管的发射极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述电压基准电路的阴极、第一电容的一端和第一电阻的一端连接，所述电压基准电路的阳极接地，所述第一电阻的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极通过所述第二电阻与所述第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第三电阻的一端和电压输出端连接，所述第三电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端、第一电容的另一端和电压基准电路的比较输入极连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第一二极管的型号为S-123T。

在本发明所述的动力环境监控系统中，所述电源模块还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述电压输出端连接，所述第二电容的另一端接地，所述第二电容的电容值为280pF。

在本发明所述的动力环境监控系统中，所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述电压输入端连接，所述第五电阻的另一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第五电阻的阻值为35kΩ。

在本发明所述的动力环境监控系统中，所述电源模块还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第四电阻的一端连接，所述第二二极管的阴极与所述第一电容的另一端连接，所述第二二极管的型号为E-562。

在本发明所述的动力环境监控系统中，所述第一三极管为PNP型三极管。

在本发明所述的动力环境监控系统中，所述第二三极管为NPN型三极管。

在本发明所述的动力环境监控系统中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本发明的动力环境监控系统，具有以下有益效果：由于设有安全监控模块、环境监测模块、报警模块、微处理器、存储器、电源模块、无线通信模块和监控中心，电源模块包括电压输入端、第一二极管、电压基准电路、第一电容、第一电阻、第一三极管、第二三极管、第三电阻、第四电阻和电压输出端，该电源模块相对于传统动力环境监控系统的供电部分，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明动力环境监控系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

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。

在本发明动力环境监控系统实施例中，该动力环境监控系统的结构示意图如图1所示。图1中，该动力环境监控系统包括安全监控模块1、环境监测模块2、报警模块3、微处理器4、存储器5、电源模块6、无线通信模块7和监控中心8，安全监控模块1、环境监测模块2、报警模块3、存储器5和电源模块6均与微处理器4连接，微处理器4通过无线通信模块7与监控中心7连接，环境监测模块2包括温度传感器21、湿度传感器22、烟雾传感器23和水位检测器24，温度传感器21、湿度传感器22、烟雾传感器23和水位检测器24均与微处理器4连接。

在该动力环境监控系统的工作过程中，安全监控模块1将监测到的安全监测数据发送给微处理器4，微处理器4将这些数据暂时存储到存储器5中，同时根据其所预先定义的数据格式、设备地址等预设内容处理安全监测数据，通过无线通信模块7将处理后的安全监测数据发送给监控中心8。

环境监测模块2将监测到的环境监测数据发送给微处理器4，微处理器4将这些数据暂时存储到存储器5中，同时根据其所预先定义的数据格式、设备地址等预设内容处理环境监测数据，通过无线通信模块7将处理后的环境监测数据发送给监控中心8。

报警模块3将监测到的报警监测数据发送给微处理器4，微处理器4将这些数据暂时存储到存储器5中，同时根据其所预先定义的数据格式、设备地址等预设内容处理报警监测数据，通过无线通信模块7将处理后的报警监测数据发送给监控中心8。

上述温度传感器21用于检测环境温度，湿度传感器22用于检测环境湿度，烟雾传感器23用于检测烟雾浓度，水位检测器24用于检测水位深度，温度传感器21检测的温度数据、湿度传感器22检测的湿度数据、烟雾传感器23检测的烟雾浓度数据和水位检测器24检测的水位深度数据均会发送给微处理器4，由微处理器4处理后，通过无线通信模块7发送给监控中心8。通过无线通信方式，可以避免有线连接的复杂布线。

本实施例中，无线通信模块7为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块6包括电压输入端Vin、第一二极管D1、电压基准电路U1、第一电容C1、第一电阻R1、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4和电压输出端Vo，其中，电压输入端Vin分别与第一二极管D1的阳极和第一三极管Q1的发射极连接，第一二极管D1的阴极分别与电压基准电路U1的阴极、第一电容C1的一端和第一电阻R1的一端连接，电压基准电路U1的阳极接地GND，第一电阻R1的另一端与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极接地GND，第一三极管Q1的基极通过第二电阻R2与第二三极管Q2的集电极连接，第一三极管Q1的集电极分别与第三电阻R3的一端和电压输出端Vo连接，第三电阻R3的另一端分别与第四电阻R4的一端、第一电容C1的另一端和电压基准电路U1的比较输入极连接，第四电阻R4的另一端接地GND。

该电源模块6相对于传统动力环境监控系统的供电部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第一二极管D1为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一二极管D1的型号为S-123T，当然，在实际应用中，第一二极管D1也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，电压基准电路U1接收电压输入端Vin的输出电压，将根据该输出电压与内部基准电压的比较而产生的第一控制信号输出至第二三极管Q2，第二三极管Q2输出第二控制信号至第一三极管Q1，第一三极管Q1根据第二控制信号输出调节后的电压。

本实施例中，第一三极管Q1为PNP型三极管，第二三极管Q2为NPN型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以采用NPN型三极管，第二三极管Q2也可以采用PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。输出电压经第三电阻R3和第四电阻R4分压后输入电压基准电路U1。

第二电阻R2串联在第二三极管Q2的集电极与第一三极管Q1的基极之间，用于控制流入主功率调压三极管P1的基极电流，通过该受控基极电流放大第一三极管Q1的发射极电流并调整发射极与集电极之间的电压，实现电压输出端Vo的稳压输出。

第一电容C1串联在电压基准电路U1的比较输入极和阴极之间，具有改善闭环回路的特性，避免本稳压电路产生输出振荡，同时改善输出响应特性。

该电源模块6的工作原理如下：电压输出端Vo的输出电压经第三电阻R3和第四电阻R4分压后送入电压基准电路U1的比较输入极，与电压基准电路U1内部的基准电压比较后从电压基准电路U1的阴极产生相应的阴极控制电流。该阴极控制电流在第一二极管D1上产生控制电压。该控制电压经第一电阻R1产生对第二三极管Q2的基极控制电流，经第二三极管Q2的电流放大后从第二三极管Q2的集电极产生对第一三极管Q1的基极的基极控制电流。通过该基极控制电流调整第一三极管Q1的发射极与集电极之间的电压，实现电压输出端Vo的稳压输出。

当某种原因使得电压输出端Vo的输出电压增大时，经第三电阻R3和第四电阻R4分压的电压也随之增大。该输出电压送入电压基准电路U1的比较输入极与电压基准电路U1内部的基准电压相比较。因该分压增大，会使流入电压基准电路U1的阴极的电流增加，导致第一二极管D1的电压降增加，进而使第一电阻R1的电压降减少。由此，使流入第二三极管Q2的基极b的基极电流减少。经第二三极管Q2放大后，流入第二三极管Q2的集电极的集电极电流亦减少。由于第二三极管Q2的集电极电流经第二电阻R2控制了第一三极管Q1的基极的基极电流，因此第二三极管Q2的集电极电流的减少导致了经第一三极管Q1放大后从其发射极流向集电极的集电极电流相应减少。这使得输出电压相应减小，一直到输出电压重新恢复到设定的稳压值上。通过这种反馈控制，可以实现输出电压的稳定。

反之亦然，当某种原因使得电压输出端Vo的输出电压减小时，则通过与上述过程相反的反馈控制，会使得第一三极管Q1的发射极流向集电极的集电极电流相应增加，使得输出电压相应增加至重新恢复到设定的稳压值上，同样实现输出电压的稳定。

本实施例中，该电源模块6还包括第二电容C2，第二电容C2的一端与电压输出端Vo连接，第二电容C2的另一端接地GND。第二电容C2为滤波电容，用于滤除杂波，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第二电容C2的电容值为280pF，当然，在实际应用中，第二电容C2的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第二电容C2的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块6还包括第五电阻R5，第五电阻R5的一端与电压输入端Vin连接，第五电阻R5的另一端与第一三极管Q1的发射极连接。第五电阻R5为限流电阻，用于对第一三极管Q1的发射极电流进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第五电阻R5的阻值为35kΩ，当然，在实际应用中，第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块6还包括第二二极管D2，第二二极管D2的阳极与第四电阻R4的一端连接，第二二极管D2的阴极与第一电容C1的另一端连接。第二二极管D2为限流二极管，用于进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第二二极管D2的型号为E-562，当然，在实际应用中，第二二极管D2也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

总之，本实施例中，该电源模块6相对于传统动力环境监控系统的供电部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块6中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种动力环境监控系统，其特征在于，包括安全监控模块、环境监测模块、报警模块、微处理器、存储器、电源模块、无线通信模块和监控中心，所述安全监控模块、环境监测模块、报警模块、存储器和电源模块均与所述微处理器连接，所述微处理器通过所述无线通信模块与所述监控中心连接，所述环境监测模块包括均与所述微处理器连接的温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和水位检测器；

所述电源模块包括电压输入端、第一二极管、电压基准电路、第一电容、第一电阻、第一三极管、第二三极管、第三电阻、第四电阻和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一二极管的阳极和第一三极管的发射极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述电压基准电路的阴极、第一电容的一端和第一电阻的一端连接，所述电压基准电路的阳极接地，所述第一电阻的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极通过所述第二电阻与所述第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第三电阻的一端和电压输出端连接，所述第三电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端、第一电容的另一端和电压基准电路的比较输入极连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第一二极管的型号为S-123T。

2.根据权利要求1所述的动力环境监控系统，其特征在于，所述电源模块还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述电压输出端连接，所述第二电容的另一端接地，所述第二电容的电容值为280pF。

3.根据权利要求2所述的动力环境监控系统，其特征在于，所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述电压输入端连接，所述第五电阻的另一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第五电阻的阻值为35kΩ。

4.根据权利要求3所述的动力环境监控系统，其特征在于，所述电源模块还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第四电阻的一端连接，所述第二二极管的阴极与所述第一电容的另一端连接，所述第二二极管的型号为E-562。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的动力环境监控系统，其特征在于，所述第一三极管为PNP型三极管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的动力环境监控系统，其特征在于，所述第二三极管为NPN型三极管。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的动力环境监控系统，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。