CN110856210A - 一种配电网通信安全防护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配电网通信安全防护系统，包括波形采集电路、调频反馈电路和限幅发射电路，所述波形采集电路采集节点模块的信号波形，调频反馈电路运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成调幅电路调节信号电位，并且运用运放器AR4、运放器AR5和电阻R10‑电阻R14组成调频电路扩大信号脉宽，最后运用三极管Q3、三极管Q4组成推挽电路防止信号交越失真后输入滤波发射电路内，其中MOS管Q1、MOS管Q2进一步反馈调节推挽电路和调幅电路输出信号振幅，限幅发射电路运用二极管D4、二极管D5组成限幅电路对信号限幅，最后信号发射器E1发送至控制终端，能够对节点模块的信号波形监测预警。

Description

一种配电网通信安全防护系统
技术领域
本发明涉及通信安全技术领域，特别是涉及一种配电网通信安全防护系统。
背景技术
目前, 配电网的防护常用的方法是利用节点的时域分析、频域分析、幅值域分析等，来进行安全防护，然而对于配电网数据信号瞬时冗杂时，将会导致很难通过时域统计特征或频谱特性来进行区分和识别，对于此种现象，可以将频域分析、幅值域分析结合在一起，在现有技术的技术上，本方案对配电网通信的节点信号波形进行分析，同时对频率和幅值识别判断，可以提高配电网通信安全防护系统的可靠性。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种配电网通信安全防护系统， 能够对节点模块的信号波形监测，通过对波形信号频率、振幅的调节，可以转换为控制终端的预警信号。
其解决的技术方案是， 一种配电网通信安全防护系统，包括节点模块、控制终端、信号检测模块、无线传输模块，节点模块通过无线传输模块传输配电网数据至控制终端内，信号检测模块检测节点模块的信号波形，并传输至控制终端内，信号检测模块包括波形采集电路、调频反馈电路和限幅发射电路，所述波形采集电路采集节点模块的信号波形，调频反馈电路运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成调幅电路调节信号电位，并且运用运放器AR4、运放器AR5和电阻R10-电阻R14组成调频电路扩大信号脉宽，最后运用三极管Q3、三极管Q4组成推挽电路防止信号交越失真后输入滤波发射电路内，其中MOS管Q1、MOS管Q2进一步反馈调节推挽电路和调幅电路输出信号振幅，限幅发射电路运用二极管D4、二极管D5组成限幅电路对信号限幅，最后信号发射器E1发送至控制终端。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；
1， 运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成调幅电路调节信号电位，运用运放器AR3放大信号，然后运用二极管D1、二极管D2限幅，并且经运放器AR2跟随反馈信号至运放器AR3同相输入端，调节电容C5充放电，筛选出运放器AR3输出信号振幅较高的信号，具有很大的实用价值；
2.运用运放器AR4、运放器AR5和电阻R10-电阻R14组成调频电路扩大信号脉宽，利用运放器AR5和二极管D3在电容两端C2两端形成锯齿波电压，该锯齿波电压直接施加于运放器AR4反相输入端，又和运放器AR4同相输入端电压进行比较，筛选出脉宽信号，最后运用三极管Q3、三极管Q4组成推挽电路防止信号交越失真后输入滤波发射电路内，其中MOS管Q1、MOS管Q2进一步反馈调节推挽电路和调幅电路输出信号振幅，利用MOS管Q1、MOS管Q2导通电压，进一步判断信号振幅是否异常，MOS管Q1反馈调节推挽电路输出信号振幅，MOS管Q2反馈调节调幅电路检测信号振幅标准，进一步提高节点模块的波形信号异常检测的准确性，最后信号发射器E1发送至控制终端，当节点模块的信号波形异常时，此时信号发射器E1发送信号为高电平信号，控制终端接收为节点模块的信号波形异常预警信号，反之，信号发射器E1发送信号为低电平信号，控制终端接收为节点模块的信号波形正常信号，能够对节点模块的信号波形监测。
附图说明
图1本发明一种配电网通信安全防护系统的波形采集电路图。
图2本发明一种配电网通信安全防护系统的调频反馈电路图。
图3明一种配电网通信安全防护系统的限幅发射电路图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
一种配电网通信安全防护系统，包括波形采集电路、调频反馈电路和限幅发射电路，所述波形采集电路采集节点模块的信号波形，调频反馈电路运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成调幅电路调节信号电位，并且运用运放器AR4、运放器AR5和电阻R10-电阻R14组成调频电路扩大信号脉宽，最后运用三极管Q3、三极管Q4组成推挽电路防止信号交越失真后输入滤波发射电路内，其中MOS管Q1、MOS管Q2进一步反馈调节推挽电路和调幅电路输出信号振幅，限幅发射电路运用二极管D4、二极管D5组成限幅电路对信号限幅，最后信号发射器E1发送至控制终端；
所述调频反馈电路运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成调幅电路调节信号电位，运用运放器AR3放大信号，然后运用二极管D1、二极管D2限幅，并且经运放器AR2跟随反馈信号至运放器AR3同相输入端，调节电容C5充放电，筛选出运放器AR3输出信号振幅较高的信号，并且运用运放器AR4、运放器AR5和电阻R10-电阻R14组成调频电路扩大信号脉宽，利用运放器AR5和二极管D3在电容两端C2两端形成锯齿波电压，该锯齿波电压直接施加于运放器AR4反相输入端，又和运放器AR4同相输入端电压进行比较，当电容C2两端电压高于运放器AR4同相输入端电压时，运放器AR4输出低电位，低于运放器AR4同相输入端电压时输出高电位，相当于把锯齿的上半部分切掉了，因此运放器AR4同相输入端电压越高，锯齿切掉的越少，筛选出脉宽信号，最后运用三极管Q3、三极管Q4组成推挽电路防止信号交越失真后输入滤波发射电路内，其中MOS管Q1、MOS管Q2进一步反馈调节推挽电路和调幅电路输出信号振幅，利用MOS管Q1、MOS管Q2导通电压，进一步判断信号振幅是否异常，MOS管Q1反馈调节推挽电路输出信号振幅，MOS管Q2反馈调节调幅电路检测信号振幅标准，进一步提高节点模块的波形信号异常检测的准确性；
所述调频反馈电路具体结构，运放器AR3 的同相输入端接电阻R4、电阻R6、电容C5的一端和运放器AR2的输出端、运放器AR2的反相输入端，运放器AR3的反相输入端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，运放器AR3的输出端接电阻R5、电阻R7的一端和二极管D1的正极、二极管D1的负极，电阻R5的另一端接电容C5的另一端和运放器AR2的反相输入端，二极管D1的负极接电阻R6的另一端、二极管D2的正极和MOS管Q1的栅极、电阻R8的一端，电阻R7的另一端接运放器AR4的同相输入端，运放器AR4的反相输入端接电阻R10、电容C2的一端，电容C2的另一端接地，电阻R10的另一端接电阻R11的一端、MOS管Q1的源极和运放器AR5的同相输入端，运放器AR5的反相输入端接电阻R13、电阻R14的一端和电源+5V，电阻R13的另一端接地，电阻R14的另一端接运放器AR5的输出端、二极管D3的负极，二极管D3的正极接电阻R11的另一端和电阻R12的一端，电阻R12的另一端接电源+5V，运放器AR4的输出端接MOS管Q2的栅极和电阻R9的一端，MOS管Q2的源极接电阻R8的另一端，电阻R9的另一端接三极管Q3、三极管Q4的基极和MOS管Q1的漏极，三极管Q3的基极和MOS管Q2的漏极接电源+5V，三极管Q3的发射极接三极管Q4的发射极，三极管Q4的集电极接可变电阻R15的一端，可变电阻R15的另一端接地。
在上述方案的基础上，所述波形采集电路选用型号为AD 8313的波形采集器J1采集节点模块的信号波形，运用运放器AR1放大信号功率，波形采集器J1的电源端接电源+5V，波形采集器J1的接地端接地，波形采集器J1的输出端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电阻R2的一端和运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端接电容C1的一端，电容C1的另一端接地，运放器AR1的输出端接电阻R2的另一端和电阻R4的另一端；
所述限幅发射电路运用二极管D4、二极管D5组成限幅电路对信号限幅，最后信号发射器E1发送至控制终端，当节点模块的信号波形异常时，此时信号发射器E1发送信号为高电平信号，控制终端接收为节点模块的信号波形异常预警信号，反之，信号发射器E1发送信号为低电平信号，控制终端接收为节点模块的信号波形正常信号，二极管D4的负极接二极管D5的正极和三极管Q3的发射极，二极管D4的正极接二极管D5的负极、稳压管D6的负极和电阻R16的一端，稳压管D6的正极接地，电阻R16的另一端接信号发射器E1。
本发明具体使用时，一种配电网通信安全防护系统，包括节点模块、控制终端、信号检测模块、无线传输模块，节点模块通过无线传输模块传输配电网数据至控制终端内，信号检测模块检测节点模块的信号波形，并传输至控制终端内，信号检测模块包括波形采集电路、调频反馈电路和限幅发射电路，所述波形采集电路采集节点模块的信号波形，调频反馈电路运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成调幅电路调节信号电位，运用运放器AR3放大信号，然后运用二极管D1、二极管D2限幅，并且经运放器AR2跟随反馈信号至运放器AR3同相输入端，调节电容C5充放电，筛选出运放器AR3输出信号振幅较高的信号，并且运用运放器AR4、运放器AR5和电阻R10-电阻R14组成调频电路扩大信号脉宽，利用运放器AR5和二极管D3在电容两端C2两端形成锯齿波电压，该锯齿波电压直接施加于运放器AR4反相输入端，又和运放器AR4同相输入端电压进行比较，当电容C2两端电压高于运放器AR4同相输入端电压时，运放器AR4输出低电位，低于运放器AR4同相输入端电压时输出高电位，相当于把锯齿的上半部分切掉了，因此运放器AR4同相输入端电压越高，锯齿切掉的越少，筛选出脉宽信号，最后运用三极管Q3、三极管Q4组成推挽电路防止信号交越失真后输入滤波发射电路内，其中MOS管Q1、MOS管Q2进一步反馈调节推挽电路和调幅电路输出信号振幅，利用MOS管Q1、MOS管Q2导通电压，进一步判断信号振幅是否异常，MOS管Q1反馈调节推挽电路输出信号振幅，MOS管Q2反馈调节调幅电路检测信号振幅标准，进一步提高节点模块的波形信号异常检测的准确性，限幅发射电路运用二极管D4、二极管D5组成限幅电路对信号限幅，最后信号发射器E1发送至控制终端。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种配电网通信安全防护系统，包括节点模块、控制终端、信号检测模块、无线传输模块，节点模块通过无线传输模块传输配电网数据至控制终端内，信号检测模块检测节点模块的信号波形，并传输至控制终端内，信号检测模块包括波形采集电路、调频反馈电路和限幅发射电路，其特征在于，所述波形采集电路采集节点模块的信号波形，调频反馈电路运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成调幅电路调节信号电位，并且运用运放器AR4、运放器AR5和电阻R10-电阻R14组成调频电路扩大信号脉宽，最后运用三极管Q3、三极管Q4组成推挽电路防止信号交越失真后输入滤波发射电路内，其中MOS管Q1、MOS管Q2进一步反馈调节推挽电路和调幅电路输出信号振幅，限幅发射电路运用二极管D4、二极管D5组成限幅电路对信号限幅，最后信号发射器E1发送至控制终端。
2.如权利要求1所述一种配电网通信安全防护系统，其特征在于，所述调频反馈电路包括运放器AR3，运放器AR3 的同相输入端接电阻R4、电阻R6、电容C5的一端和运放器AR2的输出端、运放器AR2的反相输入端，运放器AR3的反相输入端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，运放器AR3的输出端接电阻R5、电阻R7的一端和二极管D1的正极、二极管D1的负极，电阻R5的另一端接电容C5的另一端和运放器AR2的反相输入端，二极管D1的负极接电阻R6的另一端、二极管D2的正极和MOS管Q1的栅极、电阻R8的一端，电阻R7的另一端接运放器AR4的同相输入端，运放器AR4的反相输入端接电阻R10、电容C2的一端，电容C2的另一端接地，电阻R10的另一端接电阻R11的一端、MOS管Q1的源极和运放器AR5的同相输入端，运放器AR5的反相输入端接电阻R13、电阻R14的一端和电源+5V，电阻R13的另一端接地，电阻R14的另一端接运放器AR5的输出端、二极管D3的负极，二极管D3的正极接电阻R11的另一端和电阻R12的一端，电阻R12的另一端接电源+5V，运放器AR4的输出端接MOS管Q2的栅极和电阻R9的一端，MOS管Q2的源极接电阻R8的另一端，电阻R9的另一端接三极管Q3、三极管Q4的基极和MOS管Q1的漏极，三极管Q3的基极和MOS管Q2的漏极接电源+5V，三极管Q3的发射极接三极管Q4的发射极，三极管Q4的集电极接可变电阻R15的一端，可变电阻R15的另一端接地。
3.如权利要求1所述一种配电网通信安全防护系统，其特征在于，所述波形采集电路包括型号为AD 8313的波形采集器J1，波形采集器J1的电源端接电源+5V，波形采集器J1的接地端接地，波形采集器J1的输出端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电阻R2的一端和运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端接电容C1的一端，电容C1的另一端接地，运放器AR1的输出端接电阻R2的另一端和电阻R4的另一端。
4.如权利要求1所述一种配电网通信安全防护系统，其特征在于，所述限幅发射电路包括二极管D4，二极管D4的负极接二极管D5的正极和三极管Q3的发射极，二极管D4的正极接二极管D5的负极、稳压管D6的负极和电阻R16的一端，稳压管D6的正极接地，电阻R16的另一端接信号发射器E1。
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GR01 Patent grant
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