CN111049262A - 一种基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器，包括依次连接的感应电路、整流电路及检波电路。该传感器通过使用物联网的超高频RFID技术实现配电网作业现场终端作业工器具状态实时远程监控，多部门实时共享作业安全状态和施工质量的目的，解决了现有技术中存在的时效差，效率低，安全性差的问题，保障现场作业人员的操作安全，提高工作效率，预防与减少事故发生。

Description

一种基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器

技术领域

本发明涉及电力施工安全技术领域，尤其涉及一种基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器。

背景技术

农村供配电网，简称农网，是电力系统中重要的部分。农网改造升级工程是国家资本金投资建设的专项工程，具有总体投资大、单体项目投资小、数量多、范围广、以及管理链条长、环节多、地区差异大、项目地点分散等特点。

随着农网建设逐渐加大，农网工程建设任务不断增多，跨区域联网建设不断增强，强化农网工程建设质量管控措施的落实，进一步提高农网工程建设安全质量已成为了建设坚强电网的重中之重，从而对农网工程的质量监督提出了更高的要求。因而，为规范农网建设工程施工阶段的质量监督管理工作，加强质监部门对施工质量的过程控制，提高质监工作的绩效，有效防范各类施工质量事故的发生，持续提升工程建设质量，中国电力企业联合会、国家电网公司相继组织编制了《输变电工程质量监督检查大纲》《火力发电工程质量监督检查大纲》作为电力工程建设的质量监督指导性文件。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是“Internet of things(IoT)”。顾名思义，物联网就是把所有物品通过射频识别等信息传感设备，例如射频识别RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，形成人与物、物与物相联，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一个巨大网络。

物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因而，物联网是互联网的延伸，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。物联网作为一个新经济增长点的战略新兴产业，具有良好的市场效益。

随着社会经济的飞速发展，智能电网已经上升为“依托信息、控制和储能等先进技术，推进智能电网建设”的国家能源发展战略。电网的复杂性和其规模的不断扩大,给保障电网安全稳定运行带来了巨大的挑战。传统的设备检修方式及现场作业人员管理模式，对于现场作业人员，主要采取传统的人工记录方式，不能实时的将现场施工等具体情况发送回监控中心，存在时效性差，效率低的问题。射频识别技术是物联网非常重要的技术。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比互联网更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势，为电力施工安全信息采集提供智能化的解决方案。随着社会不断进步，保障人民群众生命财产安全越来越被提到重要的位置，零事故率或者低事故率已经成为企业或政府部门绩效考察的重要指标之一。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器，解决了现有技术中存在的时效差，效率低，安全性差的问题，保障现场作业人员的操作安全，提高工作效率，预防与减少事故发生。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器，所述传感器包括：

感应电路，用于通过LC电路的感应振荡作用获取ASK射频信号；

整流电路，用于对感应获取的所述ASK射频信号进行整流获得电压信号；所述整流电路包括两个晶体管、两个二极管，其中：

第一晶体管(T1)的栅极、漏极分别与所述LC电路的两端连接，第二晶体管(T2)的栅极、漏极分别与所述LC电路的两端连接，所述第一晶体管(T1)的源极、所述第二晶体管(T2) 的源极同时接地；

第一二极管(D1)的阳极、阴极分别与所述第一晶体管(T1)的栅极、漏极进行电连接，第二二极管(D2)的阳极、阴极分别与所述第一晶体管(T1)的漏极、检波电路的输入端进行电连接；

检波电路，用于对整流输出的所述电压信号进行包络检波获得包络信号。

优选地，所述感应电路包括并联连接的一第一电感(L1)与一第一电容(C1)，并联连接的第一电感(L1)与第一电容(C1)的两端分别所述第一晶体管(T1)的栅极、漏极进行电连接。

优选地，所述检波电路包括用于检波滤波的一第二电容(C2)与一第一电阻(R1)，并联的所述第二电容(C2)与所述第一电阻(R1)一端与所述第二二极管(D2)的阴极进行电连接，另一端与所述第一二极管(D1)的阳极进行电连接。

优选地，所述传感器还包括至少一个反向器，所述反相器对检波获得的包络信号进行整形输出。

优选地，所述晶体管采用场效应管、双极晶体管中的一种或多种。

优选地，所述第一晶体管(T1)与所述第二晶体管(T2)为NMOS管。

本发明的有益效果：本发明的基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器，通过使用物联网的超高频RFID技术实现配电网作业现场终端作业工器具状态实时远程监控，多部门实时共享作业安全状态和施工质量的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，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是本发明基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器实施例电路示意图。

图2是本发明基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明技术方案作进一步详细的说明，这是本发明的较佳实施例。应当理解，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；需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。

RFID是非接触式的自动识别技术，根据基本原理可分为两类方案：

第一种方案：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag，无源标签或被动标签)，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理；

第二种方案：解读器无需发出射频信号，标签主动发送某一频率的信号(ActiveTag，有源标签或主动标签)，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

本发明实施例采用第一种方案，为了更好的理解上述的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1、2所示，本发明的一种基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器，包括依次连接的感应电路、整流电路及检波电路。该传感器的总体工作思路是：读卡机发出来的是带凹槽的正弦波信号，其中的凹槽就是需要解调的模拟信号，传感器需要耦合读卡机发出来的正弦波信号波形，然后检波电路对正弦波信号中的凹槽进行检波，获得凹槽的包络形状，再通过滤波电路解调出相对应的数字信号。

其中，感应电路，用于通过LC电路的感应振荡作用获取ASK射频信号；整流电路，用于对感应获取的ASK射频信号进行整流获得电压信号；检波电路，用于对整流输出的电压信号进行包络检波获得包络信号。

在本实施例中，谐振电容C1与谐振电感L1并联连接于天线端之间，用于组成谐振电路接收外部电磁场并将其直接耦合至整流电路。具体地，感应电路包括并联连接的一第一电感 (L1)与一第一电容(C1)，并联连接的第一电感(L1)与第一电容(C1)的两端分别第一晶体管(T1)的栅极、漏极进行电连接。

在本实施例中，整流电路包括两个晶体管、两个二极管。具体地，第一晶体管(T1)的栅极、漏极分别与LC电路的两端连接，第二晶体管(T2)的栅极、漏极分别与LC电路的两端连接，第一晶体管(T1)的源极、第二晶体管(T2)的源极同时接地；第一二极管(D1) 的阳极、阴极分别与第一晶体管(T1)的栅极、漏极进行电连接，第二二极管(D2)的阳极、阴极分别与第一晶体管(T1)的漏极、检波电路的输入端进行电连接。

需要说明的是，上述晶体管可以是采用场效应管、双极晶体管中的一种或多种。在本实施例中，第一晶体管(T1)与第二晶体管(T2)为NMOS管。

在本实施例中，检波电路包括用于检波滤波的一第二电容(C2)与一第一电阻(R1)，并联的第二电容(C2)与第一电阻(R1)一端与第二二极管(D2)的阴极进行电连接，另一端与第一二极管(D1)的阳极进行电连接。

在一个可选实施例中，该传感器还包括至少一个反向器，反相器对检波获得的包络信号进行缓冲整形输出，可有利于获得纯净的数字信号。

本发明基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器的工作原理及具体过程，详细描述如下：

在本实施例中，传感器包括连接的感应电路、整流电路及检波电路。首先，外部读卡设备主动发送某一频率的信号空中传播至传感器；然后，传感器通过与天线相同功能的置于PCB 电路板上的LC感应电路接收空中传播的ASK(幅移键控调制，一种调制方式，是根据原来信号的大小按比例使载波的振幅发生变化的方法，用基带数字信号对载波振幅进行控制以传递信息的调制方式)调制的RF信号；最后，传感器中的解调电路用检波滤波电路将从上述感应电路感应获取的上述ASK射频信号进行包络检波及RC低通滤波获得接近于发射源信号的电压信号。该传感器还可包括一个或多个反向器，用于对检波获得的包络信号进行缓冲整形输出，可有利于获得纯净的数字信号。

综上所述，本发明的基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器，通过使用物联网的超高频RFID技术实现配电网作业现场终端作业工器具状态实时远程监控，多部门实时共享作业安全状态和施工质量的目的，解决了现有技术中存在的时效差，效率低，安全性差的问题，保障现场作业人员的操作安全，提高工作效率，预防与减少事故发生。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

还需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种基于电力物联力配网施工安全质量管控平台用传感器，其特征在于，所述传感器包括：

感应电路，用于通过LC电路的感应振荡作用获取ASK射频信号；

整流电路，用于对感应获取的所述ASK射频信号进行整流获得电压信号；所述整流电路包括两个晶体管、两个二极管，其中：

第一晶体管(T1)的栅极、漏极分别与所述LC电路的两端连接，第二晶体管(T2)的栅极、漏极分别与所述LC电路的两端连接，所述第一晶体管(T1)的源极、所述第二晶体管(T2)的源极同时接地；

第一二极管(D1)的阳极、阴极分别与所述第一晶体管(T1)的栅极、漏极进行电连接，第二二极管(D2)的阳极、阴极分别与所述第一晶体管(T1)的漏极、检波电路的输入端进行电连接；

检波电路，用于对整流输出的所述电压信号进行包络检波获得包络信号。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述感应电路包括并联连接的一第一电感(L1)与一第一电容(C1)，并联连接的第一电感(L1)与第一电容(C1)的两端分别所述第一晶体管(T1)的栅极、漏极进行电连接。

3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述检波电路包括用于检波滤波的一第二电容(C2)与一第一电阻(R1)，并联的所述第二电容(C2)与所述第一电阻(R1)一端与所述第二二极管(D2)的阴极进行电连接，另一端与所述第一二极管(D1)的阳极进行电连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括至少一个反向器，所述反相器对检波获得的包络信号进行整形输出。

5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述晶体管采用场效应管、双极晶体管中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述第一晶体管(T1)与所述第二晶体管(T2)为NMOS管。

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