实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种防雷装置开关量数据采集系统,可减少开关量的连接线缆,同时提高防雷装置内部的整洁性,同时保证各个开关量性能的有效判断。
此外,本实用新型还提供一种防雷装置开关量数据监测系统,可在远程获取开关量的信息。
为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:
一种防雷装置开关量数据采集系统,所述系统包括:呈矩阵式排列的数据采集单元、数据处理单元,所述数据处理单元连接数据采集单元;
防雷装置包括m行开关量,共s个开关量;每行开关量的数量相同或不同,各行开关量中,一行开关量最多包括n个开关量;开关量Dab定义为第a行第b列开关量;其中,a、b为整数,a∈[1,m],b∈[1,n];
所述数据采集单元包括m个行连接线、n个列连接线,开关量Dij的两端分别与第i个行连接线Ki及第j个列连接线Ij连接;同时,第i个行连接线Ki或第j个列连接线Ij通过对应的第一二极管连接开关量Dij的对应端口;其中,i、j为整数,i∈[1,m],j∈[1,n]。
作为本实用新型的一种优选方案,所述数据处理单元包括防雷装置故障扫描模块,用以通过所述数据采集单元进行开关量状态信息的获取,实现防雷装置故障的检测。
作为本实用新型的一种优选方案,所述数据采集单元还包括s个线路自检电路,即每个开关量配有一线路自检电路,每个线路自检电路包括一个第二二极管;线路自检电路Sab定义为第a行第b列线路自检电路;其中,a、b为整数,a∈[1,m],b∈[1,n];线路自检电路Sij的一端连接第i个行连接线Ki,另一端连接第j个列连接线Ij;第二二极管与其对应的第一二极管设置的方向相反。
作为本实用新型的一种优选方案,所述数据处理单元包括线路故障自检模块,用以通过所述数据采集单元进行线路自身状态信息的获取,实现线路自身故障的检测。
作为本实用新型的一种优选方案,所述防雷装置包括m*n个呈矩阵式排列的开关量,即s=m*n;所述数据采集单元包括呈矩阵式排列的m*n个线路自检电路。
作为本实用新型的一种优选方案,所述系统还包括显示单元,用以显示经过数据处理单元处理后防雷装置各开关量是否正常的信息。
作为本实用新型的一种优选方案,所述系统还包括输入控制单元,用以对数据处理单元输入控制命令。
作为本实用新型的一种优选方案,所述输入控制单元为触摸屏。所述数据处理单元为MCU。
一种防雷装置开关量数据采集系统,所述系统包括:呈矩阵式排列的数据采集单元、数据处理单元、显示单元、输入控制单元;所述数据处理单元分别连接数据采集单元、显示单元、输入控制单元;
防雷装置包括m行n列呈矩阵式排列的开关量;开关量Dab定义为第a行第b列开关量;其中,a、b为整数,a∈[1,m],b∈[1,n];
所述数据采集单元包括m个行连接线、n个列连接线,第i个行连接线Ki连接第i行的n个开关量的第一端口,第j个列连接线Ij连接第j列的m个开关量的第二端口;同时,第i个行连接线Ki或第j个列连接线Ij通过对应的第一二极管连接开关量Dij的对应端口;其中,i、j、a、b为整数,a∈[1,m],b∈[1,n],i∈[1,m],j∈[1,n];
所述数据采集单元还包括m*n个呈矩阵式排列的线路自检电路,即每个开关量配有一线路自检电路,每个线路自检电路包括一个第二二极管;线路自检电路Sab定义为第a行第b列线路自检电路;其中,a、b为整数,a∈[1,m],b∈[1,n];线路自检电路Sij的一端连接第i个行连接线Ki,另一端连接第j个列连接线Ij;第二二极管与其对应的第一二极管设置的方向相反;
所述数据处理单元为MCU,通过所述数据采集单元获取开关量的状态信息,以及线路自身的故障信息;
所述显示单元用以显示经过数据处理单元处理后防雷装置各开关量是否正常的信息;
所述输入控制单元用以对数据处理单元输入控制命令。
一种利用上述防雷装置开关量数据采集系统的数据监测系统,所述监测系统包括若干防雷装置开关量数据采集系统、服务器、若干客户端;服务器分别与各防雷装置开关量数据采集系统、各客户端通讯。所述防雷装置开关量数据采集系统采集对应防雷装置开关量的状态信息,并将采集的数据汇总至服务器中。
本实用新型的有益效果在于:本实用新型提出的防雷装置开关量数据采集系统,通过矩阵式布线,可减少开关量的连接线缆,同时提高防雷装置内部的整洁性,同时保证各个开关量性能的有效判断。此外,本实用新型还可以实现线路自身检测以及防雷装置检测,更好地确认是线路自身的故障,还是防雷装置出现故障。
本实用新型防雷器报警数据采集系统工作稳定,采用矩阵方式布置防雷器开关量,提高报警信息采集的稳定性、响应速度,并减少防雷器开关量的布线;利用光电隔离和瞬变电压抑制电路提高核心芯片和防雷器开关量的安全性;采用线路自检电路实现防雷器开关量的线路故障和其自身故障的智能识别;采用成熟稳定的ARM芯片设计采集器,进一步提高了采集器的稳定性。
采集系统通信屏操作简单。防雷柜中防雷器众多,人工很难及时定位故障防雷器,而采集器通信屏报警显示能快速定位故障防雷器,大幅提高防雷器的故障识别率;设备、建筑物等的接地地阻也同步在显示屏上显示,提高了接地性能判断的实时性;通过采集器通信屏设置采集器的系统参数,并同步显示防雷器开关量的报警信息,进一步体现了采集器系统的独立性。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
实施例一
请参阅图1,本实用新型揭示了一种防雷装置开关量数据采集监测系统,所述系统包括若干防雷装置开关量数据采集系统10、服务器20、若干客户端30。防雷装置开关量数据采集系统10采集对应防雷装置开关量的状态信息,可在对应的防雷柜上的显示装置中显示;同时,防雷装置开关量数据采集系统10将采集的数据汇总至服务器20中,操作人员可通过远程设置的客户端30访问服务器20中的相应数据。
防雷装置开关量数据采集系统10包括:呈矩阵式排列的数据采集单元、数据处理单元11、显示单元12、输入控制单元;所述数据处理单元分别连接数据采集单元11、显示单元12、输入控制单元。
所述数据处理单元11可以为MCU,通过所述数据采集单元获取开关量的状态信息,或者还包括线路自身的故障信息。
所述显示单元12用以显示经过数据处理单元处理后防雷装置各开关量是否正常的信息;所述输入控制单元用以对数据处理单元输入控制命令。
每个防雷柜都是一个独立的防雷器报警状态监测系统,通过输入控制单元及显示单元12(输入控制单元及显示单元12可以为触摸屏)能进行采集器系统参数设置;防雷器开关量的状态信息能实时同步在显示单元12显示;如果网络通信中断,防雷装置开关量数据采集系统10能自动保存采集的信息,并在通信恢复后第一时间上传给远程监测中心机房中的服务器20。
请参阅图2,防雷装置包括m行n列呈矩阵式排列的开关量(如可以为15行6列的开关量);开关量Dab定义为第a行第b列开关量;其中,a、b为整数,a∈[1,m],b∈[1,n]。
所述数据采集单元包括m个行连接线、n个列连接线,第i个行连接线Ki连接第i行的n个开关量的第一端口,第j个列连接线Ij连接第j列的m个开关量的第二端口;其中,i、j为整数,i∈[1,m],j∈[1,n]。同时,第i个行连接线Ki或第j个列连接线Ij通过对应的第一二极管132连接开关量Dij(图中标记为131)的对应端口。即,每个开关量131均连接一第一二极管132,每个开关量131与第一二极管132组合的两端分别连接其对应的行连接线、列连接线。
所述数据采集单元还包括m*n个呈矩阵式排列的线路自检电路,即每个开关量配有一线路自检电路,每个线路自检电路包括一个第二二极管133;线路自检电路Sab定义为第a行第b列线路自检电路;其中,a、b为整数,a∈[1,m],b∈[1,n];线路自检电路Sij的一端连接第i个行连接线Ki,另一端连接第j个列连接线Ij。需要指出的是,第二二极管133与其对应的第一二极管132设置的方向相反。如图2所示,本实施例中,开关量131的一端连接其对应的行连接线,另一端连接第一二极管132的正极;第一二极管132的负极连接对应的列连接线;第二二极管133的正极连接对应的列连接线,第二二极管133的负极连接对应的行连接线。
防雷器故障现象有两种:一是线路故障,二是防雷器故障。系统进行防雷器故障监测时,必须区分故障的类型,以便及时通知维护人员,便于故障的排查,提高防雷系统的安全性。基于这一点考虑,本实用新型揭示了一套行之有效的线路自检和防雷器故障监测的解决方案。
所述数据处理单元包括线路故障自检模块、防雷装置故障扫描模块,可进行双向检测。
所述线路故障自检模块用以对线路自身故障进行检测;线路故障自检模块将m个行连接线及n个列连接线的电位均设置为低电位;然后依次使n个列连接线中的一个列连接线Ij的电位设置为高电位;如果线路无故障,m个行连接线的电位应均为高;此时若m个行连接线中有低电位出现,则电位为低的第i个行连接线Ki与当前的第j个列连接线Ij之间的交叉区域出现线路故障。
或者,所述线路故障自检模块将m个行连接线及n个列连接线的电位均设置为低电位;然后依次使m个行连接线中的一个行连接线Ki的电位设置为高电位;如果线路无故障,n个列连接线的电位应均为高;此时若n个列连接线中有低电位出现,则电位为低的第j个列连接线Ij与当前的第i个行连接线Ki之间的交叉区域出现线路故障。
所述防雷装置故障扫描模块用以对防雷装置故障进行检测;将m个行连接线及n个列连接线的电位均设置为高电位;然后依次使n个列连接线中的一个列连接线Ij的电位设置为低电位;如果线路无故障,m个行连接线的电位应均为高;此时若m个行连接线有低电位出现,则电位为低的第i个行连接线Ki与当前的第j个列连接线Ij之间的交叉区域出现防雷装置故障。
或者,所述防雷装置故障扫描模块将m个行连接线及n个列连接线的电位均设置为高电位;然后依次使m个行连接线中的一个行连接线Ki的电位设置为低电位;如果线路无故障,n个列连接线的电位应均为高;此时若n个列连接线有低电位出现,则电位为低的第j个列连接线Ij与当前的第i个行连接线Ki之间的交叉区域出现防雷装置故障。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于,本实施例中,防雷装置包括m行开关量,共s个开关量;每行开关量的数量相同或不同。
本实施例中,各行开关量中,一行开关量最多包括n个开关量;开关量Dab定义为第a行第b列开关量;其中,a、b为整数,a∈[1,m],b∈[1,n]。
所述数据采集单元包括m个行连接线、n个列连接线,开关量Dij的两端分别与第i个行连接线Ki及第j个列连接线Ij连接;同时,第i个行连接线Ki或第j个列连接线Ij通过对应的第一二极管连接开关量Dij的对应端口;其中,i、j为整数,i∈[1,m],j∈[1,n]。
所述防雷装置故障扫描模块用以对防雷装置故障进行检测;将m个行连接线及n个列连接线的电位均设置为高电位;然后依次使n个列连接线中的一个列连接线Ij的电位设置为低电位;如果线路无故障,m个行连接线的电位应均为高;此时若m个行连接线有低电位出现,则电位为低的第i个行连接线Ki与当前的第j个列连接线Ij之间的交叉点出现防雷装置故障。
或者,所述防雷装置故障扫描模块将m个行连接线及n个列连接线的电位均设置为高电位;然后依次使m个行连接线中的一个行连接线Ki的电位设置为低电位;如果线路无故障,n个列连接线的电位应均为高;此时若n个列连接线有低电位出现,则电位为低的第j个列连接线Ij与当前的第i个行连接线Ki之间的交叉点出现防雷装置故障。
优选地,所述数据采集单元还包括s个线路自检电路,即每个开关量配有一线路自检电路,每个线路自检电路包括一个第二二极管;线路自检电路Sab定义为第a行第b列线路自检电路;其中,a、b为整数,a∈[1,m],b∈[1,n];线路自检电路Sij的一端连接第i个行连接线Ki,另一端连接第j个列连接线Ij。第二二极管与其对应的第一二极管设置的方向相反。
所述线路故障自检模块用以对线路自身故障进行检测;线路故障自检模块将m个行连接线及n个列连接线的电位均设置为低电位;然后依次使n个列连接线中的一个列连接线Ij的电位设置为高电位;如果线路无故障,m个行连接线的电位应均为高;此时若m个行连接线中有低电位出现,则电位为低的第i个行连接线Ki与当前的第j个列连接线Ij之间的交叉点出现线路故障。
或者,所述线路故障自检模块将m个行连接线及n个列连接线的电位均设置为低电位;然后依次使m个行连接线中的一个行连接线Ki的电位设置为高电位;如果线路无故障,n个列连接线的电位应均为高;此时若n个列连接线中有低电位出现,则电位为低的第j个列连接线Ij与当前的第i个行连接线Ki之间的交叉点出现线路故障。
以上介绍了本实用新型防雷装置开关量数据采集系统,本实用新型在揭示上述数据采集系统的同时,还揭示上述的防雷装置开关量数据采集系统的开关量数据采集方法;所述方法包括如下步骤:
【步骤S1】将所述数据采集单元的m个行连接线、n个列连接线呈矩阵式排列,开关量Dij的两端分别与第i个行连接线Ki及第j个列连接线Ij连接;第i个行连接线Ki或第j个列连接线Ij通过对应的第一二极管连接开关量Dij的对应端口;其中,i、j为整数,i∈[1,m],j∈[1,n]。
【步骤S2】所述防雷装置故障扫描模块对防雷装置故障进行检测;将m个行连接线及n个列连接线的电位均设置为高电位;然后依次使n个列连接线中的一个列连接线Ij的电位设置为低电位;如果线路无故障,m个行连接线的电位应均为高;此时若m个行连接线有低电位出现,则电位为低的第i个行连接线Ki与当前的第j个列连接线Ij之间的交叉点出现防雷装置故障。
或者,所述防雷装置故障扫描模块将m个行连接线及n个列连接线的电位均设置为高电位;然后依次使m个行连接线中的一个行连接线Ki的电位设置为低电位;如果线路无故障,n个列连接线的电位应均为高;此时若n个列连接线有低电位出现,则电位为低的第j个列连接线Ij与当前的第i个行连接线Ki之间的交叉点出现防雷装置故障。
【步骤S3】所述线路故障自检模块对线路自身故障进行检测;线路故障自检模块将m个行连接线及n个列连接线的电位均设置为低电位;然后依次使n个列连接线中的一个列连接线Ij的电位设置为高电位;如果线路无故障,m个行连接线的电位应均为高;此时若m个行连接线中有低电位出现,则电位为低的第i个行连接线Ki与当前的第j个列连接线Ij之间的交叉点出现线路故障。
或者,所述线路故障自检模块将m个行连接线及n个列连接线的电位均设置为低电位;然后依次使m个行连接线中的一个行连接线Ki的电位设置为高电位;如果线路无故障,n个列连接线的电位应均为高;此时若n个列连接线中有低电位出现,则电位为低的第j个列连接线Ij与当前的第i个行连接线Ki之间的交叉点出现线路故障。
【步骤S4】通过显示单元显示经过数据处理单元处理后防雷装置各开关量是否正常的信息。
【步骤S5】通过输入控制单元对数据处理单元输入控制命令。
以上介绍了本实用新型防雷装置开关量数据采集系统,本实用新型在揭示上述数据采集系统的同时,还揭示上述的防雷装置开关量数据采集系统的开关量数据采集方法;所述方法包括如下步骤:
步骤S1、将所述数据采集单元的m个行连接线、n个列连接线呈矩阵式排列,开关量Dij的两端分别连接第i个行连接线Ki、第j个列连接线Ij;其中,i、j为整数,i∈[1,m],j∈[1,n]。
步骤S2、所述防雷装置故障扫描模块将n个列连接线I1至In的电位从全低/高依次拉至高/低电位;如果线路无故障,m个行连接线的电位应均为高;若有低电位出现,则判断电位为低的第i个行连接线Ki与当前的第j个列连接线Ij之间的交叉点出现防雷器故障。
步骤S3、所述线路故障自检模块将n个列连接线I1至In的电位从全高/低依次拉至低/高电位;如果线路无故障,m个行连接线的电位应均为高;此时若有低电位出现,则电位为低的第i个行连接线Ki与当前的第j个列连接线Ij之间的交叉点出现线路故障。
步骤S4、通过显示单元显示经过数据处理单元处理后防雷装置各开关量是否正常的信息。
步骤S5、通过输入控制单元对数据处理单元输入控制命令。
综上所述,本实用新型提出的防雷装置开关量数据采集系统,通过矩阵式布线,可减少开关量的连接线缆,同时提高防雷装置内部的整洁性,同时保证各个开关量性能的有效判断。此外,本实用新型还可以实现线路自身检测以及防雷装置检测,更好地确认是线路自身的故障,还是防雷装置出现故障。
本实用新型防雷器报警数据采集系统工作稳定,采用矩阵方式布置防雷器开关量,提高报警信息采集的稳定性、响应速度,并减少防雷器开关量的布线;利用光电隔离和瞬变电压抑制电路提高核心芯片和防雷器开关量的安全性;采用线路自检电路实现防雷器开关量的线路故障和其自身故障的智能识别;采用成熟稳定的ARM芯片设计采集器,进一步提高了采集器的稳定性。
采集系统通信屏操作简单。防雷柜中防雷器众多,人工很难及时定位故障防雷器,而采集器通信屏报警显示能快速定位故障防雷器,大幅提高防雷器的故障识别率;设备、建筑物等的接地地阻也同步在显示屏上显示,提高了接地性能判断的实时性;通过采集器通信屏设置采集器的系统参数,并同步显示防雷器开关量的报警信息,进一步体现了采集器系统的独立性。
这里本实用新型的描述和应用是说明性的,并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下,本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。