CN2755888Y - 通信配线架机房用智能告警多功能监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种结构简单、可采用加长信号线进行采样、报警、重复部件少的通信配线架机房用智能告警多功能监测仪。包括单片机P2、配线架列告警采样装置A、工频电流告警采样装置B、工频电压告警采样装置C、门禁系统控制装置D、工频电流采样精度自动调整装置E，装置A、B、C、D、E均通过相应控制电路与单片机P2相连。具有结构简单，安全可靠的优点。

Description

通信配线架机房用智能告警多功能监测仪

技术领域

本实用新型涉及一种通信安全、报警设备，具体地说量一种通信配线架机房用智能告警多功能监测仪。

背景技术

目前通信线路均是通过多个通信机房的配线架连接在一起的，为了保证通信线路的畅通，在各配线架根据需要设置有保安单元，列告警灯，工频电流检测器，工频电压检测器等，但它们各自独立，重复成本高，安装调试复杂，维护不便，维护费用高，功耗大。同时由于现有的工频电流检测器，工频电压检测器受高频等干扰的影响下，无法把信号线加长，引至信号集中处理器处理，而是各自有独立的CPU及供电、通信电路，使得重复部件太多，成本高，工艺复杂。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、可采用加长信号线进行采样、报警、重复部件少的通信配线架机房用智能告警多功能监测仪。

本实用新型的技术方案是：

一种通信配线架机房用智能告警多功能监测仪，包括单片机P2、配线架列告警采样装置A、工频电流告警采样装置B、工频电压告警采样装置C、门禁系统控制装置D、工频电流采样精度自动调整装置E，其特征是：

a、配线架列告警采样装置A包括配线架列告警采样电路8，配线架列告警采样电路8的输入与安装在配线架列上的保安单元的输出端相连，其输出与单片机P2相连；

b、工频电压告警采样装置B包括工频电流感应磁环及线圈9、工频电流告警采样电路10、A/D转换模块12，工频电流告警采样电路10的输入端与工频电流感应磁环及线圈9的线圈相连，工频电流告警采样电路10的输出端与A/D转换模块12的输入端相连，A/D转换模块12的输出端与单片机P2相连；

c、工频电压告警采样装置C包括工频电压感应铜皮环14、工频电压告警采样电路15、A/D转换电路模块12，工频电压告警采样电路15的输入端与工频电压感应铜皮环14相连，工频电压告警采样电路15的输出端与A/D转换模块12的输入端相连，A/D转换模块12的输出端与单片机P2相连；

d、门禁系统控制装置D包括门磁开关18、门禁系统控制装置控制电路19、电子钮扣组件20、电控锁22，门磁开关18的输出与门禁系统控制装置控制电路19的输入端相连，门禁系统控制装置控制电路19的输出端与单片机P2相连，电子钮扣组件20的输出端与单片机P2相连，电控锁22的输入端与单片机P2相连；

e、工频电流采样精度自动调整装置E包括闭环线25、工频电流感应磁环线圈26、工频电流采样线27，工频电流感应磁环线圈26套装在通信电缆上，闭环线的输入、输出均与工频电流模拟发生电路28相连，工频电流采样线27的一端与工频电流感应磁环线圈26的感应线圈相连，另一端与单片机P2相连，工频电流模拟发生电路28的输入端与单片机P2相连；

f、单片机P2连接有声光告警电路29，并通过通信线缆与中心机房的计算机系统相连。

每列配线架列告警采样装置A中的配线架列告警采样电路8由光电耦合器OPT14构成，其输入通过电阻R28接保安单元的输出端，光电耦合器OPT14的输出通过电阻R72接单片机P2对应输入/输出端4脚。

工频电压告警采样装置B中的工频电流告警采样电路10由运放电路、带通滤波电路、整形电路相连而成，运放电路由运放器A′及其外围电阻R88、R89、R90、R93、电容C24、C22构成，运放电路的输入从运放器A′的反相输入端引出，通过电阻R89接网线13的一端，网线(13)的另一端接工频电流感应磁环及线圈9的输出端，运放器A′的输出接带通滤波电路的输入，带通滤波电路由运放器B′、电阻R92、R95、R96，电容C25、C26构成，带通滤波电路的输入从电阻R95的一端引出接运放电路输出，即运放器A′的输出端，带通滤波电路的输出从运放器B′的输出端引出接整形电路的输入，整形电路由运放器C′、D′，电阻R80、R83、R84、R85、R86、R87、R94，二极管D11、D12构成，整形电路的输入从C′的反相端和D′的同相端引出分别通过R87和R84接带通滤波器的输出即运放器B′的输出端，整形电路的输出从二极管D11、D12的负端引出，通过电阻R81接单片机P2的A/D输入端3脚。

工频电压告警采样装置C中的工频电压告警采样电路15包括由运放器U10A、外围电阻R88′、R89′、R90′、R93′，电容C1、C2构成的高阻放大电路以及由运放器U10B及电阻、电容构成的两级有源带通滤波器，U10A的反相输入端通过电阻R89′与工频电压感应铜皮环14相连，两级有源带通滤波器的输出从运放器U10B的反相输入端引出接单片机P2的A/D输入端2脚。

门禁系统控制装置D中的门禁系统控制装置控制电路(19)由光耦OP14′和电控锁控制电路及电子钮扣构成，其中光耦OP14′的输入端通过R28接门磁开关18的输出，OP14′的输出通过电阻R72接单片机P2对应输入输出端5脚；电控锁控制电路由三极管Q1和继电器T1构成，三极管Q1的基极通过电阻R5接单片机P2的输入输出端41脚，门禁系统控制装置控制电路的输出从电控锁控制电路中继电器T的常开触点3、4引出接所要控制的电控锁22；电子钮扣组件20由地线GND和数据线RD构成，RD的输入端接设置在门上的电子钮扣组件(20)的输出端，RD的输出端接单片机P2的输入/输出端47脚，GND的另一端接电子钮扣组件20的地线，另一端接单片机P2地线63脚。

工频电流采样精度自动调整装置E中的工频电流模拟发生电路28由三极管Q5、电阻R33、R34、R42、R75和MOS管M3构成，Q5的基极通过电阻R42接单片机P2的50Hz输出端37脚，Q5的集电极通过电阻R34与MOS管M3的输入相连，MOS管M3的输出端通过电阻R75接闭环线25的一端，闭环线25的另一端接电源。

本实用新型的A/D转换模块12可为常规电路，也可为与单片机P2组合成一个整体的结构，即单片机P2带有A/D转换模块12及其相应的输出脚。

本实用新型的有益效果：

本实用新型由于采用了校准闭环检测电路，使得各环的信号线可以加长，将信号线统一引到智能告警多功能监测仪中处理，同时还消除各种干扰，增加了检测精度。本实用新型由于采用了锁相技术，在做精度校准过程中可以把通信电缆中的原始工频电流测量出来，改变了过去在做精度校准过程中必须保证原始工频电流等于0的习惯，使得安装检测更为方便。此外为了管理通信机房，各机房均会安装独立的的门禁系统控制装置，本实用新型采用很小的器件就增加门禁系统控制装置的功能，节省了用户的设备投资，通信费用，管理成本。

附图说明

图1是本实用新型结构框图。

图2是本实用新型的配线架列告警采样装置结构框图。

图3是本实用新型的工频电流告警采样装置结构框图。

图4是本实用新型的工频电压告警采样装置结构框图。

图5是本实用新型的门禁系统控制装置结构框图。

图6是本实用新型的工频电流采样精度自动调整装置结构框图。

图7是本实用新型的电原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1～11所示。

一种通信配线架机房用智能告警多功能监测仪，包括单片机P2(型号可为：MSP430F149，带有A/D转换模块12)、配线架列告警采样装置A、工频电流告警采样装置B、工频电压告警采样装置C、门禁系统控制装置D、工频电流采样精度自动调整装置E。

a、配线架列告警采样装置A包括采样线7(型号可为：HCJVV 8X2X0.4，也可为普通导线)、配线架列告警采样电路8，采样线7的一端与安装在配线架列上的保安单元(型号可为FA9-0711A，三极气体管+PTC)的输出端相连，另一端与光电隔离电路8的输入端相连，光电隔离电路8的输出端与单片机P2相连；

b、工频电压告警采样装置B包括工频电流感应磁环及线圈9(型号可为：GP05-1)、工频电流告警采样电路10、A/D转换模块12(可为单片机MSP430F149的外围模块，与单片机P2合成在一起)，工频电流感应磁环及线圈9的输出端通过网线13(或导线)与工频电流告警采样电路10的输入端相连，工频电流告警采样电路10的输出端与A/D转换模块12的输入端相连，A/D转换模块12的输出端与单片机P2相连，工频电流告警采样电路10的输出端也可直接与带有A/D转换模块12的单片机P2的A/D转换输出脚相连；

c、工频电压告警采样装置C包括工频电压感应铜皮环14(型号可为：GPV01)、工频电压告警采样电路15、A/D转换电路模块12，屏蔽线17(型号可为：RVVP 8*2*0.4，也可为其它连接导线)的一端与工频电压感应铜皮环14相连，另一端与工频电压告警采样电路15的输入端相连，工频电压告警采样电路15的输出端与A/D转换模块12的输入端相连，A/D转换模块12的输出端与单片机P2相连；工频电压告警采样电路15的输出端也可直接与带有A/D转换模块12的单片机P2的A/D转换输出脚相连；

d、门禁系统控制装置D包括门磁开关18(型号可为：7940WH)、门禁系统控制装置控制电路19、电子钮扣组件20、电控锁22(型号可为DK03BW IT T型)，门磁开关18的输出与门禁采样线23(型号可为：RVV 2*0.4，也可为其它的连接导线)的一端相连，门禁采样线23的另一端与控制电路19的输入端相连，控制电路19的输出端与单片机P2相连，电子钮扣组件20的输出端通过门禁屏蔽线24(或类似的导线)与单片机P2相连，电控锁22的输入端与单片机P2相连；

e、工频电流采样精度自动调整装置E包括闭环线25(型号可为：RV32/0.2)、工频电流感应磁环线圈26(型号可为：GP05-1)、工频电流采样线27(型号可为HCJVV 8×2×0.4)，工频电流感应磁环线圈26包括磁环及感应线圈，工频电流感应磁环线圈26套装在通信电缆上，闭环线25的输入、输出均与工频电流模拟发生电路28相连，工频电流采样线27的一端与工频电流感应磁环线圈26的感应线圈相连，另一端与单片机P2相连，工频电流模拟发生电路28的输入端与单片机P2相连；

f、单片机P2连接有声光告警电路29(型号可为：SMF-27)，并通过通信线缆与中心机房的计算机系统相连。

每列配线架列告警采样装置A中的配线架列告警采样电路8由光电耦合器OPT14构成，其输入通过电阻R28接采样线7的一端，采样线7的另一端接相接的保安单元的输出端，光电耦合器OPT14的输出通过电阻R72接单片机P2对应输入/输出端4脚。如图7中8所示。

工频电压告警采样装置B中的工频电流告警采样电路10由运放电路、带通滤波电路、整形电路相连而成，运放电路由运放器A′及其外围电阻R88、R89、R90、R93、电容C24、C22构成，运放电路的输入从运放器A′的反相输入端引出，通过电阻R89接网线13的一端，网线13的另一端接工频电流感应磁环及线圈9的输出端，运放器A′的输出接带通滤波电路的输入，带通滤波电路由运放器B′、电阻R92、R95、R96，电容C25、C26构成，带通滤波电路的输入从电阻R95的一端引出接运放电路输出，即运放器A′的输出端，带通滤波电路的输出从运放器B′的输出端引出接整形电路的输入，整形电路由运放器C′、D′，电阻R80、R83、R84、R85、R86、R87、R94，二极管D11、D12构成，整形电路的输入从C′的反相端和D′的同相端引出分别通过R87和R84接带通滤波器的输出即运放器B′的输出端，整形电路的输出从二极管D11、D12的负端引出，通过电阻R81接单片机P2的A/D输入端3脚。如图7中10所示。

工频电压告警采样装置C中的工频电压告警采样电路15包括由运放器U10A、外围电阻R88′、R89′、R90′、R93′，电容C1、C2构成的高阻放大电路以及由运放器U10B及电阻、电容构成的两级有源带通滤波器，U10A的反相输入端通过电阻R89′接对应屏蔽线17(型号可为：RVV 2*0.4)的一端，屏蔽线17的另一端与工频电压感应铜皮环14相连，两级有源带通滤波器的输出从运放器U10B的反相输入端引出接单片机P2的A/D输入端2脚。如图7中15所示。

门禁系统控制装置D中的门禁系统控制装置控制电路19由光耦OP14′和电控锁控制电路及电子钮扣构成，其中光耦OP14′的输入端通过R28接门磁开关18的输出，OP14′的输出通过电阻R72接单片机P2对应输入输出端5脚；电控锁控制电路由三极管Q1和继电器T1构成，三极管Q1的基极通过电阻R5接单片机P2的输入输出端41脚，门禁系统控制装置控制电路的输出从电控锁控制电路中继电器T的常开触点3、4引出接所要控制的电控锁22；电子钮扣组件20由地线GND和数据线RD构成，RD的输入端接设置在门上的电子钮扣组件20的输出端，RD的输出端接单片机P2的输入/输出端47脚，GND的另一端接电子钮扣组件20的地线，另一端接单片机P2地线63脚。如图7中19所示。

工频电流采样精度自动调整装置E中的工频电流模拟发生电路28由三极管Q5、电阻R33、R34、R42、R75和MOS管M3构成，Q5的基极通过电阻R42与单片机P2的50Hz输出端37脚，Q5的集电极通过电阻R34与MOS管M3的输入相连，MOS管M3的输出端通过电阻R75接闭环线25的一端，闭环线25的另一端接电源。如图7中28所示。

本实用新型各部分的工作原理为：

配线架列告警采样装置A：

通信线路(公用电话网)经常会受到雷击等强电的危害，配线架上的FS会动作，把有危害的电引到地，同时有光的告警，本实用新型可以采集到该信号，以声、光、文字的形式在本地报告，通知维护人员快速解决问题，并马上通知中心机房，中心机房马上派障通知维护人员。

当有危险信号通过通信电缆进入到配线架时产生告警信号(-48V地)通过采样线7进入光电隔离电路8中的光偶中，产生一个地信号到单片机1，单片机1处理后驱动声光告警电路29，以声光告警形式在本地告警，并通过通信线缆30报告给远程中心计算机系统。

工频电流告警采样装置B：

通信线路(公用电话网)经常会受到工频强电的危害，如交流220V在用户家里碰触电话线，或与高压线碰触、感应等，并且在线路上产生了强电流，如果不马上侦察到危害的存在可能导致人员伤亡或机房起火。本实用新型可以快速、准确采集到该信号，并根据危害程度来告警，以声、光、文字的形式在本地报告，通知维护人员快速解决问题，并马上通知中心机房，中心机房马上派障通知维护人员。

当通信主干电缆中有工频电流时，工频电流感应磁环9通过电磁感应，在线圈中输出感应电流，通过网线13进入送到整形放大电路10中，通过带通滤波电路11得到0到2.5V的电压信号，输入A/D转换器12把电压信号转为入侵的电流大小给单片机1，单片机1处理后驱动声光告警电路29，以声光告警形式在本地告警，并通过通信线缆30报告给远程中心计算机系统。

工频电压告警采样装置C：

通信线路(公用电话网)经常会受到工频强电的危害，如交流220V在用户家里碰触电话线，或与高压线碰触、感应等，但线路上不产生强电流，如果不马上侦察到危害的存在可能导致人员触电伤亡。本实用新型可以快速、准确采集到该信号，并根据危害程度来告警，以声、光、文字的形式在本地报告，通知维护人员快速解决问题，并马上通知中心机房，中心机房马上派障通知维护人员

当通信主干电缆中有工频电压时，工频电压感应铜皮环14通过电场感应可以感应到一个微小的电压信号，通过屏蔽线17送入高阻放大器15中，，通过带通滤波电路16、A/D转换器12处理后得到0到2.5V的电压信号并转为入侵的电压大小送入单片机1中，单片机1处理后驱动声光告警电路29，以声光告警形式在本地告警，并通过通信线缆30报告给远程中心计算机系统。

门禁系统控制装置D：

一个本地网的配线架机房一般至少超过100个，且分布广，且要经常有人去施工如果没有门禁功能将很不方便，本实用新型采用很小的成本就可以把机房门管理起来。

通过检测门磁开关18的状态，经过采样线23及门禁光电隔离电路处理后送到单片机1中，单片机1判断门的状态，电子纽扣20接触电子纽扣座21并通过屏蔽线24将信号送入单片机1中，单片机1读出该电子纽扣中20、21中的信息，分析处理后，控制电控锁22开门。用户拿电子钮扣21接触电子纽扣座20约1秒左右，单片机1控制电控锁22开锁，用户开门后再关门时电控锁22会再锁上门，并把开门信息通知中心，如果有非法开门，则单片机1驱动声光告警电路29动作，在本实用新型上发出声、光告警信号，并通过通信线缆30向机房计算机中心报告。

工频电流采样精度自动调整装置F：

由于工频电流设备对采样精度要求比较高，且必须要到现场开环安装，所以一般均要在现场进行精度校准的工作，而传统的是用手工的方法加一些仪器来做校准，且还要保证工频环里没有固有干扰电流，本实用新型由于采用了模拟工频电流及锁相技术，使得可以在现场自动校准采样精度，并且还可以把工频环里的固有干扰电流测量出来，减小了现场施工的工作量。

单片机1控制工频电流模拟发生电路28产生不同的模拟工频电流，通过穿过每个工频电流感应磁环线圈26的闭环线25，并被工频电流感应磁环线圈26感应到信号，经采样线27送入单片机1中进行信号分析，最后得出精度曲线，进行采样精度补偿，并最终设定采样精度值，且能在单片机1中的程序的控制下定期自动校正其精度值。

Claims (7)

1、一种通信配线架机房用智能告警多功能监测仪，包括单片机P2、配线架列告警采样装置A、工频电流告警采样装置B、工频电压告警采样装置C、门禁系统控制装置D、工频电流采样精度自动调整装置E，其特征是：

a、配线架列告警采样装置A包括配线架列告警采样电路(8)，配线架列告警采样电路(8)的输入与安装在配线架列上的保安单元的输出端相连，其输出与单片机P2相连；

b、工频电压告警采样装置B包括工频电流感应磁环及线圈(9)、工频电流告警采样电路(10)、A/D转换模块(12)，工频电流告警采样电路(10)的输入端与工频电流感应磁环及线圈(9)的线圈相连，工频电流告警采样电路(10)的输出端与A/D转换模块(12)的输入端相连，A/D转换模块(12)的输出端与单片机P2相连；

c、工频电压告警采样装置C包括工频电压感应铜皮环(14)、工频电压告警采样电路(15)、A/D转换电路模块(12)，工频电压告警采样电路(15)的输入端与工频电压感应铜皮环(14)相连，工频电压告警采样电路(15)的输出端与A/D转换模块(12)的输入端相连，A/D转换模块(12)的输出端与单片机P2相连；

d、门禁系统控制装置D包括门磁开关(18)、门禁系统控制装置控制电路(19)、电子钮扣组件(20)、电控锁(22)，门磁开关(18)的输出与门禁系统控制装置控制电路(19)的输入端相连，门禁系统控制装置控制电路(19)的输出端与单片机P2相连，电子钮扣组件(20)的输出端与单片机P2相连，电控锁(22)的输入端与单片机P2相连；

e、工频电流采样精度自动调整装置E包括闭环线(25)、工频电流感应磁环线圈(26)、工频电流采样线(27)，工频电流感应磁环线圈(26)套装在通信电缆上，闭环线的输入、输出均与工频电流模拟发生电路(28)相连，工频电流采样线(27)的一端与工频电流感应磁环线圈(26)的感应线圈相连，另一端与单片机P2相连，工频电流模拟发生电路(28)的输入端与单片机P2相连；

f、单片机P2连接有声光告警电路(29)。

2、根据权利要求1所述的通信配线架机房用智能告警多功能监测仪，其特征是配线架列告警采样装置A中的配线架列告警采样电路(8)由光电耦合器OPT14构成，其输入通过电阻R28接保安单元的输出端，光电耦合器OPT14的输出通过电阻R72接单片机P2对应输入/输出端4脚。

3、根据权利要求1所述的通信配线架机房用智能告警多功能监测仪，其特征是工频电压告警采样装置B中的工频电流告警采样电路(10)由运放电路、带通滤波电路、整形电路相连而成，运放电路由运放器A′及其外围电阻R88、R89、R90、R93、电容C24、C22构成，运放电路的输入从运放器A′的反相输入端引出，通过电阻R89接网线(13)的一端，网线(13)的另一端接工频电流感应磁环及线圈(9)的输出端，运放器A′的输出接带通滤波电路的输入，带通滤波电路由运放器B′、电阻R92、R95、R96，电容C25、C26构成，带通滤波电路的输入从电阻R95的一端引出接运放电路输出，即运放器A′的输出端，带通滤波电路的输出从运放器B′的输出端引出接整形电路的输入，整形电路由运放器C′、D′，电阻R80、R83、R84、R85、R86、R87、R94，二极管D11、D12构成，整形电路的输入从C′的反相端和D′的同相端引出分别通过R87和R84接带通滤波器的输出即运放器B′的输出端，整形电路的输出从二极管D11、D12的负端引出，通过电阻R81接单片机P2的A/D输入端3脚。

4、根据权利要求1所述的通信配线架机房用智能告警多功能监测仪，其特征是工频电压告警采样装置C中的工频电压告警采样电路(15)包括由运放器U10A、外围电阻R88′、R89′、R90′、R93′，电容C1、C2构成的高阻放大电路以及由运放器U10B及电阻、电容构成的两级有源带通滤波器，U10A的反相输入端通过电阻R89′与工频电压感应铜皮环(14)相连，两级有源带通滤波器的输出从运放器U10B的反相输入端引出接单片机P2的A/D输入端2脚。

5、根据权利要求1所述的通信配线架机房用智能告警多功能监测仪，其特征是门禁系统控制装置D中的门禁系统控制装置控制电路(19)由光耦OP14′和电控锁控制电路及电子钮扣构成，其中光耦OP14′的输入端通过R28接门磁开关(18)的输出，OP14′的输出通过电阻R72接单片机P2对应输入输出端5脚；电控锁控制电路由三极管Q1和继电器T1构成，三极管Q1的基极通过电阻R5接单片机P2的输入输出端41脚，门禁系统控制装置控制电路的输出从电控锁控制电路中继电器T的常开触点3、4引出接所要控制的电控锁(22)；电子钮扣组件(20)由地线GND和数据线RD构成，RD的输入端接设置在门上的电子钮扣组件(20)的输出端，RD的输出端接单片机P2的输入/输出端47脚，GND的另一端接电子钮扣组件(20)的地线，另一端接单片机P2地线63脚。

6、根据权利要求1所述的通信配线架机房用智能告警多功能监测仪，其特征是工频电流采样精度自动调整装置E中的工频电流模拟发生电路(28)由三极管Q5、电阻R33、R34、R42、R75和MOS管M3构成，Q5的基极通过电阻R42接单片机P2的50Hz输出端37脚，Q5的集电极通过电阻R34与MOS管M3的输入相连，MOS管M3的输出端通过电阻R75接闭环线(25)的一端，闭环线(25)的另一端接电源。

7、根据权利要求1所述的通信配线架机房用智能告警多功能监测仪，其特征是所述的单片机P2带有A/D转换模块(12)及其相应的输出脚。

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