本發(fā)明涉及發(fā)電廠監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于發(fā)電廠配電室的監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)：

為了方便發(fā)電廠的集中管理和中心控制，會將發(fā)電廠中主要設(shè)備的配電柜放在一起，形成配電柜室，從而便于操作和管理。整個(gè)配電室的運(yùn)行環(huán)境對發(fā)電廠順利運(yùn)行有著重要影響，最常見的問題就是，配電室溫度過高，導(dǎo)致一部分配電柜發(fā)生故障，從而影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于發(fā)電廠配電室的監(jiān)控裝置，從而能自動對配電室內(nèi)溫度進(jìn)行控制，同時(shí)對配電室內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻監(jiān)控。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種用于發(fā)電廠配電室的監(jiān)控裝置，包括圖像傳感器、微處理器、存儲模塊、單片機(jī)、光照感應(yīng)模塊、LED驅(qū)動模塊、LED燈組、溫度傳感器、風(fēng)扇控制模塊、加熱器控制模塊和電源模塊，所述圖像傳感器與微處理器連接用于采集圖像信號，所述存儲模塊與微處理器連接用于存儲數(shù)據(jù)，所述單片機(jī)和微處理器連接，所述光照感應(yīng)模塊與單片機(jī)連接用于采集光照強(qiáng)度信號，所述單片機(jī)通過LED驅(qū)動模塊與LED燈組連接，所述溫度傳感器與單片機(jī)連接用于采集溫度信號，所述風(fēng)扇控制模塊與單片機(jī)連接用于驅(qū)動風(fēng)扇進(jìn)行降溫冷卻，所述加熱器控制模塊與單片機(jī)連接用于加熱升溫，所述電源模塊為裝置提供電源。

如上所述的一種用于發(fā)電廠配電室的監(jiān)控裝置，進(jìn)一步說明為，所述微處理器采用S3C2440A處理器及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。

如上所述的一種用于發(fā)電廠配電室的監(jiān)控裝置，進(jìn)一步說明為，所述單片機(jī)采用MC9S08AC16芯片及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。

如上所述的一種用于發(fā)電廠配電室的監(jiān)控裝置，進(jìn)一步說明為，所述存儲模塊包括SDRAM存儲模塊和FLASH儲存模塊。

如上所述的一種用于發(fā)電廠配電室的監(jiān)控裝置，進(jìn)一步說明為，所述圖像傳感器采用CMOS圖像傳感器。

如上所述的一種用于發(fā)電廠配電室的監(jiān)控裝置，進(jìn)一步說明為，所述電源模塊包括電源和電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊用于將電源電壓轉(zhuǎn)化為多個(gè)不同數(shù)值的電壓。

本發(fā)明的有益效果是：通過設(shè)置微處理器和單片機(jī)組合式的監(jiān)控裝置，由微處理器負(fù)責(zé)視頻監(jiān)控，由單片機(jī)負(fù)責(zé)視頻監(jiān)控外的檢測，極大的減少了微處理器資源的使用率，能夠極大的提高微處理器處理圖像的能力，同時(shí)簡化了微處理器面板的設(shè)計(jì)及焊接難度。通過設(shè)置光照感應(yīng)模塊能采集配電室內(nèi)的光照強(qiáng)度，在通過LED燈組進(jìn)行補(bǔ)光，從而提高了視頻監(jiān)控的清晰度和監(jiān)控質(zhì)量。通過溫度傳感器采集的溫度信號，實(shí)現(xiàn)了對配電室內(nèi)加熱器及風(fēng)扇的控制，使配電室內(nèi)的溫度始終保持在一定范圍內(nèi)，從而為配電室內(nèi)配電柜的安全運(yùn)行提供了良好的條件，保證了發(fā)電廠的順利運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為FLASH儲存模塊實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為光照感應(yīng)模塊實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為溫度傳感器實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖

圖5為加熱器控制模塊實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為電壓轉(zhuǎn)換模塊實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式做進(jìn)一步的闡述。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種用于發(fā)電廠配電室的監(jiān)控裝置，包括圖像傳感器、微處理器、存儲模塊、單片機(jī)、光照感應(yīng)模塊、LED驅(qū)動模塊、LED燈組、溫度傳感器、風(fēng)扇控制模塊、加熱器控制模塊和電源模塊。

所述圖像傳感器與微處理器連接用于采集圖像信號，所述圖像傳感器主要任務(wù)就是采集視頻圖像，然后將采集到的圖像信號轉(zhuǎn)化為電信號，并按照一定的圖像數(shù)據(jù)格式傳輸給微處理器。所述圖像傳感器可以采用CMOS圖像傳感器。CMOS圖像傳感器利用光電效應(yīng)，在像素單元內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的電荷，行選擇邏輯單元根據(jù)需要，選通相應(yīng)的行像素單元，行像素單元內(nèi)的圖像信號通過各自所在列的信號總線傳輸?shù)綄?yīng)的模擬信號處理單元，并通過A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)化為圖像信號進(jìn)行輸出，由于CMOS圖像傳感器為現(xiàn)有技術(shù)，這里不做具體闡述，所述CMOS圖像傳感器生產(chǎn)成本比較低、低功耗、芯片尺寸小和可集成度高，非常適合本裝置使用，具體的可以選擇OV7710型CMOS圖像傳感器。當(dāng)然，所述的圖像傳感器還可以選用CCD圖像傳感器。

所述微處理器主要用于對圖像傳感器傳輸過來的圖像信號進(jìn)行處理，和接收單片機(jī)傳輸過來的檢測信號。所述微處理器還可以對處理后的圖像轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)格式經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸至PC終端，在本裝置中沒有設(shè)置網(wǎng)絡(luò)接口。所述的微處理器可以采用S3C2440A處理器及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)，所述S3C2440A處理器屬于ARM9系列處理器，該S3C2440A處理器有低功耗、精致簡單、全靜態(tài)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，非常適合本裝置使用。

所述存儲模塊與微處理器連接用于存儲數(shù)據(jù)，所述存儲模塊包括SDRAM存儲模塊和FLASH儲存模塊，所述SDRAM存儲模塊主要是在圖像處理的過程中存儲相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)，便于隨時(shí)調(diào)閱查看。所述SDRAM存儲模塊可以選用HY57V641620芯片組成的存儲電路，由于為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，這里不做具體闡述。所述FLASH儲存模塊屬于非易失性的存儲器，可在裝置正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行電擦寫，并且掉電保護(hù)的特性，它具有容量大、速度快、功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)，例如可以采用K9F1208UDM芯片組成的FLASH儲存模塊，K9F1208UDM芯片的I/O口具有數(shù)據(jù)的輸入輸出、控制命令和地址的輸入的功能，當(dāng)命令鎖存信號CLE有效時(shí)，在I/O口上的是控制命令的輸入；當(dāng)?shù)刂锋i存信號ALE有效時(shí)，I/O上的輸入的是地址；當(dāng)RE和WE有效時(shí)，鎖存的是I/O上是數(shù)據(jù)的輸入輸出。這種芯片端口的控制方式復(fù)雜一些，但是可以極大的減少總線的數(shù)目。將芯片I/O0-I/O7與微處理器的低位8位數(shù)據(jù)總線的XDATA7到XDATA0相連，這里以S3C2440A處理器為例做說明，當(dāng)采用其他型號的處理器時(shí)，只是管腳連接會發(fā)生變化，K9F1208UDM芯片與S3C2440A處理器的具體接口電路如圖2所示。

所述單片機(jī)和微處理器連接，所述單片機(jī)用于完成對光照強(qiáng)度的檢測、LED燈組的控制、溫度檢測、風(fēng)扇控制及加熱器控制，下文將一一進(jìn)行說明，在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控裝置中，往往只采用一個(gè)微處理器來完成所有的工作，控制比較復(fù)雜，還會造成太多的外圍電路過多的占用微處理器的資源，影響微處理器對視頻圖像的處理效果。此外，如果只采用一個(gè)微處理器會使得微處理器面板的設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，PCB的層數(shù)過多的，增加微處理器面板的難度和成本，同時(shí)也會增加元器件焊接的難度。在本裝置中，選用一個(gè)單片機(jī)專門負(fù)責(zé)對視頻采集外圍的電路進(jìn)行控制，這不僅可以有效減少微處理器的資源使用，提高了微處理器處理視頻信號的能力，還可以有效的提高裝置的靈活度與可靠性。所述單片機(jī)采用MC9S08AC16芯片及其外圍電路組成的最小系統(tǒng)。該芯片具有40-MHZCPU時(shí)鐘，20-MHz內(nèi)部總線頻率，高達(dá)16KB在線編程的FLASH模塊，通用的輸出IO口為38個(gè)，內(nèi)部具有可編程的上拉電阻，還具有看門狗復(fù)位的系統(tǒng)保護(hù)機(jī)智，該芯片能夠有效的滿足對監(jiān)控裝置的外圍檢測控制模塊的要求。

所述光照感應(yīng)模塊與單片機(jī)連接用于采集光照強(qiáng)度信號，光照感應(yīng)模塊主要是由光敏元件構(gòu)成，目前廣泛使用的光敏元器件主要有光敏二極管、光敏三極管、光敏電阻、集成光強(qiáng)度傳感器等，所述光照感應(yīng)模塊可以選用光強(qiáng)度傳感器TSL2561，TSL2561支持I2C總線協(xié)議，并且對應(yīng)的引腳比較簡單，故在硬件接口電路設(shè)計(jì)時(shí)很簡單。在本電路設(shè)計(jì)中只需要將TSL2561的I2C總線的SCL時(shí)鐘線和SDA數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線相連即可，在添加2個(gè)上拉電阻接到總線上，具體的硬件連接如圖3所示。

所述單片機(jī)通過LED驅(qū)動模塊與LED燈組連接，單片機(jī)通過光照感應(yīng)模塊來感應(yīng)配電室內(nèi)的光線強(qiáng)度，當(dāng)光線低于設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)可通過LED驅(qū)動模塊啟動LED燈組，對監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)光，避免外界光線對視頻監(jiān)控裝置的影響，提高視頻的監(jiān)控質(zhì)量。由于單片機(jī)不足以直接驅(qū)動LED燈組，所以需要設(shè)置LED驅(qū)動模塊，所述LED驅(qū)動模塊主要是對信號進(jìn)行放大，從而滿足啟動LED燈組的條件，例如，LED驅(qū)動模塊可以采用三極管放大電路，從而單片機(jī)通過控制三極管的通斷來對LED燈組完成控制，所述LED驅(qū)動模塊為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，這里不做具體闡述。

所述溫度傳感器與單片機(jī)連接用于采集溫度信號，所述溫度傳感器可以選用TMP101NA溫度傳感器，該溫度傳感器內(nèi)部含有二極管溫度傳感器、控制邏輯、12位A/D轉(zhuǎn)換器、串行接口、時(shí)鐘振蕩器、配置寄存器、溫度寄存器以及故障排隊(duì)計(jì)數(shù)器。在連接過程中，只需要將TMP101NA的I2C總線的SCL時(shí)鐘線和SDA數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線相連即可，具體的硬件電路連接如圖4所示，當(dāng)然還可以采用其他型號的溫度傳感器。

所述風(fēng)扇控制模塊與單片機(jī)連接用于驅(qū)動風(fēng)扇進(jìn)行降溫冷卻，所述加熱器控制模塊與單片機(jī)連接用于加熱升溫，由于風(fēng)扇和加熱器均屬于大功率器件，其所需要的電壓電流往往較高，單片機(jī)不能直接對其進(jìn)行驅(qū)動，所以需要通過設(shè)置驅(qū)動模塊來對加熱器及風(fēng)扇進(jìn)行控制，所述加熱器控制模塊和風(fēng)扇控制模塊結(jié)構(gòu)可以一致，也可以不一致，所述加熱器控制模塊和風(fēng)扇控制模塊均為現(xiàn)有技術(shù)，不一一進(jìn)行闡述。這里以加熱器控制模塊的一實(shí)施例電路為例做具體說明，如圖5所示，加熱器控制模塊主要由三極管V1、繼電器K1及其他外圍電路組成，工作原理為：單片機(jī)管腳置高電平時(shí)，三極管V1導(dǎo)通，電壓通過繼電器K1形成閉合回路。由于繼電器K1的線圈中通過的電流而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，在電磁力吸引的作用下，銜鐵克服反向彈簧的阻力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)2與靜觸點(diǎn)3(常開觸點(diǎn))閉合，從而加熱器兩端得電啟動進(jìn)行加熱。當(dāng)單片機(jī)管腳置于低電平時(shí)，三極管不導(dǎo)通，電壓通過繼電器K1無法形成閉合回路，繼電器K1中的線圈沒有電流，此時(shí)，繼電器K1中的動觸點(diǎn)2與常閉觸點(diǎn)1吸合。電路中的二極管D1是一種開關(guān)二級管，二極管D1這里的作用是為了防止繼電器K1斷開時(shí)線圈產(chǎn)生的反向自感電壓對繼電器K1的驅(qū)動電路破壞，起到保護(hù)的作用。當(dāng)單片機(jī)IO口由低電平跳變到高電平的瞬間會產(chǎn)生較大的脈沖紋波，電容C1與電阻R3組成濾波器，能夠起到濾波的作用。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲F1是一種經(jīng)過特殊的工藝加工而成的過流保護(hù)電子元器件。傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲過流保護(hù)，燒斷了需要及時(shí)更換，只能起到一次作用，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲與傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲相比，不僅具有過流、過熱保護(hù)，還具有自動恢復(fù)的功能，能對加熱器起保護(hù)作用，防止加熱器過電流。當(dāng)然，所述加熱器控制模塊還可以采用其他結(jié)構(gòu)的電路，這里不做限定，同理風(fēng)扇控制模塊也可以采用這種電路，這里就不進(jìn)行具體闡述了。工作原理為，單片機(jī)通過溫度傳感器采集配電室內(nèi)的溫度，溫度在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，不啟動風(fēng)扇和加熱器，當(dāng)溫度過高時(shí)，單片機(jī)通過風(fēng)扇控制模塊啟動配電室內(nèi)的風(fēng)扇進(jìn)行降溫處理，當(dāng)溫度過低時(shí)，單片機(jī)通過加熱器控制模塊啟動配電室內(nèi)的加熱器進(jìn)行升溫處理。

所述電源模塊為裝置提供電源，圖1中電源模塊并不單單只與微處理器和單片機(jī)進(jìn)行連接，只是為了便于說明，所述電源模塊包括電源和電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊用于將電源電壓轉(zhuǎn)化為多個(gè)不同數(shù)值的電壓，保證各個(gè)設(shè)備的正常使用。例如，電壓轉(zhuǎn)換模塊包括HT7533芯片及外圍電路組成，從而將12V電壓轉(zhuǎn)化為3.3V的穩(wěn)定電壓，從而保證工作電壓為3.3V的設(shè)備正常使用，具體電路圖如圖6所示。還可以采用AS1117S-3.3穩(wěn)壓芯片將5V電壓降到3.3V，當(dāng)然該電壓轉(zhuǎn)換模塊還包括其他轉(zhuǎn)換芯片，這里不一一進(jìn)行闡述。所述電源模塊還可以采用多種不同的電壓電源，即不采用電壓轉(zhuǎn)換模塊，由不同的電源對不同的設(shè)備進(jìn)行供電，這樣結(jié)構(gòu)會復(fù)雜化，但是依然能保證本裝置的正常運(yùn)行。

本發(fā)明并不限于上述實(shí)例，在本發(fā)明的權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動即可做出的各種變形或修改均受本專利的保護(hù)。