專利名稱：戶外型開關狀態(tài)提醒裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于輸變電設備狀態(tài)實時監(jiān)測領域，涉及一種戶外型開關狀態(tài)提醒裝置。
背景技術：
電力開關柜一般放在野外，以往電力開關柜只能通過人力不斷的查詢觀察來得知當前 狀況，缺乏實時監(jiān)測的手段，當開關柜狀態(tài)發(fā)生變化而人力的監(jiān)測沒有到位時，對開關柜 的監(jiān)測就失去了意義。 發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種戶外型開關狀態(tài)提醒裝置，以便在不到電力開關柜現(xiàn)場 就能實時監(jiān)測開關狀態(tài)。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，戶外型開關狀態(tài)提醒裝置，其特征是它至少包括
開關電路模塊、MCU和GSM通信模塊；開關電路模塊和GSM通信模塊分別與MCU電連接。
所述的開關電路模塊有8個開關電路。
所述的開關電路模塊的開關量與TLP521的發(fā)光二極管負端電連接，TLP521的發(fā)光 二極管正端接12V,TLP521的光電三極管發(fā)射極通過負載電阻接地，負載電阻的電壓輸出 與MCU電連接。
所述的GSM通信模塊包括32位微控制器LPC2131和GSM網絡引擎TC35i; 32位 微控制器LPC2131與GSM網絡引擎TC35i電連接。
所述的MCU和GSM通信模塊通過SP3232串口連接。 所述的MCU是MSP430F247。
本實用新型的優(yōu)點是
1、 采用無線網絡的方式實現(xiàn)監(jiān)測儀與專家監(jiān)控中心的互連通信。實現(xiàn)無線網絡通信
采用的是移動通信的GSM無線服務。我國目前已建成了覆蓋全國的GSM數(shù)字蜂窩移動 通信網，它是我國公眾陸地移動通信網的主要方式。不受物理空間的限制，不受變電站高 壓環(huán)境的電磁場干擾，很好的解決了監(jiān)測儀與專家監(jiān)控之間的無線通信問題。
2、 可以同一時鐘同時測量多個開關狀態(tài)量，實現(xiàn)了多個開關設備之間狀態(tài)的比較。 良好的可擴充性使得本裝置可以適應在線監(jiān)測的需要，也可作為一般的帶電檢測之用。3、為了保證裝置在高壓環(huán)境下測得信號的準確性，采取硬件抗干擾措施。在硬件設 計上，實現(xiàn)整機高屏蔽、高密封設計，具有良好的耐高溫，耐腐蝕性能，并采用光耦電路， 以增強其抗干擾性能并有效防止了裝置的死機。

下面結合實施例附圖對本實用新型作進一步說明。 圖1是本實用新型的結構示意框圖； 圖2是圖1的開關電路模塊； 圖3是圖1的GSM模塊電路圖。
圖中1、開關電路模塊；2、 MCU ; 3、 GSM通信模塊。
具體實施方式

如圖1所示，包括開關電路模塊l、 MCU2和GSM通信模塊3;開關電路模塊l和 GSM通信模塊3分別與MCU 2電連接。通過MCU 2、 GSM通信模塊3、手機短信實時 監(jiān)測到開關柜狀態(tài)的變化信息，MCU 2及時監(jiān)測開關柜的狀態(tài)信息并通過GSM通信模塊 3發(fā)送到所預設的手機號碼上，從而專業(yè)人員可以實時的判斷當前線路的開關狀況。 一方 面加強了對開關柜線路的實時監(jiān)測，充分掌握開關柜的變化并做出相應的措施，提高供電 設備運行的高效率性；另一方面可全面收集和長期積累開關柜的狀態(tài)變化信息，為輸電線 路設計、丌關柜運行維護提供了基礎。
從被測設備采集的開關狀態(tài)變化信號先接入電源模塊、穩(wěn)壓電路，再接入光耦隔離電 路，然后將信號提供給A/D芯片，A/D連接MCU2，由MCU 2來控制A/D轉換的時間 和頻率；MCU2與GSM通信模塊3相連。MCU2釆用單片機MSP430F247，它一方面 實時將開關狀態(tài)變化的信號進行采集，按燒制好的程序及時將得到的數(shù)據(jù)傳輸給GSM通 信模塊3， GSM通信模塊3通過手機短信的方式傳輸給所預先設定的手機號碼上；另一 方面因為MSP430F247組合了一個閃速存儲器控制器，這個控制器允許從同一個閃速模 塊中執(zhí)行代碼，同時由軟件修改數(shù)據(jù)或重新編程代碼段，所以自動可編程性比較強。MCU 2和GSM通信模塊3通過SP3232串口連接，進行TTL電平與232電平的轉換。當開關 狀態(tài)發(fā)生變化時，單片機及時釆集其信號，讀取開關狀態(tài)值，將當前狀態(tài)和前一狀態(tài)做比 較，找出變化位，讀取對應開光設定的關聯(lián)參數(shù)，顯^狀態(tài)變化，讀取設定的手機號碼， 通過GSM通信模塊3把狀態(tài)變化發(fā)送到所設定的手機號碼上，以短消息模式發(fā)給當前專 業(yè)人員或管理員。專家通過手機短信及時了解開關的狀態(tài)信息，提供單獨和全面的查詢、分析，并可對開關柜的運行做出進一步的改善。
如圖2所示，是本實用新型的開關電路模塊1與MCU2電連接。開關電路模塊l包 含了8個開關電路。其電路結構相同，圖2是其中的一個開關SW0電路。開關電路主要 的部分是光耦合器TLP521。開關與TLP521的發(fā)光二極管負端電連接，TLP521的發(fā)光二 極管正端接12V,TLP521的光電三極管發(fā)射極通過負載電阻接地，負載電阻的電壓輸出與 MCU電連接。經過光耦隔離后輸出的電信號(開關狀態(tài)信號)傳送到微處理器 MCU2(MSP430F247)的I/O 口。用于傳遞模擬信號的光耦合器的發(fā)光器件為二極管、光接 收器為光敏三極管。當輸入的電信號(開關狀態(tài)信號)通過發(fā)光二極管(LED)時，使之發(fā) 出一定波長的光，該光源照射到光敏三極管表面上，使光敏三極管產生集電極電流，該電 流的大小與光照的強弱，亦即流過二極管的正向電流的大小成正比，這就完成了電一光一 電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器的輸入端和輸出端之間通過 光信號來傳輸，因而兩部分之間在電氣上完全隔離，沒有電信號的反饋和干擾，故性能穩(wěn) 定，抗干擾能力強。發(fā)光管和光敏管之間的耦合電容小(2pf左右)、耐壓高(2.5KV左右)， 故共模抑制比很高。輸入和輸出間的電隔離度取決于兩部分供電電源間的絕緣電阻。此夕卜， 因其輸入電阻小，對高內阻源的噪聲相當于被短接。因此，由光耦合器構成的模擬信號隔 離電路具有優(yōu)良的電氣性能。
如圖3所示，圖3是GSM通信模塊3及連接電路。GSM通信模塊3包括32位微控 制器LPC2131和GSM網絡引擎TC35i; 32位微控制器LPC2131與GSM網絡引擎TC35i 電連接。 '
為了降低產品生產成本，本實用新型開發(fā)了基于ARM7TDMI-S高性能32位微控制 器LPC2131和GSM網絡引擎TC35i的中英文串口透明數(shù)據(jù)傳輸模塊。Philips LPC2131 一方面具有ARM處理器的所有優(yōu)點低功耗、高性能；同時又具有較為豐富的片上資源， 非常適合嵌入式產品的開發(fā)。其特點如下集成了 Thumb擴展指令集；'32KB可在系統(tǒng) 中編程(ISP)的片內Flash和可在應用中編程(IAP)的8KB RAM,具有向量中斷控制 器；2個DART， 2個I2C串杵接口， 2個SPI串行接口， 2個定時器(7個捕獲/比較通道)， PWM單元可提供多達6個PWM輸出，8通道10位ADC，實時時鐘RTC，看門狗定時 器WDT， 48個通用I/0弓I腳；CPU時鐘高達60MHz，具有片內晶體振蕩器和片內PLL。
西門子的TC35i GSM模塊的主要特性與技術指標包括以下幾點(1)頻段為雙頻 GSM900MHz和GSM1800MHz (phase 2/2+); (2)支持數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真；(3)高集成度(54.5mmx36mmx3.6mm); (4)質量為9g; (5)電源電壓為單一電壓3.3 4.8V; (6)可選波特率300bps 115kbps，動波特率4.8 115kbps; (7)電流消耗體眠狀態(tài)為 3.5mA，空閑狀態(tài)為25mA，發(fā)射狀態(tài)為300mA (平均)，峰值為2.5A; (8)溫度范圍 IH常操作-20oC +55oC，存放-30oC +85oC; (9) SIM電壓為3V/1.8V。
控制器LPC2131有40個引腳，通過一個ZIF (Zero Insertion Force,零阻力插座)連 接器引出。這40個引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和 控制。第1 14腳為電源部分1 5為電源電壓輸入端BATT+， 6 10為電源地GND， 11、 12為充電引腳，13為對外輸出電壓(供外電路使用)，14為BATT—TEMP，接負溫 度系數(shù)的熱敏電阻。24 29為SIM卡引腳，分別為CCIN (SIM卡有無檢測)、CCRST
(復位)、CCIO (數(shù)據(jù))、CCCLK (時鐘)、CCVCC (電源2.9V)禾B CCGND (地)。33 40為語音接口，用來接電話手柄。15， 30， 31和32腳為控制部分15為點火線IGT
(Ignition),當TC35i通電后必須給IGT —個大于100ms低電平，模塊才啟動；30為 VDDLP，31為EMERGOFF，32為SYNC。16 23為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSR0，RING0， RXD0， TXD0， CTS0、 RTS0、 DTR0禾口 DCD0。 LPC2131通過串口進行AT命令的發(fā)送 和數(shù)據(jù)的傳輸。
權利要求1、戶外型開關狀態(tài)提醒裝置，其特征是它至少包括開關電路模塊(1)、MCU(2)和GSM通信模塊(3)；開關電路模塊(1)和GSM通信模塊(3)分別與MCU(2)電連接。
2、 根據(jù)權利要求1所述的戶外型開關狀態(tài)提醒裝置，其特征是所述的開關電路模 塊(1)有8個開關電路。
3、 根據(jù)權利要求1所述的戶外型開關狀態(tài)提醒裝置，其特征是所述的開關電路模 塊(1)的開關量與TLP521的發(fā)光二極管負端電連接，TLP521的發(fā)光二極管正端接12V, TLP521的光電三極管發(fā)射極通過負載電阻接地，負載電阻的電壓輸出與MCU電連接。
4、 根據(jù)權利要求1所述的戶外型開關狀態(tài)提醒裝置，其特征是所述的GSM通信 .模塊G)包括32位微控制器LPC2131和GSM網絡引擎TC35i; 32位微控制器LPC2131 與GSM網絡引擎TC35i電連接。
5、 根據(jù)權利要求1所述的戶外型開關狀態(tài)提醒裝置，其特征是所述的MCU (2) 和GSM通信模塊(3)通過SP3232串口連接。
6、根據(jù)權利要求1所述的戶外型開關狀態(tài)提醒裝置，其特征是所述的MCU (2) 是MSP430F247。
專利摘要本實用新型屬于輸變電設備狀態(tài)實時監(jiān)測領域，涉及一種戶外型開關狀態(tài)提醒裝置，其特征是它至少包括開關電路模塊(1)、MCU(2)和GSM通信模塊(3)；開關電路模塊(1)和GSM通信模塊(3)分別與MCU(2)電連接。它可以不到電力開關柜現(xiàn)場就能實時監(jiān)測開關狀態(tài)。
文檔編號H01H9/16GK201374501SQ200920032140
公開日2009年12月30日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權日2009年3月9日
發(fā)明者張清玉, 楊慶華, 歐陽麗莎, 黃官寶, 黃新波 申請人:浙江紀元電氣集團有限公司