本實用新型涉及一種按鍵操作系統(tǒng)，尤其涉及一種用于核相儀遠程端的單鍵多用開關系統(tǒng)。

背景技術：

在電力系統(tǒng)實際運行過程中經(jīng)常需要進行核相工作，變電站和輸電線路在新建、改建和擴建后投入運行前，以及輸電線路檢修完畢、向用戶送電前，都必須進行三相電路核相試驗，以確保投運的電力設備三相相序一致。

目前，國內高壓電力線路核相均主要有本地有線核相、本地無線核相和遠程無線核相三種方式。但現(xiàn)階段的無線核相系統(tǒng)需要核相的甲乙兩地分別進行單獨測量，然后兩地的測量人員再電話溝通進行數(shù)據(jù)比對，進而得出核相結果。測量過程繁瑣，還可能出現(xiàn)人為因素的誤差(如測量人員讀錯或聽錯數(shù)據(jù)等)等。

因此，我公司研發(fā)了一款不需要在兩地分別留有測量人員進行測量的遠程智能核相儀(已同日申請專利)，它設計有主站端和遠程端。主站端放置在中心電站，其他地區(qū)一個工作人員使用遠程端便可輕松得出測量結果。

在研發(fā)時發(fā)現(xiàn)，為了在遠程端啟動主站端，需要設計主站端啟動模塊，不僅麻煩，而且增加了成本。而且，在設計遠程端的電源模塊時發(fā)現(xiàn)，目前可供選擇的電源開關方式只有兩種，一種是機械開關，另一種是電子開關。機械開關就是以物理機械觸碰的形式將電路達到開與關的狀態(tài)，但是機械開關因為有磨損以及人力的使用不當，經(jīng)常會導致機械開關的損壞，特別是在核相儀上使用時，經(jīng)常會因為頻繁的開關導致使用壽命縮短。電子開關就是以電流的形式將通路達到開與關的狀態(tài)，這種開關具有安全、簡潔的優(yōu)點， 主要是電流通路中用電子元件控制電路的開與關的開關，例如手機及手提電腦等都是這種開關；但由于在關閉時，微控制器必須一直保持在休眠狀態(tài)下才能檢測到開啟請求，這就造成了額外的電能損耗；雖然這部分電能損耗很少，但在有些情況下將會導致重大損失，如因為這部分損耗導致電池仍在持續(xù)放電，時間長了，電池便會因為過放電而損壞，無法充電再次使用。

因此，研發(fā)人員結合主站端開啟和遠程端電源模塊在關機時實現(xiàn)零損耗兩種方案，以操作簡單、低成本、零損耗的目標為出發(fā)點，設計出了一款用于核相儀遠程端的單鍵多用開關系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于給出一種操作簡單、低成本、零損耗的用于核相儀遠程端的單鍵多用開關系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采取的技術方案是：一種用于核相儀遠程端的單鍵多用開關系統(tǒng)，其特征在于，它包括點動按鍵KEY、二極管D1、三極管Q1、繼電器KM、微控制器、GSM通信模塊和指示燈;

所述三極管Q1、繼電器KM的線圈和電池組成一個回路，所述三極管Q1的基極與微控制器的I/O1引腳連接，所述二極管D1與繼電器KM的線圈反向并聯(lián)；

所述繼電器KM的公共觸點連接微控制器的GND引腳，常閉觸點連接微控制器的I/O2引腳，常開觸點連接電池的負極；

所述點動按鍵KEY將電池的負極、微控制器的I/O2引腳和繼電器KM的常閉觸點連接；

所述電池的正極與所述微控制器的VCC引腳連接，并在電池的正極上設置一電源接口V-MAIN，在所述繼電器KM的公共觸點上設置一個接地接口GND；

所述GSM通信模塊與所述微控制器的RXD引腳和TXD引腳連接，通過控 制點動按鍵KEY可以啟動GSM通信模塊向核相儀的主站端發(fā)送信號；

所述指示燈包括主站工作信號指示燈L1，所述主站工作信號指示燈L1與微控制器的I/O3引腳連接。

進一步的，所述指示燈包括點動按鍵指示燈L2，所述點動按鍵指示燈L2與微控制器的I/O4引腳連接，按一次所述點動按鍵KEY，所述點動按鍵指示燈L2亮一次。

進一步的，連續(xù)點按三次所述點動按鍵KEY可以開啟或關閉核相儀的主站端。

進一步的，所述GSM通信模塊包括ME3000芯片、SIM CARD模塊、接收線插頭ANT1以及指示燈L3。

本實用新型的有益效果是：

它將主站端開啟和遠程端電源控制進行了集成，采用更少的元器件，更簡單可靠地方法實現(xiàn)了兩個功能的結合，使主站端開啟不再需要額外設計控制模塊，且克服了遠程端機械開關或電子開關存在的弊端，簡化了操作流程，節(jié)省了成本。

本實用新型的點動按鍵KEY的操作功能可以在微控制器中自定義，例如可以定義單機按鍵實現(xiàn)功能切換，雙擊按鍵實現(xiàn)控制某個設備的開啟等。其效益是通過一個按鍵實現(xiàn)多種功能，使得電路的設計簡化，器件的使用減少，總體使產(chǎn)品的成本低、維護性強、外觀簡潔和結構緊湊。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1為本實用新型的供電原理框圖；

圖2為本實用新型的電路原理圖；

具體實施方式

下面結合附圖1-2對本實用新型的具體實施方式做詳細說明：

首先，先結合圖1，對本實用新型的供電原理進行說明。本實用新型的供電部分由點動按鍵KEY、三極管Q1、繼電器KM和微控制器MCU構成，其中點動按鍵KEY、三極管Q1、繼電器KM是三個獨立的開關，繼電器KM和點動按鍵KEY是機械開關，點動按鍵KEY只有在按下時其所斷開的電路才導通，在不按時為斷開狀態(tài)，這里采用的繼電器KM為常開繼電器，即在未通電狀態(tài)下為斷開狀態(tài)，在通電時為閉合狀態(tài)；三極管Q1相當于一個電子開關，其開關狀態(tài)由微控制器MCU控制，當微控制器MCU給三極管Q1基極高電平時三極管Q1斷開，低電平時導通。

本實用新型的工作原理為：在關閉狀態(tài)下，點動按鍵KEY、三極管Q1和繼電器KM均處于斷開狀態(tài)，整個電路中沒有任何電流通過，其功耗為零。當點動按鍵KEY按下時，微控制器MCU通電工作，接著微控制器MCU將三極管Q1導通，繼而繼電器KM通電，原先由點動按鍵KEY負責給微控制器MCU供電轉換為由繼電器KM導通負責給微控制器MCU供電。此時將不再需要點動按鍵KEY繼續(xù)按下，松開點動按鍵KEY后，由三極管Q1和繼電器KM復合給電路供電，構成導通回路，整個系統(tǒng)處于開啟狀態(tài)。在開啟狀態(tài)下，當點動按鍵KEY按下時微控制器可以根據(jù)I/O2引腳的高低電平的檢測來進行功能的轉換，即此時點動按鍵KEY可以作為功能性按鍵使用。

下面將結合圖2詳細介紹本實用新型的詳細工作原理，本實用新型包括點動按鍵KEY、二極管D1、三極管、繼電器KM、微控制器、GSM通信模塊和指示燈。所述三極管、繼電器KM的線圈和電池組成一個回路，所述三極管的基極與微控制器的I/O1引腳連接，所述二極管D1與繼電器KM的線圈反向并聯(lián)；所述繼電器KM的公共觸點連接微控制器的GND引腳，常閉觸點連接微控制器的I/O2引腳，常開觸點連接電池的負極；所述點動按鍵KEY將電池的負極、微控制器的I/O2引腳和繼電器KM的常閉觸點連接；所述電池 的正極與所述微控制器的VCC引腳連接，并在電池的正極上設置一電源接口V-MAIN，在所述繼電器KM的公共觸點上設置一個接地接口GND，電源接口V-MAIN和接地接口GND是其他模塊取電用的接口，如GSM通信模塊的V‐MAIN引腳與電源接口V-MAIN連接，所述GSM通信模塊與所述微控制器的RXD引腳和TXD引腳連接，通過控制點動按鍵KEY可以啟動GSM通信模塊向核相儀的主站端發(fā)送信號；所述指示燈包括主站工作信號指示燈L1，所述主站工作信號指示燈L1與微控制器的I/O3引腳連接。

分析電路原理圖可知，在電路中點動按鍵KEY、三極管Q1、繼電器KM是三個獨立的開關，在關閉狀態(tài)下，點動按鍵KEY、三極管Q1、繼電器KM均處于斷開狀態(tài)，系統(tǒng)電路中沒有任何通路，故無電流通過，其功耗為零。在此電路中，假設電池Battery是5V直流電源，微控制器MCU為51系列單片機。首先來看繼電器KM的線圈與三極管Q1組成的回路，在關閉狀態(tài)下，由于三極管Q1的基極沒有電壓，所以三極管Q1為斷開狀態(tài)，因此繼電器KM的線圈未形成通路，無電流通過，繼電器KM也為斷開狀態(tài)。當點動按鍵KEY按下時，電池Battery負極通過按鍵導通，電流經(jīng)過繼電器KM的常閉觸點到達微控制器MCU的GND端，微控制器MCU被供電處于工作狀態(tài)，此時可設置為延時3秒后將I/O1口電平設置為低電平狀態(tài)，其輸出電壓為0V，三極管的將會處于導通狀態(tài)。此時繼電器的線圈將有電流通過，線圈中的鐵芯產(chǎn)生強大的電磁力，繼電器將會由斷開狀態(tài)轉變?yōu)殚]合狀態(tài)，即公共端將會從與2點連通立即轉變?yōu)榕c1點連通，此時方可松開輕觸按鍵。原先由輕觸按鍵導通負責給微控制器供電轉變?yōu)橛衫^電器閉合為微控制器供電，微控制器又控制三極管導通為繼電器供電，形成一個總的回路。至此，電路開關的開啟功能已經(jīng)完成，下面將是點動按鍵KEY的擴展功能和關機介紹。

啟動擴展功能時電路已經(jīng)處于開啟狀態(tài)，此時可以將I/O2引腳設置為輸入功能，初始電平為高電平，當點動按鍵KEY按下時，I/O2引腳與電池負極 連通，其電壓被拉低至0V，這時微控制器MCU便可以檢測到點動按鍵KEY按下的動作。繼而可以在微控制器MCU中由執(zhí)行程序判定其實現(xiàn)特定功能，例如連續(xù)點按三次所述點動按鍵KEY可以開啟或關閉核相儀的主站端，點按N次可以實現(xiàn)由程序設定的其他程序。實現(xiàn)主站端啟動和關閉的方式如下：如圖2中所示，GSM通信模塊與所述微控制器的RXD引腳和TXD引腳連接，GSM通信模塊包括ME3000芯片、SIM CARD模塊、接收線插頭ANT1以及指示燈L3。可以通過控制點動按鍵KEY啟動GSM通信模塊向核相儀的主站端發(fā)送信號，主站端的GSM通信模塊接收到遠程端的GSM通信模塊發(fā)來的信號后由休眠狀態(tài)轉為工作狀態(tài)，這時，主站工作信號指示燈L1亮起，表明主站端開始工作。

關機功能就是在功能檢測的原理上實現(xiàn)的，當微控制器MCU檢測到在開機狀態(tài)下，點動按鍵KEY被長按下3秒鐘，即為收到關機指令，微控制器MCU將I/O2引腳設置為低電平。這樣三極管Q1為斷開狀態(tài)，電流將無法通過。繼電器KM的線圈將無電流通過，鐵芯也不再有磁力，繼電器KM將會由閉合狀態(tài)轉變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，公共端將會從與常開觸點1連通轉變?yōu)榕c常閉觸點2連通，此時松開點動按鍵KEY則電路中三個開關均為斷開狀態(tài)，電路中將不會再有任何電流通過，為徹底的關閉狀態(tài)。

為了能夠能操作人員清楚的觀察到點動按鍵KEY的按下次數(shù)，指示燈還包括點動按鍵指示燈L2，按一次所述點動按鍵KEY，所述點動按鍵指示燈L2亮一次。

本實用新型只利用一個點動按鍵KEY就可以實現(xiàn)主站端的啟動和關閉，以及遠程端電源的完全切斷，使得電路的設計簡化，器件的使用減少，總體使產(chǎn)品的成本低、維護性強、外觀簡潔和結構緊湊。

以上所述結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施方式和實施例作了詳述，但是本實用新型并不局限于上述實施方式和實施例，對于本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型思的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本實用新型的保護范圍。