基于fsk和ask通信的智能化柱上開關(guān)控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配電網(wǎng)設(shè)備控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于FSK和ASK通信的智能化柱上開關(guān)控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市建設(shè)、農(nóng)網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展智能配電終端廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)中柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)柜、配電變壓器、箱式變、電纜分接箱等一次設(shè)備的監(jiān)控，這些設(shè)備的的接入性、安全性、操作方便等特點(diǎn)在智能電網(wǎng)的建設(shè)中起著重要作用，新的無線通信技術(shù)、移動(dòng)PDA也得到了廣泛應(yīng)用。配電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的一部分，要實(shí)施智能化監(jiān)控管理是其重要的內(nèi)容，在戶外柱上開關(guān)的日常運(yùn)行與維護(hù)中，還存在著某些不足如登桿操作強(qiáng)度大、操作方式較繁瑣、整定設(shè)置不直觀、故障追溯分析困難、遠(yuǎn)程通信功能缺乏等。
[0003]申請(qǐng)?zhí)?201510124202.1，名稱為:一種柱上開關(guān)智能控制器及智能控制方法的發(fā)明專利，公開了一種柱上開關(guān)智能控制器，包括處理器核心電路模塊及分別與之連接的電流電壓采樣通道電路模塊、開關(guān)本體狀態(tài)判斷模塊、開關(guān)本體控制模塊、人機(jī)界面模塊、通信模塊和電源模塊，電流電壓采樣通道電路模塊采集柱上開關(guān)的電流或電壓信息，并送入處理器核心電路模塊；開關(guān)本體狀態(tài)判斷模塊讀取控制器的內(nèi)部開關(guān)量和外部開關(guān)量；開關(guān)本體控制模塊根據(jù)處理器核心電路模塊發(fā)出的控制指令控制與之連接的開關(guān)本體的動(dòng)作；電源模塊為處理器核心電路模塊供電。該發(fā)明具有較高的通用性，能夠滿足不同的開關(guān)本體、不同的控制功能，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作時(shí)較為簡便，但是不適用于需要現(xiàn)場檢修和維護(hù)設(shè)備的場合，在桿下操作時(shí)不夠簡便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于FSK和ASK通信的智能化柱上開關(guān)控制系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)不適用于需要現(xiàn)場檢修和維護(hù)設(shè)備的場合以及在桿下操作時(shí)不夠簡便的問題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種基于FSK和ASK通信的智能化柱上開關(guān)控制系統(tǒng)，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有電源電路、采樣電路、微控制器、信號(hào)調(diào)理單元、控制輸出單元和無線通信單元，所述電源電路與微控制器電連接，所述采樣電路的輸出端與所述信號(hào)調(diào)理單元的輸入端連接，所述信號(hào)調(diào)理單元的輸出端與所述微控制器連接，所述控制輸出單元與所述微控制器連接，所述無線通信單元與所述微控制器通過通信端口連接；所述無線通信單元采用433M無線收發(fā)器；所述控制輸出單元通過繼電器電路的動(dòng)作控制柱上開關(guān)。
[0007]優(yōu)選的，所述信號(hào)調(diào)理單元包括信號(hào)放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，所述信號(hào)放大電路的輸入端與所述采樣電路的信號(hào)輸出端連接，所述信號(hào)放大電路的輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與微控制器的輸入端連接。
[0008]優(yōu)選的，所述信號(hào)調(diào)理單元包括信號(hào)放大電路，所述信號(hào)放大電路的輸入端與所述采樣電路的信號(hào)輸出端連接，所述信號(hào)放大電路的輸出端與微控制器的輸入端連接。
[0009]優(yōu)選的，所述微控制器采用單片機(jī)或ARM芯片。
[0010]優(yōu)選的，所述電源電路包括穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路中的穩(wěn)壓器采用7805電源穩(wěn)壓芯片。
[0011]—種基于FSK和ASK通信的智能化柱上開關(guān)控制方法，包括如下步驟:
[0012]步驟一，采樣電路采集電桿上架空線路的信號(hào)，并將采集到的信號(hào)調(diào)理后送入微控制器；
[0013]步驟二，微控制器將處理后的信號(hào)經(jīng)無線通信單元發(fā)送給上位機(jī)；
[0014]步驟三，判斷是否發(fā)生故障，若發(fā)生故障，則由上位機(jī)發(fā)出控制指令，微控制器接收到上位機(jī)發(fā)送的控制指令后，將控制指令發(fā)送給控制輸出單元，由控制輸出單元通過繼電器電路的動(dòng)作控制柱上開關(guān)進(jìn)行相應(yīng)的分合閘操作；則未發(fā)生故障，則返回步驟一。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1、本發(fā)明的采樣電路將傳感器采集的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后經(jīng)過信號(hào)調(diào)理單元進(jìn)行處理，可以將電信號(hào)進(jìn)行放大隔離和保護(hù)，大大提高了采樣信號(hào)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，提高了本發(fā)明的抗干擾能力。
[0017]2、本發(fā)明的無線通信單元采用433M無線收發(fā)器，抗噪聲與抗衰減的性能較好，穿透性能強(qiáng)，成本低，能很好地適用于中低速數(shù)據(jù)傳輸場合?；贔SK和ASK技術(shù)的433M無線通信技術(shù)不僅功耗較低，而且通信距離遠(yuǎn)，抗干擾能力好，在柱上開關(guān)現(xiàn)場通信方面具有特有的優(yōu)勢。
[0018]3、本發(fā)明的電源電路具有穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓芯片采用7805電源穩(wěn)壓芯片，保證了微控制器和其他電路模塊的電壓穩(wěn)定。
[0019]4、本發(fā)明的微控制器采用ARM芯片，ARM芯片功耗低而且具有操作系統(tǒng)，功能更加強(qiáng)大，而且可以很方便的實(shí)現(xiàn)與其他模塊的兼容和整合。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種基于FSK和ASK通信的智能化柱上開關(guān)控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為電源電路中穩(wěn)壓電路的電路原理圖。
[0022]圖3為本發(fā)明一種基于FSK和ASK通信的智能化柱上開關(guān)控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]如圖1所示，本發(fā)明包括殼體1，殼體1內(nèi)部設(shè)置有電源電路3、采樣電路2、微控制器6、信號(hào)調(diào)理單元5、控制輸出單元4和無線通信單元7。電源電路3的電源由外部開關(guān)電源供電，電源電路3中具有穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路的電路原理圖如圖2所示，穩(wěn)壓芯片采用7805電源穩(wěn)壓芯片，電源電路3與微控制器6的電源輸入端連接，并且為其他電路模塊提供工作電壓；采樣電路2的輸出端與信號(hào)調(diào)理單元5的輸入端電連接，采樣電路2的輸入端具有光電隔離模塊，可有限防止一次電路短路時(shí)大電流進(jìn)入電路模塊，防止電路模塊被擊穿或損壞，采樣電路2采集的電信號(hào)進(jìn)入到信號(hào)調(diào)理單元5，經(jīng)信號(hào)調(diào)理單元5調(diào)理后進(jìn)入到微控制器6 ;信號(hào)調(diào)理單元5包括信號(hào)放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，所述信號(hào)放大電路的輸入端與采樣電路2的信號(hào)輸出端連接，接收采樣電路2采集的電信號(hào)，信號(hào)放大電路的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒖刂破?能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)進(jìn)入到微控制器6中進(jìn)行運(yùn)算和處理；微控制器6采用高性能AVR單片機(jī)，保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行；控制輸出單元4是本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)控制柱上開關(guān)的重要一部分，其控制信號(hào)由微控制器6提供，控制輸出單元4包括多路繼電器控制電路，可以實(shí)現(xiàn)柱上開關(guān)的分合閘控制；無線通信單元7與微控制器6通過通信端口連接，通信端口采用RS232通信協(xié)議，無線通信單元7采用433M無線收發(fā)器。
[0026]433M無線收發(fā)器抗噪聲與抗衰減的性能較好，穿透性能強(qiáng)，成本低，能很好地適