路灯电缆防盗报警系统

路灯电缆防盗报警系统 路灯电缆防盗报警系统 国勇 （厦门商场美市政园林有限公司，福建 厦门 361022）

摘要：为了全天实时监测路灯电缆的状况，操作GSM无线汇集、单片机、多机通信等软硬件手艺，路灯电缆防盗系统获得普遍操作。基于低频率脉冲频率调制灯号记号检测法，对路灯电缆防盗报警系统的整体设计、工作事理、模块组成及浸染、软件系统等进行了全方面的介绍，并阐述了试点操作的下场。 关头词：路灯电缆；防盗报警；GSM汇集 电力设备无缺是路灯系统正常不变运行的前提前提，假定破损事务时有发生，不单会导致该区域路灯系统瘫痪，造成除夜量的经济损失踪踪，还给响应区域带来了相昔时夜的治安和交通隐患。对此，安装有用的路灯防盗报警装配以削减该区域破损事务的发生是很有需要的。路灯防盗报警系统的事理有以下几种：漏电流检测、电力载波检测、电路阻抗检测、电流脉冲检测和结尾直接检测。

可是，上述检测编制还存在以下短处错误：漏电流检测因为线路现实气象复杂多变，漏电流改变纪律不明，等闲发生误报，且存在必定的安然隐患；路灯线缆的负载改变除夜，电路的电容、电感除夜，电力载波的通信易受外部成分干扰，发生误报；线路阻抗和电流脉冲检测没法分说出是路灯线缆自己死障仍是路灯线缆被导致的负载电流改变；路灯系统白日停电、晚上才正常供电运行，结尾直接检测法没法分辩线缆是被仍是正常停电。对上述问题，连络我国路灯系统的特点研究了一种基于低频脉冲调制灯号记号的路灯电缆防盗报警系统。

1 路灯防盗报警系统工作事理 路灯系统在每个区域都存在一个路灯节制箱，经由过程节制箱节制几百米规模内的路灯。本文触及的路灯电缆防盗报警系统由安装在节制箱内的灯号记号发生器和若干个安装在路灯线路结尾的报警主机组成。晚上供电线路对路灯系统正常供电，报警主机可以经由过程检测线缆的结尾是不是有市电电压灯号记号来剖断路灯线缆是不是完全正常。白日供电线路未对路灯系统供电时，灯号记号发生器经由过程路灯线缆向线路结尾的报警主机发送特定的调制灯号记号，如图1所示。因为供电线路晚上未能正常供电时，灯号记号发生器经由过程路灯线缆向线路结尾的报警主机发送特定的调制灯号记号；在供电线路未对路灯系统供电的气象下，报警主机可以经由过程是不是领遭到经由线缆传输过来的调制灯号记号来剖断路灯线缆正常与否。这两种调制灯号记号频率低，抗外界干扰能力强，不会闪现因线路停电酿成的误报。当路灯线缆结尾的报警主机未检测到电压灯号记号且未收到这两类特定调制灯号记号时，便可剖断该路灯线缆已被破损，启动报警主机的通信模块，向电力公司发送报警信息。

2 路灯电缆防盗报警系统

2.1 灯号记号发生器组成 治理MCU、电源治理模块、复位监控模块、电池、脉冲灯号记号发生电路和失踪踪电检测模块一路组成了灯号记号发生器。

2.1.1 治理MCU和复位监控模块 治理MCU是由带内置Flash的单片机作为灯号记号发生器的主控芯片，它经由过程节制I/O引脚电平凹凸输出特定的脉冲调频灯号记号，和电源电池的切换治理和失踪踪电检测。复位监控模块首要应用硬件“看门狗”芯片保证治理MCU的正常靠得住运行，一旦闪现死机，复位监控模块将电源模块强迫复位系统，使它能从头正常工作，能保障灯号记号发生器持久靠得住地运行。

2.1.2 电池和电源治理模块 电源是不是正常靠得住运行是保障全数路灯线缆防盗报警系统持久不变工作的根底，电源的有用治理抉择了系统能否长时刻不变运行。为了保障系统持久不变地运行，向各模块不变靠得住的供电，系统采纳免呵护的12 V铅酸电池线性电源，其容量为2 Ah。因为路灯正常工作时，防盗报警系统可以经由过程交流接触器切换到市电给各模块供电，是以只有在白日供电线路未对路灯供电时，才须操作电池对系统供电，是以该系统可以持久不变操作。

2.1.3 脉冲灯号记号发生器和失踪踪电检测模块 电路的安然性很是首要，脉冲灯号记号发生器是脉冲发送电路，再毗连到路灯电缆上。当路灯供电时，毗连到路灯电缆上的继电器线圈得电，灯号记号发生器与路灯电缆自动断开；停电时，灯号记号发生器与路灯电缆毗连，治理MCU经由过程节制电源模块，延续向路灯线缆结尾发送特定的脉冲频率调制灯号记号。

2.2 报警主机 治理MCU、信息存储器、失踪踪电检测及灯号记号检测模块、电池、电源治理模块、复位监控模块和通信模块（GSM）组成了报警主机。报警主机首要有以下几点功能：准予存在多个治理员，每个治理员设置响应密码；可设置多个通灯号记号码，多可设置16个；可远程撤防、设防；GSM短动静可报警；可设置多条报警信息，多可达16条；假若有响应的密码权限，可远程设置相关参数进行读取和设置设备放置；可按时向治理者发送系统运行状况信息。

2.2.1 治理MCU和复位监控模块 治理MCU选用ARM7TDMI—S的高机能32位RISC微节制器，集成了在法度楷模和操作中可编程片内Flash存储器，搜罗64 kbit/s ROM和16 kbit/s RAM。它具有高达8 Mbit/s的主频和强除夜的措置能力，可以知足系统后续进级的需要。复位监控模块带有硬件“看门狗”电路可有用监控治理MCU的运行状况，保证报警主机持久正常靠得住地运行。

2.2.2 信息存储器 信息存储器采纳铁电存储器（FRAM）作为数据存储器，能够在失踪踪电气象下仍是保留设置的参数和设备运行时的数据。采纳铁电晶体手艺，写入速度快且具有没有穷次写入寿命，不等闲破损，而且能在很是低的电能需求下快速地存储，是以铁电存储器FRAM被普遍操作于智能卡、安然系统等。

2.2.3 电源治理模块和电池 因为白日供电线路不合错误路灯系统供电，报警主机须切换到蓄电池供电模式，是以电源和电池在全数路灯防盗报警系统中是相当首要的。蓄电池的充电量必需足够，才能使其在白日给报警主机供给足够的电量。电池一般操作镍氢电池，这类电池容量除夜、体积小，而且充放电治理流程简单靠得住。全数防盗报警装配操作的器件都是选用专门的低功耗器件，系统整机工作电流不除夜于60 mA，蓄电池布满后撑持系统满负荷延续工作29 h。

2.2.4 GSM通信模块 本设计选用新一代可编程无线通信TC35i模块。其机能靠得住、手艺成熟，带有GSM全套短信和数据功能。通信模块经由过程GSM，将汇集的数据传输到远方用户，一旦有路灯线缆破损事务发生，就可和时发送响应信息到响应人员并能响应治理员的远程节制呼吁。经由过程现有的GSM通信汇集可以有用削减路灯线缆防盗报警系统的呵护和组建成本。

2.2.5 灯号记号检测和失踪踪电检测模块 灯号记号检测是报警主机的焦点功能，灯号记号检测电路须在220 V市电下持久满负荷工作，能够顺应极端天色气象，在高温低温气象下不变靠得住的工作，而且在供电线路未对路灯系统供电时，能检测到12 V 脉冲频率调制灯号记号。失踪踪电检测和脉冲调制灯号记号检测2个检测模块并不应时进行，默许状况是脉冲调制灯号记号检测模式，经由过程半波整流电路调剂输入灯号记号，再经治理MCU剖断是那种脉冲调制灯号记号，能够削减灯号记号检测模块满负荷工作时刻，下降系统正常运行的功耗。当路灯线路上检测不到脉冲调制灯号记号时就会切换到失踪踪电检测模式，失踪踪电检测模块经由过程全波整流电路调剂电路检测线路上是不是存在市电电压。检测电路经由过程光耦将高压灯号记号隔离，增添路灯防盗报警系统的抗干扰性。检测传感器采纳8位ADC并进行过采样，保证检测数据的切确。

2.3 报警系统接入电力设备综合手艺防护平台 接警中心、GSM传输汇集和分中心3部门组成了电力步履法子综合手艺防护平台，而路灯电缆防盗报警系统接入防护平台得以运行。接警中心首要由监控处事器、Web发布处事器、数据库处事器、GSM短信接入处事器，和相关的后台治理软件和数据库组成。接警中心是电力公司统一治理和监控的平台。经由过程现场路灯电缆防盗报警设备的GSM通信模块双向通信，能够实时领受路灯电缆结尾监控设备汇集到的线路信息和装配运行状况、信息的分化措置、参数设置、处警呼吁的发布都获得精采的节制，从而能够使路灯线路24 h获得防护。

3 软件系统 系统软件部门由上位机软件和下位机软件2部门组成。上位机法度楷模采纳VB措辞编写，具有较强数据库访谒功能，而且平台移植性很好，可以很便当地放置在Windows、Linux等主流平台上；下位机法度楷模首要采纳C措辞编写，法度楷模履行效力高、可呵护性强。下位机法度楷模逻辑较为简单，是以本文首要阐释上位机法度楷模流程。

3.1 主机法度楷模 路灯电缆的工作状况显示、治理人员的信息呵护、后台电缆状况的自动入库，和对路灯线缆结尾下位机GSM通信模块进行轮询，这些使命都是由上位机来完成的。在人机界面上，主从机毗连挑唆、电缆工作状况显示、主从机通信内容、短信收发、数据库的呵护等都得以实现。后台数据库ACCESS首要使命有治理人员的信息呵护、电缆状况的自动记实、短动静自己治理和发布时刻治理。值得一提的是，指定的用户和防盗报警系统进行双向交互，撑持自动索取和被动领受两种领受模式。 自动索取模式是指定用户用手机向系统发送特定的短动静，待系统识别用户身份权限后，遵循短信指令挪用响应系统状况信息，并以短动静的形式发送给用户。被动领受的编制是操作人员可以设置多个短动静，并设置短动静的发送时刻点，等到该时刻闪现时，或系统检测到路灯电缆状况异常，系统会就以短动静的形式将路灯电缆实时状况信息发送给指定的用户。

3.2 多机通信 在该路灯防盗报警系统中，治理人员的远程PC机是上位主机，而处于路灯电缆结尾监测模块中的单片机是从机。所以系统会同时存在多个从机同时运行，那么主机与从机之间的多机通信识别机制就须解决。操作治理MCU对通信地址帧进行编码，每台从机都有一一对应的地址编码。当从机解析主机发送的地址帧不是该从机的地址，从机只领受主机发送的地址帧，不会对数据进行措置；当从机解析主机发送的地址帧是该从机的地址，从机可以与主机进行数据交流。

3.3 访谒GSM模块 在系统中，上位机对GSM的访谒很是首要，出格是无线通信模块（TC35），系统恰是经由过程通信模块才能实现与用户交互。上位机完成对下位机数据的解析后，节制GSM通信模块发送响应信息给响操作户。在GSM无线通谒过程中，借助AT指令完成对下位机 GSM模块的相关设置设备放置操作。具体过程以下。 通信握手。主机与GSM模块进行毗连，发送通信握手帧，若领遭到对应返回帧，则握手成功。 设置波特率。假定是初度通信，波特率应设置为9600，发送AT IPR = 9600的指令。若领遭到响应设置成功返回帧，设置9600成功；设定其他的波特率，筹谋ATW指令，领遭到响应设置成功返回帧，设置成功。 SMS模式设置。假定是初度通信，应设置为PDU模式，发送AT CMGF = 0指令，若收到响应返回帧，设置成功。 短信息的读取。收到信息后对发送号码身份进行识别。假定数据库中存在响操作户号码且具有响应权限，则读取短信运行响应AT CMGR = n指令，也就是读取编号n位置的路灯线缆状况数据。 SMS删除。假定信息状况是已读，且系统一完成当前轮回指令，则进行AT CMGD = n指令，也就是说，n位置的短动静需要删除。 SMS发送。经由遴选后，假定收到的信息须回覆，则可操作AT CMGS = 43的指令，这个过程可以轮回。

4 防盗报警系统的操作 某地作为电力步履法子防护手艺操作的示范单元，在一些荒僻的路段，路灯线路10 km，试点安装了30套路灯电缆防盗报警装配。当路灯线缆被破损时，报警主机经由过程灯号记号检测和失踪踪电检测模块实时发现线路异常，将闪现异常路灯线缆的信息发送给响应监控人员，便于相关人员实时响应措置。遵循操浸染户的不合需求，还可以将报警信息进行分类措置。把对应于停电路灯防盗报警装配的报警信息，仅发送给响应线路区域的抢修人员，使抢修人员能够实时措置所负责区域路灯线缆故障；当路灯线路被破损时，就直接将响应报警信息发送给捍卫人员和抢修人员，当收到信息时，能够抓捕并抢修线路。 路灯电缆报警装配在两个月内成功报警5次，陈述的线路状况切切当时，使抢修人员和捍卫人员能够实时达到现场，实时进行抢修并禁止事务的发生。因为有用地遏制了事务，安装了路灯防盗报警装配往后，该路段的路灯电缆装配再也没有发生过事务。

5 竣事语 针对今朝路灯电缆被盗事务频发的气象，提出了一种路灯电缆防盗报警系统。该系统经由过程线路结尾电压检测和脉冲调制灯号记号，能切确检测响应路灯电缆是不是完全运行正常。有用地解决了传统路灯线缆监测编制存在的没法全天候监测、误报率高、故障剖断不切确等错误谬误。同时，操作无线通信汇集，当路灯电缆被盗时，实时报警禁止窃贼的步履，能够较好地完成报警的使命，有着较为宽广宽除夜奔放的市场前景。

参考文献： ［1］ 宋婵. 基于GSM/GPRS的路灯电缆防盗报警系统设计［D］. 北京: 北京交通除夜学， 2008. ［2］ 张海斌. 基于STM32的路灯电缆防盗报警系统设计［D］. 浙江: 杭州电子科技除夜学， 2012. ［3］ 唐炜， 刘林飞， 陈均然， 张鹏， 宋磊. 新型路灯电缆防盗报警系统的设计［J］. 机械与电子， 2014， 2（1）: 84-85. ［4］ 赵彬. 智能路灯监控防盗系统设计［D］. 福建: 厦门除夜学，2009. （责任编纂：拜除夜亮） 中图分类号：TM561 文献标识表记标帜码：B 文章编号：1003-0867（2016）04-0040-03