[發明專利]變壓器防盜追蹤裝置

在審

• 申請號: 201210524148.6
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN102938180A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 文艷;王蒙;徐德;劉大偉
• 申請（專利權）人: 山東電力集團公司威海供電公司
• 主分類號: G08B13/02
• 分類號: G08B13/02
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 于濤

技術領域

本發明涉及防盜竊技術，具體地說是一種結構簡單、防盜效果好的變壓器防盜追蹤裝置。

背景技術

眾所周知，農網配電變壓器很容易發生防盜竊、破壞現象，現在解決變壓器盜竊、破壞的措施一是為變壓器蓋一小屋，讓變壓器置于小屋內，二是設置專人進行看護，這兩種方法的不足是增加了空蕩蕩農村的供電成本，給人們的生產、生活帶來很多不方便。

另外，GPS定位系統現在已廣泛應用于汽車導航、船舶定位等民用產品領域，GSM移動網絡是由多個基站組成蜂窩狀，實現全國大面積網絡覆蓋的，可以通過讀取基站的編號cell_id和小區的編號LAC來定位地理位置。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種GPS導航和GSM基站雙定位方式，對設定變壓器進行定位并實現追蹤，能有效防止變壓器被盜的裝置

本發明可以通過如下措施達到：

一種變壓器防盜追蹤裝置，包括GPS模塊、GSM模塊、單片機、報警檢測電路、電源電路、鋰電池和充電電路，其特征在于設有殼體，GPS模塊、GSM模塊、單片機、報警檢測電路、電源電路、鋰電池和充電電路都設置在殼體內，單片機具有兩個串行接口，一個串行接口經數據線與GPS模塊相連接，另一個串行接口經數據線與GSM相連接，報警檢測電路經數據線與單片機的中斷口相連接，電源電路經導線為單片機提供電源，它們的參數和工作過程可以通過接警中心利用短信進行設置和控制，包括設置監控中心號碼、裝置自檢時間設置、啟動、關閉跟蹤、變壓器狀態查詢等。

本發明所述的報警檢測電路由兩個振動開關和兩個滾珠位移開關組成，分別固定在電路板上，振動開關監測變壓器的敲擊振動，直立焊接在殼體內的電路板上；而滾珠開關是感應變壓器搬移時的角度變化，水平焊接在殼體內的電路板上。

本發明可以通過接警中心利用短信進行設置和控制，包括設置監控中心號碼、裝置自檢時間設置、啟動/關閉跟蹤、變壓器狀態查詢等，在變壓器靜止的情況下，對“振動”“傾斜”進行檢測；在變壓器移動時，將不再對“振動”“傾斜”進行檢測，具有設計新穎、安裝方便、實時監控、防盜效果好等優點，特別適用于農網配電中的變壓器使用。

附圖說明

圖1是本發明的一種結構框圖。

圖2是本發明中報警檢測電路的一種實施電路圖。

圖3是本發明中電源電路的一種實施電路圖。

圖4是本發明中充電電路的一種實施電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。

如圖所示，一種變壓器防盜追蹤裝置，包括GPS模塊1、GSM模塊2、單片機3、報警檢測電路4、電源電路5、鋰電池6和充電電路7，上述各組成部分的結構及它們之間的相互連接關系與現有技術相同，此不贅述，本發明的特征在于設有殼體，殼體可以ABS塑料外殼，其防水性能好，適用于野外安裝，也可以采用不銹鋼等金屬板制成，殼體內設有電路板定位裝置，殼體外可以設置與變壓器相連接的連接座、連接柄等，殼體外還可以設置報警器，報警器也可以設置在變壓器的其它部位，報警器經導線與本發明中的報警電路相連接，報警器采用高分貝聲音警示并伴有刺眼閃爍燈，起到震懾嚇阻，驅離盜賊的功能，報警器結構及它們之間的相互連接關系與現有技術相同，此不贅述，GPS模塊1采用TRIMBLE公司的copernicus系列模塊，為超薄，低耗，表面安裝GPS模塊。具有極小尺寸（2.54mm×19mm×19mm），超低功耗典型值93.9mW），高靈敏度：-152dBm;快速首次定位（冷啟動）：39秒靈活：支持有源或無源天線；GSM模塊2?采用SIM900A是緊湊型、高可靠性的無線模塊，具備GSM/GPRS?900/1800MHz功能，以小尺寸和低功耗實現語音、SMS、數據和傳真信息的高速傳輸。SIM900A能滿足M2M?幾乎所有應用要求，尤其是小巧、緊湊型的設計。其物理尺寸為：24mm?x?24mm?x?3mm；；GSM模塊2經GSM基站工作，GSM移動網絡是由多個基站組成蜂窩狀，實現大面積網絡覆蓋的。可以通過讀取基站的編號cell_id和小區的編號LAC來定位地理位置。具體算法就是首先獲取本機所處位置的LAI數據，然后建立一張查找表，表中用基站編號和小區編號對應一個地理位置。通過查表就可以知道自己的地理位置；短信編碼格式，短消息SMS有兩種方式來發送和接收SMS消息：文本模式或者PDU（protocol?div?unit）模式。文本模式只能發送普通的ASCII字符,而要發送圖片、鈴聲；其它編碼的字符（如中文）就必須采用PDU模式。PDU模式中以采用三種編碼方式來編碼要發送的內容：分別是?7-bit編碼、8-bit編碼、16-bit編碼。7-bit編碼用于發送普通的ASCII字符；8-bit編碼通常用于發送數據消息，比如圖片和鈴聲等；而16-bit編碼用于發送Unicode字符。在這三種編碼方式下,可以發送的最大字符數分別是?160、?140、?70。?若要發送中文必須采用PDU模式的Unicode編碼方式。在本裝置中，發送的為非中文的字符，故短消息采用PDU模式下的Bit7?的編碼方式；單片機3采用MSP430系列單片機是美國德州儀器（TI）1996年開始推向市場的一種16位超低功耗、具有精簡指令集的混合信號處理器。其中MSP430F149集成了較多的片上外圍資源，包含：12位A/D，精密模擬比較器，硬件乘法器，2組頻率可達8MHZ?的時鐘模塊，2個帶有大量捕獲/比較寄存器的16位定時器，看門狗，2個可實現異步、同步串行通信接口等，MSP430F149單片機具有超低的功耗，采用1.8-3.6V?電壓。因而可使其在1MHz?的時鐘條件下運行時，芯片的電流最低會在165μA左右，RAM?保持模式下的最低功耗只有0.1μA。尤其適用于電池長時間工作的系統設計。采用8M晶體作為工作時鐘；由于本裝置需要隱蔽安裝，利用拆卸引線纏繞變壓器的方案并不可取。從裝置本身的安全因素以及防盜檢測效果上考慮，決定不采用這種檢測方式，而是采用航空連接器內連線的方法，理由如下：1：引線纏繞變壓器可能造成爬電、放電、雷擊；2：引線與變壓器殼體易造成短路（裝置外殼與變壓器殼體連接的，但電路部分與外殼電器上不連接）；3：雖然裝置隱蔽安裝于變壓器主體的上部，但由于裝置必須需要接低壓側的一相兩線，用于取電、內部電池充電和斷電檢測。引入線必然會引起偷盜者的注意，當變壓器遇到震動等暴力拆卸時，產生震動報警，報警檢測電路4設置兩個振動開關11、12和兩個滾珠位移開關13、14，分別固定在電路板上。而不采用傳統的加速度傳感器的方案，簡化了電路設計，有提高了可靠性，其中振動開關監測變壓器的敲擊振動，直立焊接在裝置內的電路板上；而滾珠開關是感應變壓器搬移時的角度變化，水平焊接在裝置內的電路板上，本發明中電源電路5、鋰電池6和充電電路7構成電源電路，本發明外部電源取自配電變壓器的低壓側，經過整流穩壓電路后，提供給電池充電，后續電路（單片機，GPS,GSM等）的供電可以理解為由在線式的電池提供，考慮到裝置處于密閉殼體內，散熱是一個問題，所以穩壓部分采用了開關穩壓電路LM2596-5，它是美國國半生產的具有3A電流輸出的降壓型穩壓器件。優點在于轉換效率高達75-88%，本身具有完善的熱保護，輸出電路大，外圍元件少。最高輸入電壓達40V，工作溫度-40℃～+125℃，基本上避免了電源部分的發熱問題。3A電流輸出能力可以滿足鋰電池充電時所需要的0.5A的要求；本發明內備有后背電池，（采用3.7V/4AH鋰電池）外部失電時自動轉換為能提供48小時的供電支持。充電電路采用低成本高集成的鋰離子充電芯片CN3052，可進行恒流/恒壓充電的充電電路，具備完善的充電過程包括涓流，恒流（CC）和恒壓（CV）充電模式；單片機3具有兩個串行接口，一個串行接口經數據線與GPS模塊1相連接，另一個串行接口經數據線與GSM模塊2相連接，報警檢測電路4經數據線與單片機3的中斷口相連接，電源電路5經導線為單片機提供電源，本發明采用美國進口微處理器控制技術，結合GSM手機網的優勢對電網供電線路斷電、變壓器被盜、被破壞、被搬移和運輸。可隱秘安裝于配電變壓器本體上的監測和追蹤裝置，利用GSM移動網絡實現現場追蹤裝置與遠端監控中心的互聯，組成一個配電變壓器防盜追蹤監控系統。當人員靠近被監護配變時，警告裝置進行高分貝聲音警示并伴有刺眼閃爍燈，起到震懾嚇阻，驅離盜賊的功能。當配電變壓器被強行拆卸并運至藏匿窩點時，監測和追蹤裝置本身內含防盜檢測功能，追蹤監控系統實時可監控和記錄被盜配電變壓器的運輸軌跡，具有設計新穎、安裝方便、實時監控、防盜效果好等優點，特別適用于農網配電中的變壓器使用。