專利名稱：輸電線路生物防盜傳感器的制作方法
技術領域：
本發明屬于傳感設備制造技術領域，涉及一種傳感器，特別涉及一種輸電線路生物防盜 傳感器。
背景技術：
在電力輸電系統中，尤其是在邊遠山區，架空輸電線路鐵塔拉線和輸電導線被盜現象屢 屢發生，給輸電電網的安全和可靠運行帶來了極大的隱患，同時因盜竊引發的電網停電事故 ，造成了重大的經濟損失。因此，設計一種能在輸電線路鐵塔拉線被盜時及時報警，并通知 相關人員的防盜監測系統，具有十分重要的意義，而該防盜監測系統中，用于監測入侵者的 傳感器至關重要，它直接影響到防盜監測系統的準確性和可靠性。
發明內容
本發明的目的是提供一種輸電線路生物防盜傳感器，用于架空輸電線路的防盜監測系統 ，能在輸電線路鐵塔拉線被盜時及時感應，提高防盜監測系統的準確性和可靠性。
本發明所采用的技術方案是，輸電線路生物防盜傳感器，包括依次相連接的感應導線、 可控振蕩信號產生電路和單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路，可控振蕩信號產生電路 和單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路分別與供電電源相連接。
本發明的特點還在于，
感應導線采用普通導線。
可控振蕩信號產生電路包括串聯的電阻R2和電容C2，電容C2分別與電感L的一端和電容 C3相連接，電容C3依次與電阻R3和有源器件串聯，有源器件的輸出端與電感L的另一端相連 接，電阻R2與感應導線相連接。
有源器件采用CD4069，由串聯的前后兩級反相器組成，前級反相器與電阻R1并聯。 單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路包括相互連接的單片機和靈敏度設置電路，單 片機的Ps.4接口與可控振蕩信號產生電路相連接，靈敏度設置電路的結構包括串聯的電阻 Ri和開關"與串聯的電阻R2和開關K2構成并聯電路，開關"與開關K2分別接地，電阻&和電 阻R2分別與+5V電壓和單片機的引腳40相連接，電阻&與開關Id之間的旁路與單片機的P^接
口相連接，電阻R2與開關K2之間的旁路與單片機的Pl. 2接口相連接。 單片機采用STC89C51系列單片機。
供電電源包括依次相連接的太陽能電池、充放電保護器和穩壓器，充放電保護器與鋰電池相連接。
穩壓器采用DC/DC轉換電路MAX639 。 本發明傳感器具有如下特點
1) 非接觸式傳感，不容易被盜竊者發現，且傳感導線上不帶電，安全可靠。
2) 無方向性，不受噪聲影響，抗干擾能力極強，使報警器準確率高。
3) 監測范圍寬(取決于導線所在范圍)，適于鐵塔等大范圍現場或環境的防盜報警器
4) 根據傳感器原理，當生物體靠近、觸摸、甚至破壞剪斷時均可產生報警信號，報警 可靠性高。
5) 可適應高溫、低溫、陽光照射、灰塵、霧和強烈震動，不受自然遮擋限制及天氣變 化的影響。
圖l是本發明防盜傳感器一種實施例的結構示意圖； 圖2是本發明防盜傳感器中可控振蕩信號產生電路的結構示意圖； 圖3是本發明防盜傳感器中單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路的結構示意圖； 圖4是本發明防盜傳感器中供電電源的結構示意圖。
圖中，l.感應導線，2.可控振蕩信號產生電路，3.單片機檢測、信號處理及靈敏度設 置電路，4.供電電源，5.有源器件，6.生物體等效電路。
其中，3-l.單片機，3-2.靈敏度設置電路，4-l.太陽能電池，4-2.充放電保護器，4-3. 穩壓器，4-4.鋰電池。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明。
本發明防盜傳感器一種實施例的結構，如圖1所示，包括依次相連接的感應導線l、可控 振蕩信號產生電路2和單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路3，可控振蕩信號產生電路2 和單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路3分別與供電電源5相連接。 感應導線l采用單根普通導線，無方向性，全方位防護，防護范圍大。 本發明防盜傳感器中可控振蕩信號產生電路2的結構，如圖2所示，包括串聯的電阻R2和 電容C2，電容C2分別與電感L的一端和電容C3相連接，電容C3依次與電阻R3和有源器件5串聯 ，有源器件5的輸出端與電感L的另一端相連接，有源器件5采用CD4069，由串聯的前后兩級 反相器組成，前級反相器與電阻R1并聯。電阻R2與感應導線1相連接。可控振蕩信號產生電路2是由R、 L、 C諧振電路和CD4069有源器件5構成的振蕩器，輸入 接傳感導線l。正常情況下，該振蕩器輸出幅度穩定、頻率約為33KHz的方波信號，并將該信 號輸入單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路3。當生物體靠近感應導線l移動時，生物體 可視為生物體等效電路6，并視為在感應導線1與生物體之間引入了一個微小的分布電容C1， 該電容隨著生物體與感應導線l之間距離的縮短而增大，電容C1與生物體串聯成為R、 L、 C振 蕩回路的一部分，引起可控振蕩信號產生電路2輸出信號頻率的變化，當生物體靠近感應導 線1時，電容C1增大，可控振蕩信號產生電路2輸出信號的頻率降低，生物體與感應導線l之 間的距離約為10-30cm時，可控振蕩信號產生電路2輸出信號的頻率降低約100Hz 20Hz。可 控振蕩信號產生電路2能滿足輸出信號幅度及振蕩頻率高度穩定的要求，當生物體靠近感應 導線1時，輸出信號頻率改變靈敏，且當輸出信號頻率改變時，輸出信號的幅度不變，有利 于單片機的準確檢測和判別。
本發明防盜傳感器中單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路3的結構，如圖3所示，包 括相連接的單片機3-l和靈敏度設置電路3-2，單片機3-l的P3.4接口與可控振蕩信號產生電路 2相連接。靈敏度設置電路3-2的結構包括串聯的電阻&和開關Id與串聯的電阻R2和開關K2 構成并聯電路，開關"與開關K2分別接地，電阻I^和電阻R2分別與+5V電壓和單片機3-1的引 腳40相連接；電阻Rl與開關"之間的旁路與單片機3-l的PL d妾口相連接，電阻R2與開關K2之 間的旁路與單片機3-l的Pi. 2接口相連接。
單片機3-l采用宏晶的STC89C51系列單片機。
單片機檢測、處理靈及靈敏度設置電路3，由STC89C51系列單片機及外圍電路組成，主 要用于可控振蕩信號產生電路2輸出信號的檢測、處理及靈敏度的設置，并產生報警信號等 。單片機3-l通過P3.4口 (定時器TO口)檢測可控振蕩信號產生電路2送來的信號，若該信號 的頻率在一定的時間內保持不變，單片機3-l的報警輸出處于等待狀態；若單片機3-l檢測到 輸入信號的頻率降低并超過設定的門限值時，單片機3-l通過PL0口輸出報警信號。
由單片機3-l的接口 Pi.i和接口Pi.2及靈敏度設置電路3-2中的電阻&、電阻R2、開關Id
和開關K2實現本防盜傳感器的靈敏度設置；通過開關Id和開關K2組合，可將本防盜傳感器的
靈敏度由低到高設為四個等級。通過按鍵設置對生物體入侵時產生報警的靈敏度。
本發明防盜傳感器中供電電源4的結構，如圖4所示，包括依次相連接的太陽能電池4-l 、充放電保護器4-2和穩壓器4-3，充放電保護器4-2與鋰電池4-4相連接。穩壓器4-3采用 DC/DC轉換電路MAX639。
供電電源4為可控振蕩信號產生電路2和單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路3提供穩定可靠的+5V直流電源。由于本防盜傳感器通常安裝在野外，且要求不間斷供電，因此， 采用太陽能電池4-1及可充電的鋰電池4-4實現不間斷的電源供電。考慮到功耗問題，采用穩 壓器4-3實現穩壓供電。供電電源4適合于野外條件(如輸電線路、高壓桿塔)下安裝的本傳 感器。
本發明防盜傳感器的工作過程
將本防盜傳感器安裝于輸電線路容易遭竊的部位，在正常情況下，即被監測現場無生物 體靠近時，可控振蕩信號產生電路2輸出信號的頻率不變，本防盜傳感器處于接受監測狀態 。當生物體接近感應導線l (無論生物體在感應導線l的始端還是末端)時，生物體相當于在 感應導線1附近產生了一個生物體等效電路6，同時視為在感應導線l上串聯了一個電容，導 致感應導線l與生物體之間的分布電容改變，使可控振蕩信號產生電路2的參數發生變化，輸 出信號的頻率降低，并將該信號輸入單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路3，單片機檢 測、信號處理及靈敏度設置電路3檢測到輸入信號的頻率超過設定的門限值時，便可產生準 確、可靠的報警信號。同時可直接控制聲、光報警，或將信息遠傳。
本防盜傳感器用于架空輸電線路的防盜監測系統，能在輸電線路鐵塔拉線被盜時及時感 應，提高防盜監測系統的準確性和可靠性。
權利要求
1.輸電線路生物防盜傳感器，其特征在于，該防盜傳感器包括依次相連接的感應導線(1)、可控振蕩信號產生電路(2)和單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路(3)，可控振蕩信號產生電路(2)和單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路(3)分別與供電電源(5)相連接。
2.按照權利要求l所述的防盜傳感器，其特征在于，所述的感應導線 (1)采用普通導線。
3.按照權利要求l所述的防盜傳感器，其特征在于，所述的可控振 蕩信號產生電路(2)包括串聯的電阻R2和電容C2，電容C2分別與電感L的一端和電容C3相連 接，電容C3依次與電阻R3和有源器件(5)串聯，有源器件(5)的輸出端與電感L的另一端 相連接，電阻R2與感應導線(1)相連接。
4.按照權利要求3所述的防盜傳感器，其特征在于，所述的有源器件 (5)采用CD4069，由串聯的前后兩級反相器組成，前級反相器與電阻R1并聯。
5.按照權利要求l所述的防盜傳感器，其特征在于，所述的單片機檢 測、信號處理及靈敏度設置電路(3)包括相互連接的單片機(3-1)和靈敏度設置電路( 3-2)，單片機(3-1)的P3.4接口與可控振蕩信號產生電路(2)相連接，所述靈敏度設置電 路(3-2)的結構包括串聯的電阻R1和開關K1與串聯的電阻R2和開關K2構成并聯電路，開 關K1與開關K2分別接地，電阻R1和電阻R2分別與+5V電壓和單片機(3-1)的引腳40相連接， 電阻R1與開關K1之間的旁路與單片機(3-1)的P1.1接口相連接，電阻R2與開關K2之間的旁路 與單片機(3-1)的P1.2接口相連接。
6.按照權利要求5所述的防盜傳感器，其特征在于，所述的單片機( 3-1)采用STC89C51系列單片機。
7.按照權利要求l所述的防盜傳感器，其特征在于，所述的供電電源 (5)包括依次相連接的太陽能電池(4-1)、充放電保護器(4-2)和穩壓器(4-3)，充放 電保護器(4-2)與鋰電池(4-4)相連接。
8.按照權利要求7所述的防盜傳感器，其特征在于，所述的穩壓器( 4-3)采用DC/DC轉換電路MAX639。
全文摘要
輸電線路生物防盜傳感器，包括依次相連接的感應導線、可控振蕩信號產生電路和單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路，可控振蕩信號產生電路和單片機檢測、信號處理及靈敏度設置電路分別與供電電源相連接。本發明防盜傳感器用于架空輸電線路的防盜監測系統，能在輸電線路鐵塔拉線被盜時及時感應，提高防盜監測系統的準確性和可靠性。
文檔編號G08B13/26GK101593396SQ20091030380
公開日2009年12月2日 申請日期2009年6月29日 優先權日2009年6月29日
發明者程榮貴, 黃新波 申請人:西安工程大學