基于fsk和ask通信的智能化柱上開關控制系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及配電網設備控制領域，尤其是涉及一種基于FSK和ASK通信的智能化柱上開關控制系統及方法。
【背景技術】
[0002]隨著城市建設、農網建設的發展智能配電終端廣泛應用于配電網中柱上開關、環網柜、開關柜、配電變壓器、箱式變、電纜分接箱等一次設備的監控，這些設備的的接入性、安全性、操作方便等特點在智能電網的建設中起著重要作用，新的無線通信技術、移動PDA也得到了廣泛應用。配電網作為智能電網的一部分，要實施智能化監控管理是其重要的內容，在戶外柱上開關的日常運行與維護中，還存在著某些不足如登桿操作強度大、操作方式較繁瑣、整定設置不直觀、故障追溯分析困難、遠程通信功能缺乏等。
[0003]申請號:201510124202.1，名稱為:一種柱上開關智能控制器及智能控制方法的發明專利，公開了一種柱上開關智能控制器，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、開關本體狀態判斷模塊、開關本體控制模塊、人機界面模塊、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的電流或電壓信息，并送入處理器核心電路模塊；開關本體狀態判斷模塊讀取控制器的內部開關量和外部開關量；開關本體控制模塊根據處理器核心電路模塊發出的控制指令控制與之連接的開關本體的動作；電源模塊為處理器核心電路模塊供電。該發明具有較高的通用性，能夠滿足不同的開關本體、不同的控制功能，進行遠程操作時較為簡便，但是不適用于需要現場檢修和維護設備的場合，在桿下操作時不夠簡便。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種基于FSK和ASK通信的智能化柱上開關控制系統及方法，解決了現有技術不適用于需要現場檢修和維護設備的場合以及在桿下操作時不夠簡便的問題。
[0005]為達到上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0006]一種基于FSK和ASK通信的智能化柱上開關控制系統，包括殼體，所述殼體內設置有電源電路、采樣電路、微控制器、信號調理單元、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調理單元的輸入端連接，所述信號調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無線收發器；所述控制輸出單元通過繼電器電路的動作控制柱上開關。
[0007]優選的，所述信號調理單元包括信號放大電路和A/D轉換電路，所述信號放大電路的輸入端與所述采樣電路的信號輸出端連接，所述信號放大電路的輸出端與所述A/D轉換電路的輸入端連接，所述A/D轉換電路的輸出端與微控制器的輸入端連接。
[0008]優選的，所述信號調理單元包括信號放大電路，所述信號放大電路的輸入端與所述采樣電路的信號輸出端連接，所述信號放大電路的輸出端與微控制器的輸入端連接。
[0009]優選的，所述微控制器采用單片機或ARM芯片。
[0010]優選的，所述電源電路包括穩壓電路，所述穩壓電路中的穩壓器采用7805電源穩壓芯片。
[0011]—種基于FSK和ASK通信的智能化柱上開關控制方法，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，并將采集到的信號調理后送入微控制器；
[0013]步驟二，微控制器將處理后的信號經無線通信單元發送給上位機；
[0014]步驟三，判斷是否發生故障，若發生故障，則由上位機發出控制指令，微控制器接收到上位機發送的控制指令后，將控制指令發送給控制輸出單元，由控制輸出單元通過繼電器電路的動作控制柱上開關進行相應的分合閘操作；則未發生故障，則返回步驟一。
[0015]本發明的有益效果是:
[0016]1、本發明的采樣電路將傳感器采集的電流信號轉換成電壓信號，然后經過信號調理單元進行處理，可以將電信號進行放大隔離和保護，大大提高了采樣信號的穩定性和準確性，提高了本發明的抗干擾能力。
[0017]2、本發明的無線通信單元采用433M無線收發器，抗噪聲與抗衰減的性能較好，穿透性能強，成本低，能很好地適用于中低速數據傳輸場合。基于FSK和ASK技術的433M無線通信技術不僅功耗較低，而且通信距離遠，抗干擾能力好，在柱上開關現場通信方面具有特有的優勢。
[0018]3、本發明的電源電路具有穩壓電路，穩壓芯片采用7805電源穩壓芯片，保證了微控制器和其他電路模塊的電壓穩定。
[0019]4、本發明的微控制器采用ARM芯片，ARM芯片功耗低而且具有操作系統，功能更加強大，而且可以很方便的實現與其他模塊的兼容和整合。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明一種基于FSK和ASK通信的智能化柱上開關控制系統的硬件結構示意圖。
[0021]圖2為電源電路中穩壓電路的電路原理圖。
[0022]圖3為本發明一種基于FSK和ASK通信的智能化柱上開關控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。
[0024]實施例1:
[0025]如圖1所示，本發明包括殼體1，殼體1內部設置有電源電路3、采樣電路2、微控制器6、信號調理單元5、控制輸出單元4和無線通信單元7。電源電路3的電源由外部開關電源供電，電源電路3中具有穩壓電路，穩壓電路的電路原理圖如圖2所示，穩壓芯片采用7805電源穩壓芯片，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的輸出端與信號調理單元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大電流進入電路模塊，防止電路模塊被擊穿或損壞，采樣電路2采集的電信號進入到信號調理單元5，經信號調理單元5調理后進入到微控制器6 ;信號調理單元5包括信號放大電路和A/D轉換電路，所述信號放大電路的輸入端與采樣電路2的信號輸出端連接，接收采樣電路2采集的電信號，信號放大電路的輸出端與A/D轉換電路的輸入端連接，A/D轉換電路將模擬信號轉變為微控制器6能夠識別的數字信號，數字信號進入到微控制器6中進行運算和處理；微控制器6采用高性能AVR單片機，保證系統高效穩定運行；控制輸出單元4是本發明能夠實現控制柱上開關的重要一部分，其控制信號由微控制器6提供，控制輸出單元4包括多路繼電器控制電路，可以實現柱上開關的分合閘控制；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通信協議，無線通信單元7采用433M無線收發器。
[0026]433M無線收發器抗噪聲與抗衰減的性能較好，穿透性能強，成本低，能很好地適