智能接地棒系统.pdf

本发明是智能接地棒系统。分发送机和接收机，其中发送机部分：2PIN电池接口的12V电压接继电器电路、GSM数传模块、电平转换电路、R/C震荡电路，R/C震荡电路接电压比较电路，单片机晶震电路接单片机，单片机接单片机工作状态指示灯，单片机复位电路接单片机，单片机的输入/出端接GSM数传模块、8PIN接口的输入/出端，继电器电路接GSM数传模块，GSM数传模块电源接继电器的电源端，IC卡存储芯片电路的数据端接单片机的数据端；接收机部分中的发送机和监控计算机PC间是通过RS232接口相接。优点：由单片机控制GSM数传模块进行接地信号的收发。具有自动检测监控信息直观明了、体积小操作维护简单等功能。

1、  智能接地棒系统，其特征是包括发送机和接收机二部分，其中发送机部分：
2PIN电池接口(6)的12V电压输出端接继电器电路(11)、GSM数传模块(13)的电源输入端，2PIN电池接口(6)的电压输出端接电平转换电路(9)的输入端，电平转换电路(9)中的电平转换器(V₁、V₂)直流电压输出端接单片机(1)、电压比较电路(8)的直流电压输入端，2PIN电池接口(6)的电压输出端接R/C震荡电路(10)的电压输入端，R/C震荡电路(10)的输出端接电压比较电路(8)的输入端，单片机晶震电路(7)的输出端接单片机(1)的输入端，单片机(1)的输出端接单片机工作状态指示灯(3)的输入端，单片机复位电路(2)的输出端接单片机(1)的输入端，单片机(1)的输入/出端(2^#、3^#、10^#)与GSM数传模块(13)的输出/入端对应相接，继电器电路(11)的输出端接GSM数传模块(13)的输入端，单片机(1)的输出/入端(12^#、13^#、14^#)通过单片机驱动与保护电路(4)与8PIN接口(5)的输入/出端(1^#、2^#、3^#)对应相接，2PIN GSM数传模块电源接口(12)的一端接继电器的输出端，IC卡存储芯片电路(14)的数据输入/出端接单片机(1)的数据输出/入端(P1.6、P1.7)；接收机部分：由发送机和监控计算机(PC)组成，其中发送机中的单片机(1)的出/入端通过RS232接口线与监控计算机(PC)的输入/出端相接，GSM数传模块(13)的接地信号出接单片机(1)的接地信号输入端。

智能接地棒系统
技术领域
本发明涉及的是采用单片机控制GSM数传模块进行接地数据远程发送和接收的智能接地棒系统。属于电力线路、设施的接地测量监控技术领域。
背景技术
目前国内的电力工业中，对电力线路、设施的施工接地测量监控，还普遍采用人工的接地测试监控方式。这加重了施工人员的工作强度，而且监控测量的可靠性和安全性也不高得不到必要的保证对施工人员和设备带来极大的不安全因素。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种通过将接地信号采集进单片机，然后再通过单片机串口对数传模块GSM进行控制来进行接地数据的远程收发的智能接地棒监控系统。本发明的技术解决方案：其特征是包括发送机和接收机二部分，其中发送机部分：2PIN电池接口的12V电压输出端接继电器电路、GSM数传模块的电源输入端，2PIN电池接口的电压输出端接电平转换电路的输入端，电平转换电路中的电平转换器直流电压输出端接单片机、电压比较电路的直流电压输入端，2PIN电池接口的电压输出端接R/C震荡电路的电压输入端，R/C震荡电路的输出端接电压比较电路(8)的输入端，单片机晶震电路的输出端接单片机的输入端，单片机的输出端接单片机工作状态指示灯的输入端，单片机复位电路的输出端接单片机的输入端，单片机的输入/出端与GSM数传模块的输出/入端对应相接，继电器电路的输出端接GSM数传模块的输入端，单片机的输出/入端通过单片机驱动与保护电路与8PIN接口的输入/出端对应相接，2PIN GSM数传模块电源接口的一端接继电器的输出端，IC卡存储芯片电路的数据输入/出端接单片机的数据输出/入端；接收机部分：由发送机和监控计算机PC组成，其中发送机中的单片机的输出/入端通过RS232接口线与监控计算机PC的输入/出端相接，GSM数传模块的接地信号输出端接单片机的接地信号输入端。本发明的优点：由单片机来控制GSM无线数传模块来进行接地信号的收发。具有自动检测接地信号与处理和收发信号的功能。具有主机端监控的功能。对接地数据，以及施工人员，负责人员信息一目了然。体积小，监控信息直观明了，操作维护简单，有一定的应用前景和经济与社会效益。
附图说明
附图1是本发明的方块结构示意图；其中图1-a、图1-a分别接收机、发送机的结构示意图。附图2为本发明的电路原理图；
图中的1是单片机(用于发送机中的型号89C2051、用于接收机中的型号为89C52))；2是单片机复位电路；3是单片机工作状态指示灯；4是单片机驱动与保护电路；5是8PIN数据与电源接口；6是2PIN电池接口；7是单片机晶震电路；8是电压比较电路；9是电平转换电路；10是R/C震荡电路；11是继电器电路；12是2PIN GSM数传模块电源接口、13是GSM数传模块(型号G100)，14是IC卡存储芯片电路(型号AT88SC102)、GB2、GB3是晶体三极管(型号9012)、L₁、L₂、L₃是发光二极管，U1A、U1B是比较器(型号LM339)。转换器V1(型号LM7809)、转换器V2(型号LM7805)，GND是线接口，D1-D6、D10是二极管(型号1N4004)。
所述的单片机1负责系统的运算和控制，单片机高电平复位电路2，负责对单片机进行周期复位。工作状态指示灯3，当系统启动时发光二极管L2，RED灯闪烁，大概40s系统启动完毕，L2熄灭。发光二极管L1，GREEN灯变亮表示系统进入正常工作状态。当系统工作中处于异常工作状态发光二极L2 RED灯闪烁。8PIN数据与电源接口5为8PIN的数据线，电源线，GND线接口，负责与外部接地信号线路、电源线路、GND相连接。当此接口与外部专用接口相连时，系统电源启开始启动。2PIN接口6，负责连接电池电源线和地线。单片机晶震电路7为单片机提供工作的时钟周期。电压比较器8负责对电池电压的时时比较，当电压低于9V时模块中的L3 RED灯就会发亮，表示系统电池电量不足，需充电了。电平转换电路9，它是利用7809先将12V电压转变成9V电压，在利用7805转换成5V电压，为单片机系统以及电压比较电路，驱动电路供电。RC缓冲电路10中的R为限流电阻。继电器电路11，负责给GSM数传模块13上电。2PIN GSM数传模块电源接口12为GSM数传模块13的电源接口。GSM数传模块13，它通过串口与单片机1相连，受单片机的控制，通过移动通信网络，发送或接收接地信号。IC存储卡芯片电路14负责被写入分配的任务信息。
具体实施方式
对照附图，其结构包括接收机和发送机二部分，其中发送机部分：
2PIN电池接口6连接12V工作电压，2PIN电池接口6的12V电压输出端接继电器电路11、GSM模块13的电源输入端，2PIN电池接口6的电压输出端接电平转换电路9的输入端，经电平转换电路9中的电平转换器V₁、V₂转换成直流电压5V输出给单片机1、电压比较电路8作为工作电压、提供基准电压，2PIN电池接口6的电压输出端接R/C震荡电路10的输入端，R/C震荡电路10的输出端接电压比较电路8的输入端，电压比较电路8的基准电压与电压5V进行电压比较，单片机晶震电路7地输出端接单片机1的输入端，提供工作晶振频率，单片机1的输出端接单片机工作状态指示灯3的输入端，通过单片机工作状态指示灯3中的发光二极管进行指示，单片机复位电路2的输出端接单片机1的输入端，进行高电压复位，单片机1的输入/出端2^#、3^#、10^#接GSM数传模块13的输出/入端，继电器电路11的输出端接GSM数传模块13的输入端，单片机1的输出/入端12^#、13^#、14^#通过单片机驱动与保护电路4与8PIN接口5的输入/出端1^#、2^#、3^#对应相接，2PIN GSM数传模块电源接口12，其一端接继电器的输出脚，另一端接地。IC卡存储芯片电路14的六个端脚，其中两个端脚接+5V电源和地，IC卡存储芯片电路14中的CLK、RST端脚是接脉冲信号、复位端脚。IC卡存储芯片电路14的余下的两端脚为数据输入/出端脚，分别接单片机1中的P1.6和P1.7端脚；接收机部分：接收机部分：由发送机和监控计算机PC组成，其中发送机和监控计算机PC间是通过RS232接口相接，GSM数传模块13的输出端接单片机1的接地信号输入端，单片机1的输出/入端通过RS232接口线与监控计算机PC的输入/出端相接。工作过程是由2PIN接口6连接12V的DC电源给整个系统提供工作电压，12V工作电压进入系统后先由电平转换电路9将电压转变为5V，给单片机1供电。同时12V电压经过继电器电路11后给GSM数传模块13上电。当整个系统启动完成以后，接地信号就会从8PIN接口5的1^#，2^#，3^#脚传入单片机1，单片机1接收到接地数据后就会数据进行运算处理，然后通过串行口送到GSM数传模块13中发送出去。远程接收端，通过GSM数传模块13接收到接地信号后，送入单片机1处理，然后通过RS232接口线送入监控计算机PC处理，对接地信息直观监测。
测定步骤：
整个系统用单片机1控制，接收接地数据，经过单片机1处理，送入GSM数据传输模块发送出去，远程接收端利用系统主机接收信息，然后显示在服务端监控程序上显示接地的状态信息。
智能接地棒系统主要由短消息服务中心的处理能力和无线信令信道的承载能力决定。短消息服务中心的忙时处理能力一般在每秒120条信息以上，容量支持150万用户以上。
该系统经过半年6个月(2004.5-2004.10)的使用及发送成功率实时性实验，其中每天定时发送6次，半年发送成功率在98％以上。
信息发送，接收，处理及存储耗时小于1s(95％以上的概率)。性能分析，实验结果及实际使用效果令人满意，符合设计要求，满足使用的需要。
用GSM短信息的方式构建网络化智能接地棒系统是可行的，经济的，方便的和安全的。