專利名稱：一種架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程控制設(shè)備，具體是指一種用于對架空輸電線路進(jìn)行振動除冰的遠(yuǎn)程遙控接收裝置。
背景技術(shù)：
電能是當(dāng)今社會發(fā)展、人類生活必不可少的資源，電能幾乎已經(jīng)成為了人們每時每刻都必須使用的能源，很難想像如果沒有了電當(dāng)今社會將會發(fā)生什么樣的變化。電能輸送的可靠和安全，則直接影響到人們工作和生活的便捷、安逸和舒適等。由于氣候的季節(jié)性交替，電網(wǎng)的安全性和可靠性成為了電能輸送的至關(guān)重要的保障。我國幅員遼闊、氣候多變，在輸電線路的維護方面是一大挑戰(zhàn)，尤其當(dāng)冰雪天氣出現(xiàn)時，輸電線路的結(jié)冰極易導(dǎo)致線路故障，甚至破壞輸電線路，如線路斷線，電線桿、高壓線塔倒塌等。多年以來，尤其是2008年，冰雪天氣一直對我國的輸電線路產(chǎn)生著嚴(yán)重的威脅。目前，針對輸電線路結(jié)冰情況的除冰設(shè)備已有不少，如CN 101527440A、CN 101588041A和CN 201656397U的專利，但這些除冰設(shè)備都需要在除冰的過程中進(jìn)行人工干預(yù)，除冰人員難免要進(jìn)行經(jīng)常性的高空作業(yè)，這就造成了對除冰人員人身安全的威脅。在眾多除冰設(shè)備中，有一種爆破振動除冰裝置，該種裝置利用爆破技術(shù)進(jìn)行除冰， 效果較好，但也同樣面臨著上述問題，另外因為采用爆破技術(shù)，使得工作人員又附加了因為爆破可能發(fā)生意外的危險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種接收遠(yuǎn)距離遙控信號并根據(jù)該信號對爆破振動除冰裝置進(jìn)行控制的一種裝置，以使得在除冰過程中保證作業(yè)人員的人身安全。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置，包括用于對各個模塊供電的電源模塊，還包括彼此電連接的無線信號接收模塊、信息處理模塊和機械震動除冰裝置；所述無線信號接收模塊用于接收除冰指令信號并傳送給所述信息處理模塊；所述信息處理模塊用于從所述無線信號接收模塊接收除冰指令信號，并根據(jù)所述除冰指令信號產(chǎn)生擊發(fā)信號，以控制與其電連接的機械震動除冰裝置的工作。本發(fā)明的有益效果是實現(xiàn)了對遠(yuǎn)程發(fā)送來的除冰指令信號的接收，并根據(jù)除冰指令信號對機械震動除冰裝置進(jìn)行控制，除冰作業(yè)人員僅需要遠(yuǎn)程進(jìn)行遙控就可以實現(xiàn)除冰作業(yè)工作，保證了除冰作業(yè)人員的人身安全。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述無線信號接收模塊通過SPI接口電路與所述信息處理模塊連接。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，采用SPI總線接口可以簡化電路設(shè)計，節(jié)省設(shè)備資源。進(jìn)一步，所述信息處理模塊包括MCU，所述MCU分別與所述無線信號接收模塊和機械震動除冰裝置電連接；所述MCU用于接收除冰指令信號，并根據(jù)所述除冰指令信號向所述機械震動除冰裝置發(fā)送擊發(fā)信號。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，實現(xiàn)了根據(jù)除冰指令信號的內(nèi)容對機械震動除冰裝置的擊發(fā)控制。進(jìn)一步，所述MCU為STT89LE52-40I型單片機。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，通過編程控制，可以有效分析傳輸?shù)目刂浦噶?，從而保證最終控制目標(biāo)的達(dá)成。進(jìn)一步，所述無線信號接收模塊為射頻接收模塊，所述射頻接收模塊用于接收射頻形式的除冰指令信號。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，實現(xiàn)了對射頻方式的除冰指令信號的接收， 除冰指令信號的傳輸距離遠(yuǎn)并且信號穩(wěn)定，進(jìn)一步確保了除冰作業(yè)人員的安全。進(jìn)一步，所述射頻接收模塊的通信頻率為433MHz。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，不易與其他通信頻率相沖突，抗干擾。進(jìn)一步，所述射頻接收模塊包括I1RF905芯片和射頻天線；所述nRF905芯片通過所述射頻天線接收射頻形式的除冰指令信號，并將其發(fā)送給所述信息處理模塊。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，采用I1RF905芯片可實現(xiàn)單片傳輸，大大簡化了電路，減少了元器件的使用，不僅有效提高電路的工作可靠性，而且縮小了體積，使安裝應(yīng)用更加方便；nRF905芯片功耗低，工作時電流為12. 5mA，待機狀態(tài)消耗電流僅為100 μ A ； nRF905芯片能夠?qū)崿F(xiàn)多通道工作，兼容ETSI/FCC，方便產(chǎn)品的升級拓展；nRF905芯片收/ 發(fā)時間切換快，少于650 μ s ；nRF905芯片具有自動產(chǎn)生誤碼識別保護功能，確保通訊控制的安全可靠；nRF905芯片適應(yīng)低溫環(huán)境工作，最低可在_40°C環(huán)境中正常工作，滿足破冰產(chǎn)品的環(huán)境使用要求；nRF905芯片具有獨立的通信協(xié)議，極大地避免了網(wǎng)絡(luò)干擾，并且可獨立工作、自主分對或編組使用；nRF905芯片通訊距離遠(yuǎn)，通過設(shè)置和電路工藝設(shè)計，通訊距離可有效傳輸600m，可充分滿足除冰產(chǎn)品的應(yīng)用要求。進(jìn)一步，還包括用于對所述信息處理模塊所產(chǎn)生的擊發(fā)信號進(jìn)行放大并傳送給所述機械震動除冰裝置的擊發(fā)信號放大模塊。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，保證了信息處理模塊所發(fā)出的擊發(fā)信號能夠驅(qū)動所述機械震動除冰裝置進(jìn)行工作。進(jìn)一步，還包括狀態(tài)指示模塊，所述狀態(tài)顯示模塊分別與所述無線信號接收模塊、 信息處理模塊、電源模塊和擊發(fā)信號放大模塊電連接，用于顯示各個模塊的工作狀態(tài)。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，使得本發(fā)明架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置的工作狀態(tài)容易直觀的進(jìn)行展現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置的一種實施方式結(jié)構(gòu)示意框圖。附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下1、射頻接收模塊，2、信息處理模塊，3、SPI接口電路，4、擊發(fā)信號放大模塊，5、狀態(tài)顯示模塊，101、射頻天線，102、nRF905芯片，201、MCU
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖1所示，本發(fā)明架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置的一種實施方式中，包括彼此通過SPI接口電路3電連接的無線信號接收模塊1和信息處理模塊2，以及與信息處理模塊2電連接的機械震動除冰裝置；其中，無線信號接收模塊1用于接收除冰指令信號并通過SPI接口電路3傳送給信息處理模塊2 ；信息處理模塊2用于從無線信號接收模塊1接收除冰指令信號，并根據(jù)該除冰指令信號產(chǎn)生擊發(fā)信號，以控制與其電連接的機械震動除冰裝置的工作。為了使得信息處理模塊2發(fā)出的擊發(fā)信號能夠驅(qū)動機械震動除冰裝置，本發(fā)明的架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置還設(shè)有擊發(fā)信號放大模塊4，該擊發(fā)信號放大模塊4設(shè)置于信息處理模塊2和機械震動除冰裝置之間，用于對信息處理模塊2發(fā)出的擊發(fā)信號進(jìn)行放大。本發(fā)明中的機械震動除冰裝置可以采用公開號為 CN101820154A、CN101826710A、CN101826712A、CN101826711A 以及 CN101834422A 等專利所公開的裝置。信息處理模塊2中主要包括MCU 201，當(dāng)然也包括其他一些必要的輔助電路；MCU 201通過SPI接口電路3與射頻接收模塊1電連接，并通過擊發(fā)信號放大模塊4與機械震動除冰裝置電連接。該MCU 201用于接收除冰指令信號，并根據(jù)接收的除冰指令信號向機械震動除冰裝置發(fā)送擊發(fā)信號。作為一個具體實施例，MCU 201采用STT89LE52-40I型單片機。射頻接收模塊1包括nRF905芯片102和射頻天線101 ；nRF905芯片102通過射頻天線101接收射頻形式的除冰指令信號，并將其發(fā)送給信息處理模塊2。為了使本發(fā)明架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置能夠進(jìn)行正常工作， 該裝置還包括有用于對其他各個模塊進(jìn)行供電的電源模塊。圖1所示的架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置中還包括分別與無線信號接收模塊1、信息處理模塊2、電源模塊和擊發(fā)信號放大模塊4電連接的狀態(tài)顯示模塊 5，用于顯示各個模塊的工作狀態(tài)。對于處理器來說，有相當(dāng)一部分處理器需要使用SPI接口的設(shè)備，此外，SPI設(shè)備的不同以及處理器對GPIO 口位尋址是否支持各處理器各有不同，因而不同處理器中軟件模擬GPIO也各不相同。若用一種通用可配置可移植的GPIO模擬SPI總線的驅(qū)動則能訪問 SPI設(shè)備，從而提高整個嵌入式系統(tǒng)的可靠性。SPI接口是一個全雙工的串行接口。它設(shè)計成可以在一個給定總線上處理多個互聯(lián)的主機和從機。在一定數(shù)據(jù)傳輸過程中，接口上只能有一個豐機和一個從機能夠通信。 在一次數(shù)據(jù)傳輸中，主機總是向從機發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)，而從機也總是向主要發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)。在本發(fā)明中，SPI接口電路3可以使MCU 201與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信以交換信息。由于SPI總線一共只需3 4位數(shù)據(jù)線和控制線即可實現(xiàn)與具有SPI總線接口功能的各種I/O器件進(jìn)行接口，而擴展并行總線則需要8根數(shù)據(jù)線、8 16位地址線、 2 3位控制線，因此，采用SPI總線接口可以簡化電路設(shè)計，節(jié)省很多常規(guī)電路中的接口器件和I/O 口線，節(jié)省設(shè)備資源。
5
在基于SPI總線接口構(gòu)成的通信網(wǎng)絡(luò)中，通信可由主節(jié)點發(fā)起，也可由從節(jié)點發(fā)起。當(dāng)主節(jié)點發(fā)起通信時，它可主動對從節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。工作過程如下首先選中要與之通信的從節(jié)點(通常片選端為低有效)，而后送出時鐘信號，讀取數(shù)據(jù)信息的操作將在時鐘的上升沿(或下降沿)進(jìn)行。每送出八個時鐘脈沖，從節(jié)點產(chǎn)生一個中斷信號，該中斷信號通知上節(jié)點一個字節(jié)已完整接收，可發(fā)送下一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。SPI接口網(wǎng)絡(luò)主從點需完成給出片選信號及時鐘信號，它可主動的與各從節(jié)點進(jìn)行信息的交流；而在從節(jié)點主動要求服務(wù)的情況下，它卻是一種半主動的形式。由SPI接口技術(shù)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)接口信號線 (CLK、M0SI、MIS0、/SS和INT)如果輔之以相應(yīng)完備的通信協(xié)議，其功能必然增強。SPI接口電路在內(nèi)部硬件實際上足兩個簡單的移位寄存器，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為8位，在主器件產(chǎn)生的從器件使能信號和移位脈沖下，按位傳輸，高位在前，低位在后。本發(fā)明的架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置在工作過程中，當(dāng)有數(shù)據(jù)需要接收時，nRF905芯片102進(jìn)入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。當(dāng)nRF905芯片102檢測到頻率相同的載波時，寄存器中的載波檢測(CD)信號變高，當(dāng)riRF905芯片102檢測到的有效地址與自動地址匹配時，寄存器中的地址匹配(AM)信號變高，當(dāng)nRF905芯片102接收到的數(shù)據(jù)包(通過CRC校驗)正確時，射頻模塊去掉數(shù)據(jù)包的前導(dǎo)碼地址和CRC位，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒(DR)被置高，此時MCU 201可通過SPI接口電路3將接收的數(shù)據(jù)讀出；當(dāng)接收完數(shù)據(jù)后，riRF905芯片102將AM和DR置低，此時nRF905芯片102將進(jìn)入發(fā)射、接收或者掉電模式；接收到的數(shù)據(jù)命令通過計算機指令來調(diào)整MCU 201的延時時間，從而產(chǎn)生不同占空比的PWM脈寬，經(jīng)擊發(fā)信號放大模塊4進(jìn)行放大從而來驅(qū)動機械震動除冰裝置，通過指令來調(diào)整MCU 201輸出脈寬的占空比來達(dá)到調(diào)整機械震動除冰裝置震動頻率的目的。本發(fā)明采用nRF905芯片，其具有以下優(yōu)點(a)單片傳輸。大大簡化了電路，減少了元器件的使用，不僅有效提高電路的工作可靠性；而且縮小了體積，是安裝應(yīng)用更加方便。(b)低功耗。工作時電流為12. 5mA，待機狀態(tài)消耗電流僅為100 μ A。(c)多通道工作，兼容ETSI/FCC，方便產(chǎn)品的升級拓展。(d)收/發(fā)時間切換快，少于650 μ S。(e)自動產(chǎn)生誤碼識別保護，確保通訊控制的安全可靠。(f)適應(yīng)低溫環(huán)境工作，最低可在-40°C環(huán)境中正常工作，滿足破冰產(chǎn)品的環(huán)境使用要求。(g)獨立的通信協(xié)議，極大地避免了網(wǎng)絡(luò)干擾。并且可獨立工作、自主分對或編組使用。(h)有效通訊距離。通過設(shè)置和電路工藝設(shè)計，通訊距離可有效傳輸600m，可充分滿足除冰產(chǎn)品的應(yīng)用要求。本發(fā)明的MCU 201采用微型單片機STT89LE52-40I。通過編程控制，能有效分析傳輸?shù)目刂浦噶?，從而保證最終控制目標(biāo)的達(dá)成。本發(fā)明的主要功能指標(biāo)，如下表所示。
權(quán)利要求
1.一種架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置，包括用于對各個模塊供電的電源模塊，其特征在于還包括彼此電連接的無線信號接收模塊、信息處理模塊和機械震動除冰裝置；所述無線信號接收模塊用于接收除冰指令信號并傳送給所述信息處理模塊；所述信息處理模塊用于從所述無線信號接收模塊接收除冰指令信號，并根據(jù)所述除冰指令信號產(chǎn)生擊發(fā)信號，以控制與其電連接的機械震動除冰裝置的工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置，其特征在于所述無線信號接收模塊通過SPI接口電路與所述信息處理模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置，其特征在于所述信息處理模塊包括MCU，所述MCU分別與所述無線信號接收模塊和機械震動除冰裝置電連接；所述MCU用于接收除冰指令信號，并根據(jù)所述除冰指令信號向所述機械震動除冰裝置發(fā)送擊發(fā)信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置，其特征在于所述MCU為STT89LE52-40I型單片機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置，其特征在于所述無線信號接收模塊為射頻接收模塊，所述射頻接收模塊用于接收射頻形式的除冰指令信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置，其特征在于所述射頻接收模塊的通信頻率為433 MHz0
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置，其特征在于所述射頻接收模塊包括nRF905芯片和射頻天線；所述nRF905芯片通過所述射頻天線接收射頻形式的除冰指令信號，并將其發(fā)送給所述信息處理模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置，其特征在于還包括用于對所述信息處理模塊所產(chǎn)生的擊發(fā)信號進(jìn)行放大并傳送給所述機械震動除冰裝置的擊發(fā)信號放大模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置， 其特征在于還包括狀態(tài)指示模塊，所述狀態(tài)顯示模塊分別與所述無線信號接收模塊、信息處理模塊、電源模塊和擊發(fā)信號放大模塊電連接，用于顯示各個模塊的工作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種架空輸電線路地線機械震動除冰遙控接收裝置，包括用于對該裝置中各個模塊供電的電源模塊，還包括彼此電連接的無線信號接收模塊、信息處理模塊和機械震動除冰裝置；所述無線信號接收模塊用于接收除冰指令信號并傳送給所述信息處理模塊；所述信息處理模塊用于從所述無線信號接收模塊接收除冰指令信號，并根據(jù)所述除冰指令信號產(chǎn)生擊發(fā)信號，以控制與其電連接的機械震動除冰裝置的工作。本發(fā)明實現(xiàn)了對遠(yuǎn)程發(fā)送來的除冰指令信號的接收，并根據(jù)除冰指令信號對機械震動除冰裝置進(jìn)行控制，除冰作業(yè)人員僅需要遠(yuǎn)程進(jìn)行遙控就可以實現(xiàn)除冰作業(yè)工作，保證了除冰作業(yè)人員的人身安全。
文檔編號H02G7/16GK102184626SQ201110099529
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者吳伯華, 張予, 張崇飛, 李振柱, 楊東俊, 涂彩琪, 王家禮, 王雋, 胡丹暉, 鄭俊杰, 陳繼東, 陶斯煒, 魯莽 申請人:華中電網(wǎng)有限公司, 湖北旭達(dá)電力科技有限公司