專利名稱：一種雷擊檢測報警系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于無人值守移動通訊基站等場所的雷擊檢測及遠程報警系統(tǒng)。
背景技術：
隨著移動通信和廣播電視技術的發(fā)展，移動通信系統(tǒng)、無線尋呼系統(tǒng)、衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)、電臺和電視臺的數(shù)量不斷增多。諸多的基站(差轉臺)是這些系統(tǒng)的重要組成部分。通常這些場所都是有人值班，無人值守，甚至無人值班。移動通信基站一般包含了收發(fā)信機、天線等設備，且設置在海拔較高的地方。因此，其遭受雷擊的幾率很大，一旦雷擊造成了設備損壞，其經(jīng)濟方面的損失巨大。移動通信基站的電源系統(tǒng)是雷擊的主要通道之一，通常安裝了電源避雷器，這對收發(fā)信機電源系統(tǒng)及主機本身起到了良好的保護作用。但是，安裝了電源避雷器不等于萬無一失，發(fā)生事故的主要原因有電源避雷器可能會遭受超過額定保護范圍的雷擊襲擊，造成保護支路永久性損壞，此后，再有雷擊引起的大電流進入線路時，可能使電源和設備損壞。加之，雷電是一種隨機的自然現(xiàn)象，移動通信基站所在地雷電流幅值大小是變化的，一般從幾kA-幾十kA。一臺電源避雷器不能在如此大的雷擊電流變化范圍內保護基站電源系統(tǒng)和設備不受侵犯。另外，有時雷電流雖然不會使設備立即損壞，但可以加速元件和設備的老化，大大縮短其壽命。到目前為止，有關部門很難及時了解無人值守移動通信基站的雷擊的情況。而現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)也無法滿足雷電檢測保護的目的，如中國專利號為99213057.3號實用新型專利，公開了一種適于工礦企業(yè)及廣大農(nóng)村無人值守配電室用的配電室電力故障無線尋呼報警裝置，包括高壓缺相檢測電路，動力電缺相檢測電路、照明電缺相檢測電路、顯示電路、發(fā)射控制電路、無線尋呼發(fā)射機和無線尋呼接收機，當發(fā)生電力斷相故障時，可無線尋呼電工，及時排除故障，以避免發(fā)生電器設備損壞，還同時向區(qū)域供電中心發(fā)出尋呼報警，以利于監(jiān)督管理。但上述設備難以用應于基站的雷電檢測中，同時，由于其采用無線尋呼報警，限制了其在山區(qū)中的使用。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術之不足，提供一種能夠及時、準確的檢測到雷擊狀態(tài)，并將檢測到的雷擊結果傳送到遠程控制中心的雷擊檢測報警系統(tǒng)。
按照本實用新型提供的一種雷擊檢測報警系統(tǒng)，包括一雷擊信號采集器、一與所述采集器相電連接的雷擊檢測遠程報警控制器和一與所述控制器相電連接的中心接收控制器，其特征在于所述雷擊信號采集器包括一電流傳感器、一真有效值AC/DC轉換電路、一帶A/D轉換的單片機和一光電隔離器，所述電流傳感器檢測到的雷擊信號經(jīng)過所述真有效值AC/DC轉換電路轉換成直流信號，轉換后的直流信號進入所述單片機內；外部電源避雷器的保護支路通過所述光電隔離器與所述單片機相電連接；所述控制器和所述中心接收控制器都包括一單片機、一報警電路、一液晶顯示電路、一電話集成電路、一485通訊集成電路、一GSM短信通訊模塊、一鍵盤電路和一向上述各電路供電的電源電路；所述雷擊信號采集器可以檢測到無人值守移動通訊基站遭受雷擊的次數(shù)、每次雷擊的雷電流峰值范圍、雷擊發(fā)生的時間、電源避雷器的工作狀態(tài)，雷電檢測遠程報警控制器通過連接電路得到這些信息并進行處理，發(fā)出報警聲表示該場所遭受了雷擊，以漢字液晶屏顯示全部信息，同時把這些信息通過長線或電話線或GSM模塊的通訊方式送到有人值班所在地的中心接收機，中心接收機發(fā)出報警聲并以漢字液晶屏顯示報警信息，通知相關人員盡快處理異常情況。
按照本實用新型提供的一種雷擊檢測報警系統(tǒng)還具有如下附屬技術特征所述鍵盤電路包括一具有八輸入端的與非門、多個按鍵開關、一鎖存器和一排阻。
所述電流傳感器為LKT-30型霍爾磁補償式電流傳感器，所述真有效值AC/DC轉換電路為JT5V-P真有效值AC/DC轉換電路，所述單片機為帶有A/D轉換器的PIC16C71型微功耗單片機，所述光電隔離器的型號為TLP521光電隔離器，所述485總線集成電路的型號為SN75LBC184。
所述單片機的型號為AT89C58，所述電話集成電路為MT8880型電話集成電路。
所述GSM短信模塊的型號為DXY-900/1800。
所述報警電路包括一蜂鳴器BEEP和一LED指示燈。
所述鍵盤電路由CD4068型八輸入與非門、6個按鍵開關、MC74HC573鎖存器和阻值為22K的排阻構成。
所述采集器中的單片機與所述雷擊檢測遠程報警控制器中的單片機之間采用串行通信方式。
所述液晶顯示電路包括一VPG12032A-SC-HT-LED03型圖形液晶和一液晶驅動電路。
所述MT8880型電話集成電路的雙音頻發(fā)送端接有一音頻變壓器。
按照本實用新型提供的一種雷擊檢測報警系統(tǒng)與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點首先，本實用新型可以檢測到移動基站遭受雷擊的次數(shù)、每次雷擊的雷電的雷電流峰值范圍、雷擊發(fā)生的時間、電源避雷器的工作狀態(tài)，及時通知相關工作人員盡快處理異常情況，避免或減少雷擊造成的損失；其次，本實用新型的雷擊信號采集器和遠程報警控制器各采用一單片機，使系統(tǒng)的信號檢測和處理能力大大提高，能夠充分滿足本實用新型的需要；再次，本實用新型設有三個通信接口，即電話集成電路、485通訊集成電路和GSM通訊模塊，可以滿足不同場合的需要，同時，利用基站已有的電話通訊線路和GSM系統(tǒng)進行信號的遠程傳輸，節(jié)省設備的安裝成本。


圖1是本實用新型的系統(tǒng)框圖。
圖2是本實用新型中的遠程報警控制器的系統(tǒng)框圖。
圖3是本實用新型中的雷擊信號檢測電路的電路原理圖。
圖4是本實用新型中遠程報警控制器和中心接收控制器中的單片機的電路原理圖。
圖5是本實用新型中遠程報警控制器和中心接收控制器中的鍵盤電路的電路原理圖。
圖6是本實用新型中遠程報警控制器和中心接收控制器中的液晶顯示電路的電路原理圖。
圖7是本實用新型中遠程報警控制器和中心接收控制器中的485通訊集成電路的電路原理圖。
圖8是本實用新型中遠程報警控制器和中心接收控制器中的電話集成電路的電路原理圖。
圖9是本實用新型中遠程報警控制器和中心接收控制器中的報警電路的電路原理圖。
圖10是本實用新型中GSM通訊模塊的電路原理圖。
具體實施方式
參見圖1至圖10，按照本實用新型提供的一種優(yōu)選實施例，包括一雷擊信號采集器1、一與所述采集器1相電連接的雷擊檢測遠程報警控制器2和一與所述控制器2相電連接的中心接收控制器3，所述雷擊信號采集器1包括一電流傳感器11、一真有效值AC/DC轉換電路12、一帶A/D轉換的單片機15和一光電隔離器16，所述電流傳感器11為LKT-30型霍爾磁補償式電流傳感器，所述真有效值AC/DC轉換電路12為JT5V-P真有效值AC/DC轉換電路，所述單片機15為帶有A/D轉換器的PIC16C71型微功耗單片機，所述光電隔離器16的型號為TLP521光電隔離器，所述LKT-30型霍爾磁補償式電流傳感器檢測到的雷擊信號經(jīng)過所述JT5V-P真有效值AC/DC轉換電路轉換成直流信號，轉換后的直流信號進入所述PIC16C71單片機內，外部電源避雷器的保護支路通過所述TLP521光電隔離器與所述PIC16C71單片機相電連接。
參見圖3，本實用新型中的所述采集器2的具體工作過程為，當雷擊發(fā)生時，在所述LKT-30型霍爾磁補償式電流傳感器11的輸出端得到一個與雷電流幅值Ii成比例的電流Io，在測量電阻Rm上形成非正弦電壓波形。通過所述JT5V-P真有效值AC/DC轉換電路12得到與雷電電流幅值Ii成線性的0-5V的矩形波。所述JT5V-P真有效值AC/DC轉換電路12接所述PIC16C71單片機15的AN0端，即所述PIC16C71單片機15中的A/D轉換的輸入端，經(jīng)A/D變換后得到數(shù)字信號。所述PIC16C71單片機15據(jù)此進行分析判斷，得出雷擊次數(shù)，發(fā)生時間及每次電流脈沖幅值的大小。如果雷電流很大，將避雷器的任一保護支路損壞，保護繼電器觸點19由常開變成常閉，所述光電隔離器16的輸出端由高電位變成低電位，所述PIC16C71單片機15的A1-A4腳中斷響應，然后連續(xù)監(jiān)測發(fā)生電位跳變的管腳，如果一分鐘的時間內一直維持低電位，則判斷該支路損壞。與所述光電隔離器16相電連接的一470歐的排阻13成為所述光電隔離器16中發(fā)光管的偏置電阻，與所述光電隔離器16相電連接的一10歐的排阻14則成為所述光電隔離器16中光敏管集電極的上拉電阻。
參見圖2、圖4至圖10，按照本實用新型提供的一種優(yōu)選實施例中的所述控制器2和所述中心接收控制器3都包括一單片機21、一報警電路25、一液晶顯示電路23、一電話集成電路26、一485通訊集成電路24、一GSM短信模塊27、一鍵盤電路22和一向上述各電路供電的電源電路；所述單片機的型號為AT89C58，所述采集器1中的PIC16C71單片機15與所述雷擊檢測遠程報警控制器2中的單片機AT89C58之間采用串行通信方式。所述485總線集成電路24的型號為SN75LBC184，所述GSM短信模塊27的型號為DXY-900/1800。所述電話集成電路26為MT8880型電話集成電路。所述報警電路25包括一蜂鳴器BEEP和一LED指示燈。所述液晶顯示電路23包括一VPG12032A-SC-HT-LED03型圖形液晶和一液晶驅動電路。所述MT8880型電話集成電路26的雙音頻發(fā)送端接有一音頻變壓器T1。所述音頻變壓器T1的型號為TRANS5。所述鍵盤電路22由CD4068型八輸入與非門、6個按鍵開關、MC74HC573鎖存器和阻值為22K的排阻構成。通過所述鍵盤電路22與所述單片機21之間的電連接，可以實現(xiàn)人機對話，可用于設置雷擊電流測量的靈敏度、調整時間、手動查詢數(shù)據(jù)、自檢。只要一有按鍵，所述單片機21立即通過中斷口響應中斷，執(zhí)行按鍵中斷服務程序。
參見圖2、圖4至圖10，按照本實用新型提供的一種優(yōu)選實施例，當所述AT89C58單片機21及時接收到所述PIC16C71單片機15的雷擊信息時，立即進行處理，處理過程為所述AT89C58單片機的P1.5腳輸出高電位，使所述蜂鳴器BEEP發(fā)出報警聲，并使所述LED指示燈發(fā)光。所述AT89C58單片機21給出選通信號和報警信息，通過所述MT8880型電話集成電路26撥號、檢測話音信號并接通市話網(wǎng)，然后以雙音多頻方式發(fā)給信息到遠端的所述中心接收控制器3。所述音頻變壓器T1主要起阻抗變換作用。所述AT89C58單片機21給出的報警信號或通過所述SN75LBC184型485通信集成電路24進行有線遠距離通訊，還可采用GSM短信模塊27的無線通訊方式。至于采用何種通訊方式，取決于無人值守移動通訊基站的條件。如果無人值守移動通信基站與中心值班室距離在同一建筑群內，可首先考慮采用所述485長線通訊方式。所述AT89C58單片機21的P3.0-P3.1與所述集成電路SN75LBC184相連構成485長線通訊方式。如果無人值守移動通信基站與中心值班室距離較遠，但裝有電話線，可采用電話線通訊方式。所述AT89C58單片機21的3根地址線和四根數(shù)據(jù)總線與所述MT8880型電話集成電路26相電連接，再經(jīng)過所述音頻變壓器T1耦合到市話網(wǎng)。在遠端的所述中心接收控制器3也連接到市話網(wǎng)。如果無人值守移動通信基站與中心值班室距離較遠，且沒有電話線，可通過GSM短信模塊27通訊方式，實現(xiàn)串行(TTL電平)通訊，由于現(xiàn)在國內基站大多數(shù)是傳輸GSM信號的，所以不用增加任何無線電發(fā)射和接受設備，任何地點都能覆蓋。所述AT89C58單片機21的P1.6和P1.7與所述GSM短信模塊27的R腳T腳相連。在遠端的所述中心接收控制器3也連接同樣的GSM短信模塊27?？衫盟鲦I盤電路22設置所需要的通訊方式，一旦設定了一種方式，其他方式則自動失效。同時，通過所述VPG12032A-SC-HT-LED03型圖形液晶和所述液晶驅動電路顯示雷擊次數(shù)、發(fā)生時間、雷擊電流幅值、避雷器工作狀況。
參見圖2、圖4至圖10，本實用新型中所述中心接收控制器3和所述遠程報警控制器2在硬件方面完全一樣，用所述鍵盤電路22預置兩種功能，執(zhí)行不同的程序。所述中心接收機3接到所述遠程報警控制器2發(fā)來的雷擊信息后，立即發(fā)出生光報警信號并顯示該移動基站遭受雷擊的次數(shù)和時間、雷電流幅值，提醒工作人員立即進行處理。在正常監(jiān)控狀態(tài)時，所述中心接收機3每隔一小時對各移動基站的所述遠程報警控制器2巡查一次，所述遠程報警控制器2給出應答信號，表明工作正常，否則，將連續(xù)查八次，如果都無應答，可認為遠程控制器2被雷電損壞。
權利要求1.一種雷擊檢測報警系統(tǒng)，包括一雷擊信號采集器(1)、一與所述采集器(1)相電連接的雷擊檢測遠程報警控制器(2)和一與所述控制器(2)相電連接的中心接收控制器(3)，其特征在于所述雷擊信號采集器(1)包括一電流傳感器(11)、一真有效值AC/DC轉換電路(12)、一帶A/D轉換的單片機(15)和一光電隔離器(16)，所述電流傳感器(11)檢測到的雷擊信號經(jīng)過所述真有效值AC/DC轉換電路(12)轉換成直流信號，轉換后的直流信號進入所述單片機(15)內，外部電源避雷器的保護支路通過所述光電隔離器(16)與所述單片機(15)相電連接；所述遠程報警控制器(2)和所述中心接收控制器(3)都包括一單片機(21)、一報警電路(25)、一液晶顯示電路(23)、一電話集成電路(26)、一485通訊集成電路(24)、一GSM短信模塊(27)、一鍵盤電路(22)和一向上述各電路供電的電源電路；所述雷擊信號采集器(1)可以檢測到無人值守移動通訊基站遭受雷擊的次數(shù)、每次雷擊的雷電流峰值范圍、雷擊發(fā)生的時間、電源避雷器的工作狀態(tài)，雷電檢測遠程報警控制器(2)通過連接電路得到這些信息并進行處理，發(fā)出報警聲表示該場所遭受了雷擊，以漢字液晶屏顯示全部信息，同時把這些信息通過長線或電話線或GSM短信的通訊方式送到有人值班所在地的中心接收機(3)，中心接收機(3)發(fā)出報警聲并以漢字液晶屏顯示報警信息，通知相關人員盡快處理異常情況。
2.如權利要求1所述的一種雷擊檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述鍵盤電路(22)包括一具有八輸入端的與非門、多個按鍵開關、一鎖存器和一排阻。
3.如權利要求1所述的一種雷擊檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述電流傳感器(11)為LKT-30型霍爾磁補償式電流傳感器，所述真有效值AC/DC轉換電路(12)為JT5V-P真有效值AC/DC轉換電路，所述單片機(15)為帶有A/D轉換器的PIC16C71型微功耗單片機，所述光電隔離器(16)的型號為TLP521光電隔離器，所述485總線集成電路(24)的型號為SN75LBC184。
4.如權利要求1所述的一種雷擊檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(21)的型號為AT89C58，所述電話集成電路(26)為MT8880型電話集成電路。
5.如權利要求1所述的一種雷擊檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述GSM短信模塊(27)為DXY-900/1800型短信模塊。
6.如權利要求1所述的一種雷擊檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述報警電路(25)包括一蜂鳴器BEEP和一LED指示燈。
7.如權利要求2所述的一種雷擊檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述鍵盤電路(22)由CD4068型八輸入與非門、6個按鍵開關、MC74HC573鎖存器和阻值為22K的排阻構成。
8.如權利要求1所述的一種雷擊檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述采集器(1)中的單片機(15)與所述雷擊檢測遠程報警控制器(2)中的單片機(21)之間采用串行通信方式。
9.如權利要求1所述的一種雷擊檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述液晶顯示電路(23)包括一VPG12032A-SC-HT-LED03型圖形液晶和一液晶驅動電路。
10.如權利要求1所述的一種雷擊檢測報警系統(tǒng)，其特征在于所述MT8880型電話集成電路(26)的雙音頻發(fā)送端接有一音頻變壓器T1。
專利摘要一種雷擊檢測報警系統(tǒng)，包括雷擊信號采集器、遠程報警控制器和中心接收控制器，所述雷擊信號采集器可以檢測到無人值守移動通訊基站遭受雷擊的次數(shù)、每次雷擊的雷電流峰值范圍、雷擊發(fā)生的時間、電源避雷器的工作狀態(tài)，雷電檢測遠程報警控制器通過連接電路得到這些信息并進行處理，發(fā)出報警聲表示該場所遭受了雷擊，以漢字液晶屏顯示全部信息，同時把這些信息通過長線或電話線或GSM短信的通訊方式送到有人值班所在地的中心接收機，中心接收機發(fā)出報警聲并以漢字液晶屏顯示報警信息，通知相關人員盡快處理異常情況。本實用新型設有三個通信接口，可以滿足不同場合的需要，同時，利用基站已有的電話通訊線路和GSM系統(tǒng)進行信號的遠程傳輸，節(jié)省設備的安裝成本。
文檔編號H04W4/00GK2710290SQ20042000740
公開日2005年7月13日 申請日期2004年3月17日 優(yōu)先權日2004年3月17日
發(fā)明者王德言, 周長庚 申請人:四川康姆遜電磁防護有限責任公司