[发明专利]变压器防盗追踪装置

说明书

技术领域

本发明涉及防盗窃技术，具体地说是一种结构简单、防盗效果好的变压器防盗追踪装置。

背景技术

众所周知，农网配电变压器很容易发生防盗窃、破坏现象，现在解决变压器盗窃、破坏的措施一是为变压器盖一小屋，让变压器置于小屋内，二是设置专人进行看护，这两种方法的不足是增加了空荡荡农村的供电成本，给人们的生产、生活带来很多不方便。

另外，GPS定位系统现在已广泛应用于汽车导航、船舶定位等民用产品领域，GSM移动网络是由多个基站组成蜂窝状，实现全国大面积网络覆盖的，可以通过读取基站的编号cell_id和小区的编号LAC来定位地理位置。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种GPS导航和GSM基站双定位方式，对设定变压器进行定位并实现追踪，能有效防止变压器被盗的装置

本发明可以通过如下措施达到：

一种变压器防盗追踪装置，包括GPS模块、GSM模块、单片机、报警检测电路、电源电路、锂电池和充电电路，其特征在于设有壳体，GPS模块、GSM模块、单片机、报警检测电路、电源电路、锂电池和充电电路都设置在壳体内，单片机具有两个串行接口，一个串行接口经数据线与GPS模块相连接，另一个串行接口经数据线与GSM相连接，报警检测电路经数据线与单片机的中断口相连接，电源电路经导线为单片机提供电源，它们的参数和工作过程可以通过接警中心利用短信进行设置和控制，包括设置监控中心号码、装置自检时间设置、启动、关闭跟踪、变压器状态查询等。

本发明所述的报警检测电路由两个振动开关和两个滚珠位移开关组成，分别固定在电路板上，振动开关监测变压器的敲击振动，直立焊接在壳体内的电路板上；而滚珠开关是感应变压器搬移时的角度变化，水平焊接在壳体内的电路板上。

本发明可以通过接警中心利用短信进行设置和控制，包括设置监控中心号码、装置自检时间设置、启动/关闭跟踪、变压器状态查询等，在变压器静止的情况下，对“振动”“倾斜”进行检测；在变压器移动时，将不再对“振动”“倾斜”进行检测，具有设计新颖、安装方便、实时监控、防盗效果好等优点，特别适用于农网配电中的变压器使用。

附图说明

图1是本发明的一种结构框图。

图2是本发明中报警检测电路的一种实施电路图。

图3是本发明中电源电路的一种实施电路图。

图4是本发明中充电电路的一种实施电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图所示，一种变压器防盗追踪装置，包括GPS模块1、GSM模块2、单片机3、报警检测电路4、电源电路5、锂电池6和充电电路7，上述各组成部分的结构及它们之间的相互连接关系与现有技术相同，此不赘述，本发明的特征在于设有壳体，壳体可以ABS塑料外壳，其防水性能好，适用于野外安装，也可以采用不锈钢等金属板制成，壳体内设有电路板定位装置，壳体外可以设置与变压器相连接的连接座、连接柄等，壳体外还可以设置报警器，报警器也可以设置在变压器的其它部位，报警器经导线与本发明中的报警电路相连接，报警器采用高分贝声音警示并伴有刺眼闪烁灯，起到震慑吓阻，驱离盗贼的功能，报警器结构及它们之间的相互连接关系与现有技术相同，此不赘述，GPS模块1采用TRIMBLE公司的copernicus系列模块，为超薄，低耗，表面安装GPS模块。具有极小尺寸（2.54mm×19mm×19mm），超低功耗典型值93.9mW），高灵敏度：-152dBm;快速首次定位（冷启动）：39秒灵活：支持有源或无源天线；GSM模块2 采用SIM900A是紧凑型、高可靠性的无线模块，具备GSM/GPRS 900/1800MHz功能，以小尺寸和低功耗实现语音、SMS、数据和传真信息的高速传输。SIM900A能满足M2M 几乎所有应用要求，尤其是小巧、紧凑型的设计。其物理尺寸为：24mm x 24mm x 3mm；；GSM模块2经GSM基站工作，GSM移动网络是由多个基站组成蜂窝状，实现大面积网络覆盖的。可以通过读取基站的编号cell_id和小区的编号LAC来定位地理位置。具体算法就是首先获取本机所处位置的LAI数据，然后建立一张查找表，表中用基站编号和小区编号对应一个地理位置。通过查表就可以知道自己的地理位置；短信编码格式，短消息SMS有两种方式来发送和接收SMS消息：文本模式或者PDU（protocol div unit）模式。文本模式只能发送普通的ASCII字符,而要发送图片、铃声；其它编码的字符（如中文）就必须采用PDU模式。PDU模式中以采用三种编码方式来编码要发送的内容：分别是 7-bit编码、8-bit编码、16-bit编码。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符；8-bit编码通常用于发送数据消息，比如图片和铃声等；而16-bit编码用于发送Unicode字符。在这三种编码方式下,可以发送的最大字符数分别是 160、 140、 70。 若要发送中文必须采用PDU模式的Unicode编码方式。在本装置中，发送的为非中文的字符，故短消息采用PDU模式下的Bit7 的编码方式；单片机3采用MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器。其中MSP430F149集成了较多的片上外围资源，包含：12位A/D，精密模拟比较器，硬件乘法器，2组频率可达8MHZ 的时钟模块，2个带有大量捕获/比较寄存器的16位定时器，看门狗，2个可实现异步、同步串行通信接口等，MSP430F149单片机具有超低的功耗，采用1.8-3.6V 电压。因而可使其在1MHz 的时钟条件下运行时，芯片的电流最低会在165μA左右，RAM 保持模式下的最低功耗只有0.1μA。尤其适用于电池长时间工作的系统设计。采用8M晶体作为工作时钟；由于本装置需要隐蔽安装，利用拆卸引线缠绕变压器的方案并不可取。从装置本身的安全因素以及防盗检测效果上考虑，决定不采用这种检测方式，而是采用航空连接器内连线的方法，理由如下：1：引线缠绕变压器可能造成爬电、放电、雷击；2：引线与变压器壳体易造成短路（装置外壳与变压器壳体连接的，但电路部分与外壳电器上不连接）；3：虽然装置隐蔽安装于变压器主体的上部，但由于装置必须需要接低压侧的一相两线，用于取电、内部电池充电和断电检测。引入线必然会引起偷盗者的注意，当变压器遇到震动等暴力拆卸时，产生震动报警，报警检测电路4设置两个振动开关11、12和两个滚珠位移开关13、14，分别固定在电路板上。而不采用传统的加速度传感器的方案，简化了电路设计，有提高了可靠性，其中振动开关监测变压器的敲击振动，直立焊接在装置内的电路板上；而滚珠开关是感应变压器搬移时的角度变化，水平焊接在装置内的电路板上，本发明中电源电路5、锂电池6和充电电路7构成电源电路，本发明外部电源取自配电变压器的低压侧，经过整流稳压电路后，提供给电池充电，后续电路（单片机，GPS,GSM等）的供电可以理解为由在线式的电池提供，考虑到装置处于密闭壳体内，散热是一个问题，所以稳压部分采用了开关稳压电路LM2596-5，它是美国国半生产的具有3A电流输出的降压型稳压器件。优点在于转换效率高达75-88%，本身具有完善的热保护，输出电路大，外围元件少。最高输入电压达40V，工作温度-40℃～+125℃，基本上避免了电源部分的发热问题。3A电流输出能力可以满足锂电池充电时所需要的0.5A的要求；本发明内备有后背电池，（采用3.7V/4AH锂电池）外部失电时自动转换为能提供48小时的供电支持。充电电路采用低成本高集成的锂离子充电芯片CN3052，可进行恒流/恒压充电的充电电路，具备完善的充电过程包括涓流，恒流（CC）和恒压（CV）充电模式；单片机3具有两个串行接口，一个串行接口经数据线与GPS模块1相连接，另一个串行接口经数据线与GSM模块2相连接，报警检测电路4经数据线与单片机3的中断口相连接，电源电路5经导线为单片机提供电源，本发明采用美国进口微处理器控制技术，结合GSM手机网的优势对电网供电线路断电、变压器被盗、被破坏、被搬移和运输。可隐秘安装于配电变压器本体上的监测和追踪装置，利用GSM移动网络实现现场追踪装置与远端监控中心的互联，组成一个配电变压器防盗追踪监控系统。当人员靠近被监护配变时，警告装置进行高分贝声音警示并伴有刺眼闪烁灯，起到震慑吓阻，驱离盗贼的功能。当配电变压器被强行拆卸并运至藏匿窝点时，监测和追踪装置本身内含防盗检测功能，追踪监控系统实时可监控和记录被盗配电变压器的运输轨迹，具有设计新颖、安装方便、实时监控、防盗效果好等优点，特别适用于农网配电中的变压器使用。