项新建浙江科技学院信息与电气工程学系(310012)

郭小利浙江义乌下骆宅中学(320013)

摘要：从分析农用电网线路特点动身，哄骗控制器与无线数据传送模块，实现了农用电网线路的防盗报警。该文介绍了系统设计原理及软硬件电路的实现方式。运用实例说了然系统设计的准确性与系统工作的靠得住性。

要害词：电网线路　防盗报警　系统设计

1　引言

农用电网线路在农忙季节事后，闲置不用，无人值守，轻易发生偷盗。然而对农用电网的投资，相对农平易近收进而言是一个高投进的项目，一旦被盗将造成很年夜的损失。确保农用电网线路的平安是广年夜农平易近的迫切希看。本文彩用AT89C2051FLASH单片机，配合无线通讯模块，语音电路和太阳能供电电路，成功实现农用电网线路无人值守自动防盗报警功能。

2　系统工作原理

系统工作原理结构如图1所示，由现场监控器和报警中心两部门组成。监控器又由被盗检测电路、单片机、无线传送模块及太阳能供电电路组成。其中被盗检测电路依据的是两固定平行导线间(农用电网线路)电容为定值的原理。将该平行导线间形成的电容，接进到由555时基芯片所组成的单稳态触发器中，由单稳态触发器的工作原理可知单稳态时间

T=1.1RC

式中R-固定电阻

　　C-农用电网线线路间的电容

图1　系统工作原理结构图

当线路未被割盗时，C为一定经常数C₀，从而T也为某一固定标称值T₀。一旦线路被割盗，C发生变化，随之T也发生变化，从而我们只要监测T值，并与固定值T₀进行比力，就能发现线路被盗警情。需要注重的是，有时由于情况天气的影响，即使线路未被割盗，C₀也会发生细小的变化，因而对尺度T₀值，我们应设一阈值范围ΔT₀，只要T₀＋ΔT≤T≤T₀＋ΔT₀时，都认为线路未被割盗，没必要发出报警旌旗灯号。

系统工作时，监控器一旦监测到被盗监测电路中的单稳态时间T值跨越划定范围时，立即打开无线传送模块，把盗警信息传送到报警中心。另外，由于线路在农闲闲置时已切决绝流电源，所以我们在监控器上设计有太阳能供电系统。为保证阴雨连缀的时辰系统也能靠得住地工作，在监控器供电系统设计中我们采用了低功耗设计。非凡是功耗年夜户无线传送模块，我们设计只有盗警发生时，才让它加电工作。

报警中心由无线接收模块和语音报警电路组成。一旦接收模块接收到报警旌旗灯号，立即触发语音报警电路工作，揭示盗警发生。

3　系统设计

3.1　硬件设计

监控器的硬件设计如图2所示。单片机选用的是AT89C2051，它是一片高性价比的具有2kFLASH法式存储器的芯片，指令系统与MCS－51完全兼容。防盗监测电路选用的是555时基芯片，它与被监测线路间电容组成一单稳态触发电路。凭据监控线路与报警中心距离远近，可以选择分歧传送距离的天线发送模块。本系统中，我们选用具有5km的无线传送模块进行盗警旌旗灯号传送。供电系统采用5W太阳能电池板，选用的蓄电池容为6V/2Ah。凭据低功耗设计计较，该供电系统即使不能实时地由太阳能电池板充电，在待机状态下(无盗警发生时)也能正常工作半个月，完全知足一般天气状态条件要求。

图2　监控器的硬件线路图

当单片机按时时间到后(系统设计按时时间5min，由单片机中的第1个按时器实现)，单片机P1.0脚发出触发电平给555时基芯片，启动防盗监测单稳态电路工作。同时单片机中的第2个按时器起头记实单稳态时间，一旦单稳态竣事，555时基芯片的3脚发生一个下降沿旌旗灯号，并送给单片机的INT0外部中断引脚，并引发INT0中断。在中断服务法式中遏制单稳态时间的计时工作，获得被测的单稳态时间T。然后在单片机中比力T与尺度值T₀之间的年夜小。凭据前面的工作原理，判定是否有偷盗情况发生。若有偷盗发生即由单片机的P1.1脚发送旌旗灯号给无线传送模块中的EN脚，启动传送模块工作，发出报警旌旗灯号。若无偷盗发生，单片机恢复低功耗方式工作，重新起头5min的按时，轮回往复，实现监控。凭据上面的分析，现实上整个系统的低功耗时间远远年夜于系统工作时间，这样既保证了蓄电池持久供电工作，又年夜年夜地提高了系统的靠得住性。

报警中心的硬件由与无线传送模块相匹配的无线接收模块及语音报警芯片组成。一旦无线接收模块收到报警旌旗灯号，即启动语音报警芯片工作，经由过程语音放年夜电路，高响度地实现语音报警。

3.2　软件设计

监控器中单片机软件设计用C51语言编程，采用结构化和模块化的设计方式。主法式模块包括T₀初值收集模块、5min按时模块、T值实测模块、无线数据传送模块等，其中T₀初值收集模块在系统上电后自动完成，作为该监控器所监控线路的标称值。因而需要注重的是：当该监控器切换至另外一条线路使用时，监控器需要重新断电，并上电复位工作，以测得新线路的T₀值，主法式流程如图3所示。

单片机中的中断服务法式主要是INT0中断服务，它所完成的只是当INT0中断泛起时遏制第2按时器T1的工作，并计较现实丈单稳态时间值T。

图3　主法式流程图

4　竣事语

该农用电网线路防盗报警系统设计开发完成后，已用于浙江某镇6条农用电网线路的防盗监控中，经半年多的使用，系统稳定靠得住，讲明系统的设计是可行，有用的。

该系统只要对现场监控和报警中心的功能进行更进一步地扩大，完全可以用于农村其它用电装备与线路的监控工作。