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XXXXXXXXXX学院

本科生毕业论文(设计)

题 目:电缆防盗割系统的设计

专业代码: 080251

作者姓名:

学 号: 20080020479

单 位: XXXXXXXXX

指导教师:

2012年4月16

原创性声明

本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师指导

下,独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的相应责任。

学位论文作者签名: 日期 指 导 教 师 签 名: 日期

聊城大学东昌学院本科毕业论文(设计)

( 1)目录部分单独 连续编页码。 (2)目 录内容: 一级标题为 宋体,4号,加粗; 二 、 三级 标题 为宋 体,小4号。 (3)使 一级标题

黑体3号,加粗, 居中 上下各空一行

言 ................................................... 1

用 A4 纸,边距: 上下各为 2.5cm, 左右各为 2.8cm, 装订线 0.5cm(居 左) ,页眉、页脚 各为 1.5cm。 (4) 页眉内容: “聊城 大 学东 昌学 院本 科 毕业 论文 ( 设 计) ” ,黑体, 5 号,居中。(5)全文1.5倍行 距。

1.电缆防盗割系统的设计 .................................. 11.1 电缆防盗割控制系统的设计原则 ............................... 1 1. 1.1 可扩展性和兼容性 ...................................... 1 1. 1.2 可用性 ................................................ 1 1. 1.3 易用性 ................................................ 1 1. 1.4 合理性 ................................................ 1 1.2 电缆防盗割系统的设计种类 .................................... 2 1. 2.1 使用单片机和 555 集成电路制作电缆报警器的方法 .......... 2 1. 2.2 电缆防盗软件设计 ...................................... 3

2.电缆防割系统设计实例 .................................. 52. 1 城市照明 RTU 监控和电缆防盗系统 .............................. 5 2. 2 GSM 路灯电缆防盗系统 ........................................ 6 2. 2.1 GSM 路灯电缆防盗系统工作原理 .......................... 6 2. 2.2 GSM 报警器信息存储、修改方法(指令) .................... 7

题序层次: 理科: 1.―――――― 1.1―――― 1.1.1―― 文科: 一、――――― (一)――― 1.――― (1)――

2. 2.3 GM 防盗报警器安装示意图 ............................... 9 2.3 路灯电缆防盗方案 1 .......................................... 9 2

.4 路灯电缆防盗方案 2 ......................................... 10 2.5 路灯防盗割系统的设计原则 ................................... 11

结 论 ................................................. 11 参考文献 ................................................ 12

1

致 谢 .................................................. 13

摘 要

利用电缆防盗系统设计实现对外场电缆的动态控制、最大限度的减少因外场电缆频繁被盗而引发的各种设备无法正常使用的次数,保护国家财产的安全。电缆防盗系统在正常情况下直接从被控电缆取电工作,而在断点或者电缆中断条件下则利用自身备用电源对电缆进行连续监控。同时系统具有功率小,在恶劣环境下工作的特点和能力。并且应做到在很短时间内做出判断,触发本地或者远程报警信号。电缆同时应具有多种检测手段,防止误报。

关键词:电缆防盗割;解决方案;多种检测

聊城大学东昌学院本科毕业论文(设计)

Key words : Cable guard; solution; a variety of detection

电缆防盗割系统的设计

前言

,对震慑犯罪及时抓捕

电缆防盗割系统的设计原则 可扩展性和兼容性

又要兼容旧的系统,使系统具有很好的鲁棒性,

可用性

并充分考虑了人为不可抗拒的其他因素造成故

l.1.3 易用性

软件使用界面良好,用户安装相应软件后就可进行实时监控、数据实时传输等工作,完全智能控制,不用单独设置。

1.1.4 合理性

严格以系统工程学及其它先进理论指导设计,使系统的各部分合理配置,有机融合并尽可能的发挥设备潜力和软件功能,最大限度地提高性能价格比。

1.2 电缆防盗割系统的设计种类

1.2.1使用单片机和555集成电路制作电缆报警器的方法

电缆防盗割系统主要分为两部分,控制面板和主板。控制面板主要实现输入、输出功能(从按键接收数据、通过七段数码管显示时间、断缆号、距离等);主板主要实现与监控电缆的接口、报警接口、对电缆进行循环监测、测量断缆长度等功能;控制面板和主板之间通过串口进行通信,其硬件原理图如图1、图2所示。

图1 主板硬件原理图

MCU)选用的是ATMEL公司的AT89C52;外部存储距离等数据;LED在正常状态下显示时间信息,在有断缆的情况下显示断缆编号和断缆距离;按键主要包括数字键、控制键等,为输入电话号码、校验时间、距离、进行系统控制等功能提供人机接口。

1.2.2 电缆防盗软件设计

电缆防盗报警器的软件使用汇编语言编写,配合硬件完成各种功能。

图2 控制面板主程序图

图3 控制面板定时中断处理程序框

图4 控制面板串行中断处理程序框

主板程序主要由主程序、串行中断处理程序、MT8880中断处理程序等组成。

图5 主板主程序图

图6 主板串行中断处理程序框图

图7 主板MT8880中断处理程序框图

2.电缆防割系统设计实例

2.1 城市照明RTU监控和电缆防盗系统

发送主机放置在10KV变压器下,接收分机放在用户检测尾端,当有人盗割或事故断线时,尾端分机驱动继电器报警。

(1)在正常供电状态下,主机A(发送端)检测出有电信号,不发出载波信号;如果分机B(接收端)也有电,分机亦不工作,不发出报警信号;表明线路正常工作。

(2)在正常停电状态下,主机A(发送端)检测出缺`电信号,转由电池供电,A端发送载波信号,由于线路在停电状态下,B端也转由电池供电,开始接收载波信号,如果线路未断(即载波通信信道畅通),A方每隔5秒发一组载波信号,B系统也应接收到载波信号,表示线路未断,也不发报警信号表示。

(3)在正常供电状态下,如出现断线或被盗割,A端有正常供电不发送载波信号,B端停电,分机开始处于载波信号接收状态,由于A端不发送载波信号,而B端收不到载波信号,B端驱动继电器报警。

(4)在停电状态下,如出现断线或被盗割,A端发送载波信号,由于中途电线已断,电力线载波通信信道不通,B端因缺电而转入接收状态,由于收不到载波信号,分机继电器动作发出报警信号。

图8 系统构架

2.2 GSM路灯电缆防盗系统

2.2.1 GSM路灯电缆防盗系统工作原理

GSM型路灯线缆防盗短信、电话报警系统,是由GSM报警器和若干台电路控制等组成,见图10、图11。供电时,报警器对线路进行电压测试。一旦断电报警器立即发出断电报警信息。另外当线路停止供电时,报警器和路灯控制器构成闭合的环路,一旦线缆被剪断,GSM报警器马上发出警报信息,人能清晰的知道那条线路出了问题。

2.2.2 GSM报警器信息存储、修改方法(指令): (1)布、撤防:

1#0#(撤防); 1#1#(布防) (2)短信报警开、关:

12#0#(短信报警关); 12#1#(短信报警开) (3)电话报警开、关:

15#0#(电话报警关); 15#1#(电话报警开) (4)修改密码:

31#+六位数新的密码+#(初始密码为:123456) (5)查询手机电话号码:(此命令只能单独使用) 50##

(6)预存手机电话号码:(此命令不能与其它命令混合使用) 51#+11位手机电话号码+#(预存第一组手机电话号码) 52#+11位手机电话号码+#(预存第二组手机电话号码) 53#+11位手机电话号码+#(预存第三组手机电话号码) 54#+11位手机电话号码+#(预存第四组手机电话号码) 55#+11位手机电话号码+#(预存第五组手机电话号码)

(7)查询报警中心电话号码:(此命令只能单独使用,中心联网用) 70##

(8)存储报警中心固定电话号码:(3000型单向报警接收总台,中心联网用)

71#+电话号码(0—15位数)+#

(9)存储本机方位码:(3000型单向报警接收总台,中心联网用) 72#+方位码+#(001--999三位数字的本机方位码)

(10)存储短信报警中心手机电话号码:(短信报警监控中心,中心联网用)

73#+11位手机电话号码+#

(11)存储定时短信接收手机电话号码: 74#+11位手机电话号码+# (12)存储定时短信的定时时间:

75#+(1-99)+#(定时时间为1-99小时可选) (13)查询报警短信内容:(此命令只能单独使用) 80##

默认的短信内容为:

1:端口1报警;2:端口2报警;3:端口3报警;4:端口4报警; 5:端口5报警;6:端口6报警;7:端口7报警;8:端口8报警; 9: 控制箱断电报警;

(14)存储报警短信内容:(此命令不能与其它命令混合使用) 81#+短信内容(1到8个字)+#(存储端口1的短信) 82#+短信内容(1到8个字)+#(存储端口2的短信) 83#+短信内容(1到8个字)+#(存储端口3的短信) 84#+短信内容(1到8个字)+#(存储端口4的短信) 85#+短信内容(1到8个字)+#(存储端口5的短信) 86#+短信内容(1到8个字)+#(存储端口6的短信) 87#+短信内容(1到8个字)+#(存储端口7的短信) 88#+短信内容(1到8个字)+#(存储端口8的短信) 89#+短信内容(1到8个字)+#(存储端口9的短信) (15)查询当前工作状态:(此命令只能单独使用) 90##

初始密码为:123456,当用户发短信对GSM报警器进行设置时,每条短信息前面必须加上六位密码+#再加指令码+#指令或信息+#

每条短信息最长不能超过40个字(80个字节),“#”要使用数字的符号,不能使用中文的符号“#”。

(例1):123456#51#135XXXXX359#(存储第一组手机电话号码) (例2):123456#81#线路1报警#82#线路2 报警# (存储并修改端口1和端口2的短信内容)

(例3):123456#50##(查询预存的手机电话号码) (例4):123456#80##(查询报警短信内容)

(例5):123456#1#1#12#1#15#1#(设置布防、短信报警开、电话报警开)

2.2.3 GSM防盗报警器安装示意图:

图9 GSM 防盗报警器的安装

2.3 路灯电缆防盗方案1

一台电缆防盗主机,见图10。安装在开关箱中,内置通讯模块,可以与“末端”通讯,如果通讯失败,则认为电缆被盗,立刻通过本机内置的GSM模块发送短信到预设的电话号码进行报警。 多个电缆防盗末端。安装在电缆的末尾,并且保持与主机通讯。

图10 主机与末端模块的连接

2.4 路灯电缆防盗方案2

防盗主机承担信号检测以及报警处理功能,见图11。

检测末端是可在断电情况和带电情况下都能工作的末端设备,通过自动切换与断电和带电状况,能够自动发出特殊的载波信号。

主机和末端之间通过经过特殊处理的电力载波通讯,实时检测电缆是否被盗,一旦发生线缆断线的警情,载波将被中断,主机立刻向中心报警。

图11 信号的检测及报警处理

2.5 路灯防盗割系统的设计原则

核心目标是如何检测是否被盗,其次是检测哪里被盗。路灯一般每数十个灯并联在一起,由一个变压器供电,如果监测器装在变压器房里,传输手段是很多的。既然数十个灯并联工作,那就必须有电缆,有电缆就必然有对地电容,电缆的长度与电容量基本成正比,容量的变化值将告诉我们被盗地点,检测这个电容的容量不是件复杂的事情,被盗后在路灯点亮时,电容也是可以测的,也可以测量功率,但测量功率就与灯的特性以及供电电压有关了。

结论

此电缆防盗割控制系统是一种全新的电缆防盗控制系统。它是传统的反导技术、无线报警技术、电力电子技术、计算机数据处理技术、以及线缆检测技术的结合。该系统误报率低,同时又增加了远程报警的功能。

此电缆防盗报警包括主机和末端两个层次,主机和相关软件通过无线网络采集各个点的额工作状态,实现数据的记录和管理,进行数据的统计,一旦发现异常情况可以及时将故障定位,同时将报告通过GSM报警系统发送报警信息给相关人员,以便相关人员及时赶到现场处理。

此系统相比电压电流检测法、电容探测法, 电力线载波通讯法是最具发展潜力的一种监测方法, 相信随着我国经济水平的提高, 此项技术在电缆防盗割系统中将会应用得越来越广泛。

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1. 贺家李, 电力系统继电保护原理[M], 北京,中国电力出版社,2010年第四版 . 2. 王勇, 让高速公路电缆盗贼一触即“发”, 中国交通信息产业, 2008/8 . 3. 张德涛,基于电力载波和GSM通信的电缆防盗报警系统,东北电力大学学报,2008/4.

4. 毛诗柱,基于TC35I的电力电缆无线防盗监控装置设计,中国科技信息, 2009(13). 5. 张庆双,智能报警与控制实用电路[M], 北京,机械工业出版社, 2007/6. 6. 王冀饶,信号电缆防盗110报警系统,铁道通信信号, 2008/7.

7. 王梅义,电力系统继电保护的运行技术, 北京,电力工业出版社, 1981. 8. 高中德, 超高压电网继电保护专题分析,水利电力出版社, 1988. 9. 鹿洪刚,电力电缆故障测距综述, 电网技术,2004,28(20).

10. 林立生,交通电力电缆防盗报警系统设计方案的研究, 福建交通科技,2007.

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了无数的困难和障碍,都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要感谢我的论文指导老师—华老师,他对我进行了无私的指导和帮助,不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外,在校图书馆查找资料的时候,图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢!

感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献,如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发,我将很难完成本篇论文的写作。

由于我的学术水平有限,所写论文难免有不足之处,恳请各位老师和学友批评和指正!

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/k1ej.html

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