新型低成本低压电力线防盗系统设计

　　引 言

　　目前市面上常见的低压电力线防盗系统大致有两种类型：GSM 信息直接报警型和电力载波技术结合 GSM 报警型。 前者是在每根电线杆上安装手机模块，根据监控到的掉电信号发出告警信息；后者是在电力线两端分别安装电力载波收发模块，在掉电后通过电力载波发送验证信息后再由 GSM 网络发送报警信息， 后者所具有的优点是它能够判别到底是线路断开还是停电引发的告警，有一定的实用性。 但是，以上两种类型的低压电力线防盗系统都有一个明显的缺陷，就是成本过高，企业难以承受。

　　1 系统概述

　　根据电力企业对防盗系统的成本和可靠性的综合考虑，提出以下解决方案（图 1 所示），在保证可靠性的前提下可以最大限度地节约系统成本。当监控探头检测到低压电力线断线后， 通过433M 射频信号向信息采集及报警器发出告警信息；报警器定时将采集到的告警信息用手机短信的方式通过 GSM 网络发送到短信猫；服务器根据信息内容更新数据库，并在用户页面上显示，并向特定的手机用户发出告警短信。

　　此外，用户可以在任意电脑上通过浏览器登录网页进入本管理系统，执行对历史告警信息进行查询，对基本资料进行修改，对初始告警系统进行配置等操作。【图1】

　　2 各模块设计方案

　　2.1 监控探头设计
　　监控探头直接从低压电网上取 220V 交流电经过开关电源供电。 在被监控低压线正常有电的情况下，监控探头每隔一定时间向报警器发出无线信息； 此信息包括本探头地址码和校验码等。

　　当线路发生中断时，监控探头失电，不再发出无线信息，图 2 所示。【图2】

　　
　　2.2 信息采集及报警器设计
　　信息采集模块在正常状况下每隔一定时间就会收到所有监控探头发出的地址信息。 一旦在某段时间间隔中没有收到某个探头的地址信息，则判定此探头所监控的电力线发生中断。 此时报警器将告警地址通过短信发送到 GSM 网络上，图 3 所示。【图3】

　　
　　2.3 系统设计指标
　　根据设计需求，将有关指标设定如下。 无线传输频率：433M；射频传输距离：不大于 1 000 米（视距）；短信或 USSD 传输距离：无限制；报警器电池容量：2 000 mAh；警号声音强度：大于 80dB。

　　2.4 后台软件设计方案
　　本方案概要描述的是电力设备综合防盗报警系统的总体功能以及具体要求，其目的是使得软件的设计者能够更有针对性地按照特定的要求设计本管理系统。

　　（1）采用 页面浏览器方式 ，即各电脑终端不用安装任何软件，只需打开一个网页就可以通过登录本系统执行相关操作；（2）由于涉及到电力系统和防盗报警等主题内容，本页面设计风格要求庄重大方，稳重可靠；（3）有关数据库操作和数据保存，可采取向运营商租用服务器，厂商自行进行数据维护的方式；（4）页面 每 5 秒钟 刷新一次数据 ，保证告警信息的实时上传；（5）页面 设计尽量简单直观 ，便于非专业人员操作。

　　2.5 结构设计
　　监控探头与报警器通常都安装在野外环境，故而要求能够适应各种气候；对于监控探头要求防雨，而对于信息采集和报警器还应有一定的防暴能力，以免被破坏。 两种结构在考虑防雨防暴的同时，都存在一个天线引出的问题，这一点对无线接收的效果和距离有非常大的影响；故而必须在结构设计上综合考虑天线的引出位置及安装方式。

　　3 测试结论

　　选用 ASK 无线收发模块对本系统中关键的短距离射频传输参数进行了测试，其测试数据如下表 1，表 2 所示。通过测试可见，在多发单收（即一定范围内的多个监控探头共用一个接收模块）的情况下，选用性能最好的接收和发射模块，以一套系统一个接收和 10 个发射为例， 其射频通信部分的成本仅为 70 多元， 完全能够保证在低成本的情况下完成高可靠性的数据传输工作。 此外，利用手机传输网和短距离射频传输技术进行设计，同时设计了友好的后台界面以及适合野外环境的结构设计，从低成本和高可靠性两方面保证其实用性。【表1-2】

　　参考文献：

　　[1] 赵 冬,方汉 东.电力 防 盗 报 警 系 统 的 研究 [J]. 中 小企业管理与科技,2009(8).
　　[2] 韩炯锐.关于电力线载波低压 电 缆 的 防 盗 运行 分析[J].中华民居,2013(7).
　　[3] 黄 峥,古 鹏.低压 电 力 线 路 检 测方法 研究 [J]. 机电 工程技术,2010(39).