电力防盗技术（共6篇）
电力防盗技术 篇1
0 引言
电力系统在日常的生活中具有十分重要的作用, 它直接关系到国家经济的发展, 人民生活水平的提高。然而, 近年来, 一些不法分子为了赚取废旧金属费用, 破坏、盗窃电力设备, 导致电力系统无法正常的运行工作, 造成了严重的经济财产损失。据调查显示, 近年来, 电线被盗情况逐年严重, 电线盗窃事件屡禁不止。为此, 电力企业采用各种电力防盗技术, 以确保电力设施的完好性, 保障电力系统的正常工作。
1 电线防盗技术及其应用
1.1 基于GSM的电线防盗系统
基于GSM的电线防盗系统采用了覆盖范围较广的公用移动通信网 (简称GSM) , 通过电话语音和手机短信实现报警功能, 具有安装灵活、使用方便、无距离限制、监测范围广的特点, 广泛适用于点、面广的电线路及电力设施防盗系统。当发生电线被盗时, 此系统能够及时可靠的向有关部门和工作人员报告, 从而能够及时的处理现场。
1) 系统构成
电线防盗系统主要组成包括报警中心、安装在电力设施低压侧或配电线路侧的防盗报警器和工作人员手机组成。在电力线路末端安装防盗报警器, 可以监测报警线路的异常状态;在配电线路低压侧安装防盗报警器, 可以实现对变压器的实时监测和异常现象报警。当电线被盗时, 线路会发生异常, 防盗系统及时监测到异常情况, 发出报警信息, 通过公用移动通信网络将报警信号传送给主站或者工作人员的手机, 便于工作人及时的处理异常状况。
2) 系统功能与特点
基于GSM的电线防盗系统能够实时监控报警电线电缆被盗、破坏等异常现象, 正常停电不启动报警系统;系统的报警方式多样化, 主要有本地声光报警、远程报警;可以实现手机短信、电话语音报警, 可以及时的了解案件地点, 处理现场;系统监测报警范围广, 在GSM网络的覆盖范围内;系统安装方便、操作灵活简单。
3) 系统应用
基于GSM的电线路防盗系统广泛应用于电线电缆防盗中, 有效地遏制了电线电缆被盗的现象, 降低了电线电缆的损坏程度和被盗率。当电线损坏或被盗时, 电路会发生故障, 这时报警器会检测到线路发生故障, 运行程序判断发生故障的线路, 并将判断结果发送至GSM MODEM, 以GSM公用移动通信网络为载体, GSM MODEM将线路故障情况通过手机短信或语音电话发送至主站和工作人员, 工作人员在获得信息后, 立即进行现场处理, 从而有效地处理了电线电缆以及其他电力设备被盗问题。目前广大企业和电力公司都将这种防盗系统应用于电线防盗中, 实时监测电线电缆等电力设备的工作状态。
1.2 电路拉线防盗在线监测系统
电路拉线是保证杆塔稳定的重要组成部分。拉线是盗窃者常窃取的一种电力设施, 为输电线路埋下了很大的安全隐患。当前, 许多电力企业采用了各种防盗技术, 监测电线的盗窃行为。电路拉线的防盗在线监测系统是针对输电线路拉线被盗研制的一种盗窃在线监测系统, 它能够准确及时的向相关部门或工作人员发送正发生的电路拉线盗窃行为信息。
1) 系统工作原理
当盗窃者采取锯断拉线棒或拉线的方式进行盗窃时, 拉线会在这一过程中出现振动现象。基于拉线振动原理, 长度为L米, 单位长度质量=m (kg/m) 的钢丝, 受到大小为T (N) 的拉力, 其振动频率, 如果盗窃行为发生在拉线中部时, 拉线中部的振幅高达0.1m, 计算得出相应的加速度达到0.3g, 由此分析可以看出, 只要灵敏度达到0.3g的振动传感器就能够满足系统的识别要求。
当盗窃者采取卸掉电线夹螺栓或剪断拉线的方式进行盗窃时, 拉线的振动现象不明显, 如果还按照振动原理进行检测, 会导致系统监测失效, 达不到防盗报警的目的, 因此, 基于拉线倾斜角度的原理对防盗监测系统进行完善。当线夹与拉线固定的螺栓被卸除或者拉线被剪断时, 拉线会发生自动下垂, 在平时状态下拉线与大地保持的角度就会发生变化, 超过某一定值, 测量拉线与大地的相对倾斜角, 判断其是否发生变化, 确定拉线是否被盗。
2) 系统应用
在电线盗窃发生时, 基于振动原理的电路拉线防盗系统能够及时的识别盗窃行为, 迅速报警, 具有较好的实时性, 但它可能会因盗窃者的盗窃方式不同而达不到原先的防盗目的, 且其对抗干扰要求较高, 设计较为复杂。因此基于振动原理的防盗监测系统需要综合考虑风吹雨打等各种自然因素以及动物的碰撞引起的振动, 防止误报警。基于角度原理的电路拉线防盗系统可以满足不同盗窃行为的监测要求, 当螺栓被卸掉或拉线被剪断、锯断, 拉线与大地之间的相对角度必然发生变化, 通过测量这一角度判定盗窃行为, 但是这种系统的及时性比较差, 必须在拉线被破坏后才能监测到启动报警系统。
在实际输电线路拉线的防盗中, 应用的是基于振动原理和角度原理两种原理相结合的防盗在线监测系统, 当发生电路拉线盗窃时, 防盗监测系统能够准确及时的向有关人员发送相关信息, 及时处理, 打击盗窃行为, 从而保证电力系统能够安全可靠地高效运行。
1.3 基于微波感应的电线防盗系统
1) 系统原理
基于微波感应的电线防盗系统是运用微波感应的原理, 对10m范围内的移动物体进行感应并获取信号, 通过全球移动通信网络与监控中心交互信息, 通知工作人员电线被盗以及线路等具体信息, 再由工作人员通知巡检人员, 及时处理盗窃事件。同时, 可以通过电话语音方式, 对正在进行盗窃电线的盗窃者进行语音教育, 达到一定的威慑作用, 为巡检人员抵达现场争取时间。
2) 系统应用
电线的频繁被盗, 导致大面积停电, 给电力企业和广大用户的日常生活和工作带了不便, 造成了严重的经济损失。基于微波感应的电线防盗系统充分运用了移动通信网络、微波感应原理, 及时、准确的向相关部门和工作人员报告现场情况, 在电线防盗中充分发挥了十分重要的作用。在实际应用中, 基于微波感应的电线防盗系统应用范围广, 适应性极高, 安装方便, 准确性和及时性高, 具有实用价值。
2 结论
先进的电力防盗技术, 及时准确的对电线被盗等异常状况进行判断报告, 可有效降低电线电缆等电力设施的破坏率和被盗率, 保障电力系统安全可靠的高效运行, 满足广大用户的需求。因此, 电力企业等相关部门应加强对电力防盗技术的重视, 广泛的应用电力防盗技术。
参考文献
[1]叶远国.低压配电电缆防盗问题的研究[J].华南师范大学学报, 2000, 12 (2) .
[2]黄峥.低压电力线路检测方法研究[J].机电工程技术, 2009, 39 (1) .
电力防盗技术 篇2
现在业内最常要的电缆防盗技术主要有检测方法和信号传输方法;其中, 检测方法是电压电流检测方法和电容探测法, 而信号传输方法有电力线载波通讯法和无线信号传输法。
1 常用防盗技术方法
1.1 漏电流检测方法
其主要原理是将一路段的三相四线同时穿过互感器进行检测, 按常规线路判断, 其正常值应是一特定初始值, 可在线路末端故意使其火线与大地之间产生漏电, 则其检测的值应超过原先的初始值, 一旦检测恢复到初始值则认为电缆被割断随即报警。此种方法的局限是: (1) 难以确定检测初始值; (2) 存在安全隐患; (3) 白天无电状态时, 电缆被盗无法检测、无法报警。
1.2 电压电流检测法
通过判断电缆末端是否带电来判断电缆是否断线, 检测的电路多种多样, 该方法简单可靠, 但只能对长期带电的电缆进行检测报警, 如路灯电缆白天不带电则无法检测。
1.3 电容检测法
利用电力电缆空置的两芯, 在末端短路, 始端接入一个多谐振荡器, 当电缆正常时空置电缆是短路状态, 振荡器不工作;当电缆被割断时, 空置电缆成为一个电容, 且容量大小与被断线位置有关, 振荡器输出的频率也不同, 对输出的脉冲进行计算, 可定位断线位置。但该方法必须布线时就留有空置电缆, 路灯电缆多为针l芯, 为3根相线l根火线和1根地线;如果采用此方法需布设7芯电缆, 将大大增加了工程造价。
1.4 电力载波报警方法
这是目前焦化厂使用最多的方法, 采用电力载波方式与末端进行通讯, 若通讯不通时, 则认为电缆断线而报警;这种方式有其可行性, 原因是焦化厂线路很多都是专用交压器, 线路比较干净, 杂波少, 便于电力载波通讯。但是有以下局限性: (1) 不适合公用变频器电路; (2) 线路不宣太长; (3) 末端设备寿命受电池影响较大。
1.5 无线通讯法
利用GPRS/GSM技术或无线数传电台构建无线网络, 在电缆末端装设无线发射装置和电压检测报警装置, 变电站装设无线子站, 收集本站的报警信号, 在正常亮灯时闻 (电缆带电) , 当电缆末端由有电跳跃至无电时, 触发报警, 通过无线网络发送报警信号子站接收到信号后判断是在亮灯时间则发出报警信息;在白天不亮灯时间, 系统发送回路阻抗检测信号, 检测到末端设备则不报警, 否则报警。
综合分析对比以上各种电缆防盗技术结合各种方法的优缺点, 探索出一套基于高频载波的综合报警系统。其原理是:电缆末端设备改为无源设备, 将极大的提高末端设备的寿命;当电缆白天不带电时, 系统定期向每个回路电缆发送一个阻抗检测信号, 当收到末端反馈后, 代表电缆正常, 如果没收到信号, 代表电缆断线, 发出报警;当夜间电缆带电后, 系统实时检测电缆回路电流, 当电流值比正常值下跌1A或2A (可设定) 时启动高频载波功能, 向电缆加载高频波, 如果此时能检测到末端设备, 则代表电缆正常, 是线路中灯具损坏造成电流下降;如果检测不到末端设备, 则发出报警。
该方法克服了载波通讯误报警的问题大大提高了检测的可靠性, 经过实际检验该报警方法在不通电时准确率达100%, 通电时准确率达95%以上。
目前正在研究、开发利用的GPRS技术的电缆报警系统, 在电缆末端装设无线发射装置和电压检测报警装置, 变电站装设无线子站, 收集本站的报警信号, 在正常亮灯时间 (电缆带电) , 当电缆末端由有电跳变至无电时触发报警, 通过无线网络发送报警信号, 子站接收到信号后判断是在亮灯时间区间则发出报警信息;在白天不亮灯时间, 系统发送回路阻抗检测信号, 检测到末端设备则不报警, 否则即报警[4]。
2 电缆报警的软件实现
其工作原理是当各线路电缆处于正常工作状态时, 监控子站发送正常的数据报文, 一旦某条电路电缆被割断或配电箱的高压门、低压门或变压器门被打开时, 监控子站工控机将及时监测到并向中继系统发送一个故障报文。
电缆防盗系统中只要电缆发生任何异常, 该终端就会立即向监控中心发送报警信息。但是有时监控终端会发送误报信息, 为解决此问题, 在系统触发报警时, 需要设置启动报警, 延迟20ms后, 如果未收到解除报警的信息即发出报警声, 否则不发出报警声。其电缆故障报警判断的逻辑如图1所示:
3 电流越限报警的逻辑判定及实现
电力监控除了上面提到的电缆防盗报警, 还有一个基本功能就是电流越限报警该功能记录系统运行的情况及参数, 及时提醒管理者出现的异常。每个变电站都有主继电器KM和各个回路的断路器QF, 当KM和QF闭合时, 每个回路接通, 有电流产生, 该变电站控制的路灯都亮起来。
一般情况下, 各个回路的QF都处于常闭状态;每天主继电器KM动作2次, 断开和闭合时间可自行设定。以上午6:00断开, 傍晚18:00闭合为例。如果在这段时间内, 主继电器KM处于闭合状态, 就当作是异常情况, 需要触发报警。相反如果在傍晚18:00至次日6:00这段时间内, KM处于断开状态, 系统也会触发报警功能。
电缆开始通电时启动电流较大, 各相的电流都很高, 15分钟后回落到平稳状态, 此时开始判断电流是否越限, 电流一旦越限就触发报警。
4 结语
电缆防盗报警和电流越限报警在电力监控中的应用, 节约了大量的人力物力, 同时该系统还能发现故障隐患, 使管理人员及时发现漏电隐患或损坏灯具进行维修, 进一步的避免了焦化厂的损失。
参考文献
[1]郑文华, 刘洪春, 周科.中国焦化工业的现状及发展思路.鞍钢技术, 2003, (3) :1～7.
[2]张强.加强规范化管理, 提高现代电力通信网的运行管理水平[J].电力系统通信, 2005, (6) .
[3]方波, 秦大为.电力电缆防盗报警系统[J].电工技术.2007, (1) .
电力防盗技术 篇3
关键词：防盗系统,电力线载波通信,动态图像识别
在博物馆、银行、图书馆等保存有贵重物品的场所,在晚上闭门之后会存在不安全因素,给不法分子可乘之机,造成财产损失。所以出现了多种可以应用于无人区的防盗系统。
随着无线传感器检测防盗系统的出现［1 －2］,可以实时地进行检测和管理。但是需要定时检测传感器节点工作状态是否良好、能量是否充足、工作是否正常, 浪费时间和人力。而且基于无线传感器的检测防盗系统容易受到外界环境的影响。
多路有线防盗告警装置［3］是采用6 V直流电源、4路防盗探头来探测设防区域是否有人体进入或设防物体被移动。这种防盗报警装置需要定时检查其正常使用状态,由于采用直流电源不利于长期使用。对于无实质性险情的误报,必须由管理人员采取相应措施来解除防盗报警状态,无法实时地观察到情报的正确性。
电力线载波通信［8］,是利用中、低压配电网作为信息传输媒介,实现图像、语音以及数据等综合业务传输的一种通信技术,其特点是不用重新架设网络,就能进行数据传输。传统的低压电力线载波通信一般采用窄带传输［9 －10］,即利用载波调制的方法将携带信息的数字信号的频谱搬移到某个较高的载波频率上,以避开电力线的强噪声干扰。采用基本调制方法有ASK, FSK和PSK,以及派生出的差分相移键控、最小频移键控等,但这些调制方法的去噪能力弱,特别是当噪声能量集中在信号所传输的频带上时,通信将无法可靠进行。随着低压载波通信应用范围的拓展,以及人们对其通信质量要求的不断提高,传统的载波通信技术已不适应现代高速率、大容量通信的要求。
基于以上背景,提出一种基于电力线载波传输和动态图像检测的防盗通信系统,在出现动态图像时,先对图像进行采集处理,然后利用电力线网络资源进行传输,无需重新布线,实现了投资少,可靠性高的优点。
1 系统总体设计
本文设计的基于电力线载波传输和动态图像检测的防盗通信系统由图像采集系统、图像处理系统、电力线载波传输系统、管理服务器模块和显示及报警模块5 部分组成。系统总体设计拓扑图如图1 所示。
其主要工作流程为: ( 1) 图像采集系统对动态图像进行采集。( 2) 图像处理系统对采集得到的图像进行处理。( 3) 将处理后的图像数据通过电力线载波通信模块进行传输。( 4) 管理服务器模块接收来自电力线载波通信模块的信号。( 5) 对检测到的动态图像［4］进行显示,并发出警报。
2 系统各模块设计
2. 1 图像采集系统和图像处理系统
图像采集系统和图像进行分析处理系统: 设计主要采用网络摄像机［5］,包括负责图像的采集的图像声音传感器,以及A/D转换器,图像、声音编码器、控制器和网络服务器。
声音和图像传感器采用CCD图像传感器［7］,其中光电二极管将光转化为电荷,再经传输电路传送和输出。如图2 所示,当网络摄像机侦察到有移动目标出现时,会自动开启图像采集模式,通过A/D转换器是将移动的图像或者声音等模拟信号转化成数字信号, 接着将其送入DSP。然后DSP通过图像、声音编码器对其进行编码压缩,以便于不失真的传输该数字信号。 采用的视频压缩格式［6］M - JPEG、H. 263、MPEG - l、 MPEG - 2、MPEG - 4 等。由于视频的前后帧之间相关性较大,可以压缩较多的冗余信息,使之更适合传输。 网络服务器主要提供网络摄像机的网络功能,其采用HTTP、TCP / IP等网络协议,允许用户通过PC使用标准的浏览器根据网络摄像机的IP地址对网络摄像机进行访问,观看实时对象及控制摄像机的镜头和云台。 在控制器的控制下,网络服务器按照一定的网络协议, 将编码后的数据传出送到局域网或互联网。
2. 2 电力线载波通信模块
如图3 所示,电力线载波通信模块主要包括电力线载波芯片INT5200,包括MII接口、MAC模块、PHY模块、ADC和DAC模块、BPF模块。
该电力线载波通信模块与图像处理系统之间基于MII接口进行通信,收发以太网传来的数据包。MII接口是一种标准工业接口,主要为数据链路层中的MAC子层与物理层的上层之间提供接口。在此主要为INT5200 和以太网物理设备提供互连。MAC模块用于传输以太网数据包,由于其带有优先级判断和自动重复请求的CSMA/CA机制,可提高数据传输的可靠性。 PHY模块对来自MAC模块的数据流进行OFDM调制并进行传输。
当电力线载波通信模块接收到传来的动态采集信号后,INT5200 芯片首先对该信号进行正交频分复用调制,然后对调制后的信号进行10 位DAC变换,将动态图像的数字信号转换成模拟信号,通过带通滤波器BPF滤波,以防止对其他部分产生干扰,再经过自动增益放大电路将滤波后的信号放大到合适的幅度再在电力线上传输,最终将调制信号由耦合变压器耦合到电力线上传输。对于从电力线接收过的OFDM信号,经过耦合变压器将其传输给INT5200,对其进行相应的转换及解调。
其中,芯片INT5200 采用Powerpacket OFDM调制技术,使数据即使在恶劣的电力线传输环境中也能达到14 Mbit·s－ 1的传输速率。而且该芯片可以根据信噪比来分配可用的载波频率,可以抵抗深度衰落,噪声干扰和多径衰落。在低信噪比的情形下即使不采用导频信号,也可达到同步的作用。如图4 所示,INT5200 和电力线之间通过耦合变压器实现数据传输,信号耦合变压器的前端与C213组成一个高通滤波器,它将削弱低频的电力线电压信号,使高频通信信号通过。当移走电源时,R200和R208将用于消耗仍然集结在C213两端的电荷。
2. 3 管理服务器模块和显示及报警模块
通过RJ45 接口接收电力线载波通信模块传来的解调信号,并传送至管理服务器。接着显示及报警模块对检测到的动态图像进行显示,并发出警报声音。
3 系统各模块软件设计
设计中动态图像的处理是通过软件实现的,该软件的开发语言均为C语言,其实现均基于微软. net 3. 5,开发工具为Visual Studio2010。程序采用模块化方式设计,以方便于维护升级。数据库采用MySQL轻量级数据库。
4 系统优势
基于电力线载波通信与动态图像检测的防盗系统具有以下优势:
( 1) 利用现有的电力线资源,通过正交频分复用方式传输模拟或数字信号实现即使在恶劣的电力线环境下,仍可以获得高速率的传输的目的。利用现有的电力线资源作为传输媒介,路由合理,在实现数据高速率传输的同时,也可以达到可靠性传输的目的,而且, 由于不需要重新布线,可以大幅节省开支。
( 2) 由于图像处理系统具有网络功能,其采用HT- TP、TCP / IP等网络协议,可以允许用户通过PC机对图像采集系统进行远程实时访问,同时也可以选择性地观察图像采集系统周围环境,防止入侵,提高了该防盗通信系统的自动性和可靠性。
5 结束语
电力防盗技术 篇4
关键词：电力载波,信号检测,高压电源
0 引言
根据现有10kV电网设备防盗系统的特点和存在问题,提出了一种安全、可靠、低成本的10kv电网设备N型电力载波防盗系统。该系统主要采用电力载波通信来传输数据,将来还可以扩充更多功能,如防窃电、变压器运行情况的监测、自动抄表等附加功能。
1 系统设计思想与原则
10kV电网设备N型电力载波防盗系统是指对间断运行灌溉变压器,保留一相10kV高压不断电,这时空载功耗几乎为零,而变压器机芯对地就有电压,利用电力载波对10kV电网设备变压器,三相高压线防盗报警系统。系统设计坚持满足安全性、先进性、实用性、可靠性、可维护性及经济性等原则。同时,10 kV设备防盗系统要自成体系,要求与企业中的上级部门实现信息的共享,操作系统、数据库、数据源和数据的访问接口应符合相应的标准。该防盗系统有10 kV载波主机报警器、10kV载波分机报警器、10 kV载波中继机报警器、工业控制计算机组成。报警信息进行处理后,并根据处理结果以多种形式(如显示到屏幕上、产生声音、显示故障信息对话框等)报给值班人员并把报警信息存在数据库中。
2 系统研制的关键技术
与采用无线网络通信技术(GSM、GPRS)和电话网络通信技术相比,采用电力载波通信技术有很多优点。电力载波通信可以利用现有的10 kV电网进行通信,因此,可以省掉架设网络硬件设备费用及通信运行费用,可以长期在线通信,不用担心费用问题。10kV电网设备N型电力载波防盗系统在载波通信主机和分机研制过程中所遇到的主要问题有:检测通讯电路的供电、10 kV高压线断电检测、10kV电网载波阻抗的测试、10 kV电网衰减度测试、提高载波功放部分效率、阻抗匹配、载波传送距离等问题,由于篇幅所限,主要讨论前两个问题。
3 电路的供电问题
10kV电网设备N型电力载波防盗系统中,间断运行变压器保留一相高压不断电,低压(380V)三相全部断电,如用蓄电池长期供电很难维持半年时间,如用太阳能电池加蓄电池,解决不了太阳能电池被盗问题,同时太阳能电池成本也比较高。可以从10 kV高压线上取得电能,用耦合电容或电压互感器的办法都可以解决。为此设计了带有高压供电电源的窄带结合滤波器,如图1所示。它主要是由10kV高压供电耦合电容C1(7nF/20kV)、50HZ变流变压器T2、C5(0.1uF/1kV)与压敏电阻Ra3构成50HZ低压电源,提供交流恒流输入(约13.2 mA)。高频载波(127kHZ)信号经T3 C3;L2 C2谐振检波C5旁路,经C1耦合,输入高频电力载波。这样就可解决高压报警器的供电问题和窄带结合滤波器问题。
经过变流变压器T2提升次级电流,提高直流电源功率。此变压器设计与一般电源变压器不同,命名为变流变压器。此充电电路为恒流充电,供电电路设有停电、蓄电池欠压、过压、过充电保护报警功能。
4 10kV高压线断电检测问题
在10kV电力设备N型电力载波防盗系统中,不仅要防止变压器被盗,还要防止电力传输线被盗割,实际中只要出现一根高压线被盗割,就应该报警,这就要求在三相10 kV电力传输线任一相被割断时,应能及时检测出停电的一相。为此,应用了噪声中微弱信号的提取技术,设计了低成本的电场感应式传感器,解决了这一难题。
电场感应式传感器相当于一个0.5pF左右的电容,这种电场感应式传感器分别接在三根高压线的正下方,离高压线有一定的安全距离,根据电场感应式传感器感应的信号,可以判断出10kV高压线路上电压大小和三相电压相位的变化。引起10kV系统电压异常的因素非常多,可分为两大类:一类是10kV电网运行参数异常;一类是10kV系统设备故障,包括一次设备故障(还可能出现多重故障)、测量回路故障(包括Tv及其二次回路故障)、一次设备故障而且测量回路也有故障[1]。根据文献[1]的结论和10kV电力运行测试实验数据的结果,有故障接地或断线时,一般A、C相电压偏低,B相电压变化较少。噪声中微弱信号的提取电路的功能如图2所示。此电路既检测高压三相感应信号的大小,又检测其三相电压的相位。不论三相高压线路断线(任一相),还是三相高压线路中的任一相接地,此电路都可以正确地检测出来。但是,此电路的缺点是不能分出是三相高压断线还是三相高压接地故障。
5 系统的软件设计问题
防盗系统的软件设计分两部分:一部分是单片机软件设计,另一部分是后台管理软件设计。在载波主机或分机的单片机程序设计中要遵循一个原则:应采用半双工通信方式,即在同一时刻,只能有一台载波主机或分机处于发送状态,其余均要处于接收状态。载波主机的单片机串口是共享的,如图3所示。单片机既要与工业控制计算机通过串口通信,又要与载波收发机通信,图中采用三态门进行切换,由单片机B口RB2和RB3脚控制。程序设计流程如图4所示。
采用Delphi 7.0开发该后台管理程序[2]。由工业计算机通过或矢量运算,判断出哪一段高压线最可能被盗、断线或对地短路。l0kv电力设备防盗系统后台管理程序的功能模块包括系统初始化模块、线路参数管理模块、行政村资料管理模块、故障报警处理模块、监控图管理模块、数据处理储存管理模块等。
6 结论
该系统已在濮阳市某区分局得到应用,运行状况良好,有效保护了l0 kV电力设备,同期相比大大减少了辖区的经济损失。应用过程中该系统得到了进一步的完善,具有很好的推广应用前景。
参考文献
[1]李学海.PIC单片机实用教程(提高篇)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003:256-258.
论汽车防盗技术的发展前景 篇5
1. 1 汽车防盗器的定义
汽车防盗器就是一种安装在车上,用来增加盗车难度,延长盗车时间的装置,是汽车的保护神。它通过将防盗器与汽车电路配接在一起,从而可以达到防止车辆被盗、被侵犯、保护汽车并实现防盗器各种功能的目的。
1. 2 汽车防盗器的类型和特点
随着科学技术的进步,为应对不断升级的盗车手段,人们研制出各种方式、不同结构的防盗器,目前防盗器按其结构可分为四大类: 机械式、机电式、电子式和网络式。
(1) 机械式防盗器。早期的汽车防盗器材主要是机械式的防盗锁。机械锁发展至今经过了数次技术升级,钩锁、转向盘锁和变速挡锁等基本属于机械式防盗器,它主要是通过锁定离合、制动、油门或转向盘、变速挡来达到防盗的目的,只防盗不报警。
(2) 机电式防盗装置。随着科学的进步,出现了机电一体式的防盗装置(中央门锁)。中央门锁是以电来控制门锁的开启或锁止,并由驾驶员集中控制所有车门门锁的锁止或开启。中央门锁系统具有下列功能: 当锁住( 或打开)驾驶员侧车门门锁时,其他几个车门及行李厢都能锁止(或打开); 如钥匙锁门也可锁好(或打开) 其他车门和行李厢; 在车内个别门锁需要打开时,可分别拉开各自门锁的按钮。
(3) 电子式防盗器。为了克服机械锁只防盗不报警的缺点,电子报警防盗器应运而生。汽车电子防盗系统是在原有中央门锁的基础上加设了防盗系统的控制电路,以控制汽车移动的同时并报警。电子防盗是目前较为理想的防盗装置。如果有行窃者盗窃汽车或汽车上的物品,防盗系统不仅具有切断启动电路、点火电路、喷油电路、供油电路和变速电路、将制动锁死等的功能,同时,还会发出不同的求救的声光信号进行报警,给窃贼一个精神上的打击,以阻止窃贼行窃。插片式、按键式和遥控式等都属于电子式防盗器。遥控式汽车防盗器的特点是可遥控防盗器的全部功能,可靠方便,可带有振动侦测门控保护及微波或红外探头等功能。随着科技的快速发展,遥控式汽车防盗器还增加了许多方便实用的附加功能,如遥控中控门锁、遥控送放冷暖风、遥控电动门窗及遥控开行李舱等。现在市场上已有双向功能的电子防盗器,这种防盗器不仅能由车主遥控车辆,车辆还能将自身状态传送给车主,例如车门被开启或车窗玻璃被破坏等。但是电子防盗器普遍存在误报警现象,而且也没有根本上解决车辆丢失问题。
(4) GPS卫星定位汽车防盗系统。GPS卫星定位汽车防盗系统(或其他网络系统),将报警信息和报警车辆所在位置无声地传送到报警中心,具有车辆定位、遥控熄火、网络查询及跟踪、车内监听、路况信息查询、人工导航等多种功能,是全方位的防盗系统。
GPS卫星定位汽车防盗系统属网络式防盗器,它主要靠锁定点火或启动达到防盗的目的,同时还可通过GPS卫星定位系统,将报警信息和报警车辆所在位置无声地传送到报警中心。可以在全国范围内实时监测车辆位置,还可以通过车载移动电话监听车内声音,必要时可以通过手机关闭车辆油路、电路并锁死所有门窗。如果GPS防盗器被非法拆卸,它会自己发出报警信息,但缺点是价格较为昂贵,所以目前车主选用的为数尚不多。
2 汽车防盗技术的发展方向和前景
安装汽车防盗系统,是汽车装饰的重要内容之一。防盗系统更主要的是实用性,而不是为了美观。汽车防盗系统种类很多,品牌也较多,价格选择,主要有如下几种。
2. 1 多功能防盗系统
汽车防盗技术的日益成熟,使多功能防盗成为高级轿车防盗的首选装置。一套先进的防盗系统,在窃车者触动汽车,进入车内、启动引擎以至拖动或驾驶车辆中的任一环节,都能报警并主动 “熄火”,使窃贼无法得逞。多功能防盗系统的种类比较多,如 “信用卡” 系统,拔出操作卡,车内3 个独立电路就会切断,无卡的陌生人无法发动汽车。另一类微电脑跳码汽车防盗器,功能齐全,防范严密。新近一发汽车智能电控防盗锁,能自动设置随机密码,一次一密码,同时具有防止解码的功能,使窃车贼一筹莫展。
2. 2 转速锁
在换挡杆位置加装转速锁,使汽车无法变换挡位。泊车后把换挡杆推入空挡或倒车挡后锁定,窃车者无法操纵汽车正常行驶,从而无法盗走汽车。
2. 3 防盗联合锁
防盗联合锁也称防盗加固器,是一种特制防撬弯柄锁,两端带有弯有弯头的钢制环形装置,停车后用它把方向盘与离合器、制动踏板连锁在一起,即使窃贼进入车内,启动引擎,坚固的联合锁使汽车只能原地空转,不能起步。
2. 4 防止启动装置
该装置隐蔽于汽车启动电路、管路之一中,当外人试图非正常发动引擎时,防盗装置会立刻切断点火电路以及燃油管路。只有车主或知情者的正确操作才能解除防盗状态,驾车驰骋。
3 汽车防盗系统的未来展望
未来汽车防盗系统将向多功能化、网络化、可视化和便捷化发展。
3. 1 多功能化
就是在同一辆车上使用两种或两种以上的防盗技术,从而增加窃贼的盗窃难度并延长其作案时间,最终迫使窃贼放弃。如超安超音波传讯锁属于机械式防盗器和电子防盗器的组合: 方向盘锁利用钢制材质制造不易锯断,感应器采用超音波感应与震动感应,在收到异常状态的第一时间就呼叫车主,距离可达2. 5 ~ 3 千米,车型不限。
3. 2 网络化
只有网络化才能远程跟踪、遥控并在窃贼得手后找回被盗汽车,因此汽车防盗网络化是大势所趋,是主流发展的产品。在GPS定位、GSM、短信、电子地图这些技术的基础上今后还可能和可视化设备融合,可以实现对窃贼进行拍照取证; 另外,通过和公安机关的机动车防盗警务网络进行联网,可以实现自动向警方报警的功能。
3. 3 可视化
主要有以下两种设备:
①微型间谍相机,该相机体积极小,可以安在汽车的任何部位而不被人注意,并能在很弱的光线下工作。可拍摄多达12 幅的照片,与蜂窝式无线电话网络连接,可将闯入汽车盗贼的照片直接传送到控制中心,使盗贼立即被辨认出来,以供警方采取相应的措施。②秘密报像机,该报像机体积很小,可隐蔽安装在汽车内。秘密报下盗贼强行进入汽车的影像,并通过全球定位系统,传送到控制中心,使控制中心随时掌握车辆所在的位置及盗贼的动向,以便抓获。
3. 4 便捷化
自动实现车门的加解锁和车窗玻璃的升降,如最新的PKE ( Passive Keyless Entry) 技术,也称 “被动式免钥匙进入”技术,车主将 “智能钥匙”放到口袋或皮包中随身携带后,可以实现车主离开汽车超过1. 8 米系统将自动为您锁好车门并伴有声光提示。如果下车时没有关好车门,系统会有声光报警提醒您回去关好车门。如果您忘记了关车窗,系统会自动为您升窗。当需要开车时,不用做任何操作直接可以开启车门。
4 结论
随着我国汽车保有量的不断攀升,汽车盗窃犯罪也处于高发态势,汽车防盗的新技术和新产品在打击盗窃汽车犯罪中起着越来越重要的作用,在享受这些新技术和新产品的同时,我们也要不断加强自身的防盗意识,不让犯罪分子有可乘之机。
摘要：随着人民生活水平的不断提高,我国汽车保有量逐年增加,特别是轿车正以飞快的速度步入家庭,人们为了车辆的安全大都安装了汽车防盗报警系统。汽车防盗装置由初期的机械控制,发展成为电子密码、遥控呼救、信息报警,早期的防盗装置主要用于控制门锁、门窗、启动器、制动器、切断供油等连锁机构,以及为防止盗贼拆卸零件而设计的专用套筒扳手。随着科技的发展,汽车防盗装置日趋严密和完善,主要是进行整车的防护,并不断推出新产品。
关键词：汽车防盗系统,GPS卫星定位,PKE技术
参考文献
[1]宋年秀.汽车中控门锁防盗系统[M].北京:人民交通出版社,2004.
[2]张凤山.轿车使用维修手册[M].北京:金盾出版社,2003.
变压器电子防盗预警技术研究 篇6
变压器电子防盗预警系统的主要结构系统图如图1。
根据防盗体系结构图, 将变压器防盗预警系统的数据传输分为四个物理层次结构, 第一层为传感层, 将需要传感的数据信息进行采集、传感。第二层为数据处理层, 将传感层采集回的信息数据进行分类、汇总、分析和判断, 去伪存真。第三层为网络联络传输层, 将数据处理层的信息进行传输联络, 进行人机接口。第四层为信息应对层, 是将防盗信息进行处理、处警及进行管理分类、存储、汇总等 (见图2) 。
下面对各个物理层次的结构进行详细说明:
1.1 传感层
传感层是对变压器的安装位置、所处环境等信息进行采集的过程, 并通过开关量信号、模拟量信号及通讯量信号将变压器的工作状态及位置状态及现场环境状态的数据进行采集。具体采集的数据有:A、B、C三相断电信号;N相断电信号;外红检测信号;微波检测信号;现场声音信号;现场视频信号、现场振动信号;门开信号;设备位移信号等, 各种信号以不同的数据传输方式传递于数据处理层。每种信号根据需要可分为单一信号到多种信号进行数据采集。
传感层设备有:视频摄像装置、门控开关、红外线检测传感器、微波检测传感器、接近开关、音脉输入传感器及位移传感器等。
1.2 数据处理层
数据处理层主要功能是针对变压器位置相对固定工作状态及现场环境信息的改变进行以时间片轮转方式进行监控, 从变压器固定信息及工作状态的的改变中判断出变压器被盗的预警信息, 并对该信息进行核实、分析, 并将核实分析的数据上通过网络传输层传至信息应对层。为避免发生误报、漏报等情况, 要对不同通道及不同类型的数据信息进行逻辑运算, 从而分析出变压器被盗的预警信息。
数据处理层的物理设备以预警主机为主, 预警主机核心元件可以采用ARM9或ARM11系列芯片, 其多媒体功能使实时传输设备现场的视频及音频信息成为可能, 从而有效的实现人防+技防的功能。外围采用开关量、模拟量、通讯量驱动芯片为主, 对现场数据进行分析、核实和逻辑运算, 避免信息误报和漏报。
数据处理层的硬件结构如图3。
1.3 网络传输层
网络传输层是将数据处理层的的信息传送到信息对应层, 主要目标是将数据进行不同方式的有效传输, 从而使信息数据得到最终应用。
网络传输层的方式有以下几种:
1.3.1 有线传输:
有限传输的特点是需要线缆进行连接传输, 针对于电力部门的有线传输可采用电力载波的方式进行有线传输。电力载波虽可用于“智能家居”及互联网应用, 但现阶段虽有一些缺点:比如配电变压器对电力载波信号有阻隔作用, 所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送和通讯距离很近时, 不同相间可能会收到信号以及一般电力载波信号只能在单相电力线上传输等特点, 但随着电力载波技术的不断发展, 必将在电子防盗预警方面得到应用。
1.3.2 无线传输:
无线传输是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种传输通信方式, 近些年信息通信领域中, 发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线通信又通称为移动通讯, 人们把二者合称为无线移动通讯。
现阶段GSM (900M/1800MHz) 技术是应用于电力设备防盗预警的主要方式, 主要用于防盗终端和接收终端的物理设备。无线蜂窝网络控制报警主机利用GSM短信息数据传输模式及语音功能平台完成智能报警数据远程传输及控制, 该系列主机具有功能实用、质量优良、工作稳定可靠等特点, 适应室外各种环境使用, 广泛应用于电力、石油、矿山等所有在户外工作的电力设备的安全保护, 由于GSM全球无线移动通讯网络信号覆盖面积广, 真正实现了低价优质的超远距离方便、灵活的智能无线控制及报警, 解决了固定电话有线或无线大功率报警控制的局限性;GSM接收终端主机GSM短信及语音接收主机主要完成GSM短信数据及语音拨号转换为标准RS232串口通讯协议功能, 通过RS232串口与电脑相连组成接警中心。
其功能特点:
(1) 支持GSM900MHz/1800MHz无线蜂窝电话网络;
(2) 一个标准RS232串口, 通讯波特率9600BPS;
(3) 支持标准SMS数据格式, 具有接收及发送短信功能;
(4) 可实现来电显示及通话控制功能;
(5) 配置工作电源, 数据收发指示;
(6) 工作电源:AC220V输入, DC7.2-9Vl输出。
随着技术的不断发展, 卫星通讯也必将用于电力设备防盗预警中。
1.4 信息应对层
信息应对层是对变压器防盗预警信息的处理与处警过程, 是将传输的防盗预警信息通过各种方式二次传输到需到得理的设备及所需的管理人员手中, 从而做到对信息的处警。
常用的信息应对层设备有:手机应对终端和计算机处理终端等。
手机处理应对终端是利用GSM网络通过短信或是语音方式将防盗预警信息通知到管理人员手中, 由管理人员根据得到的信息进行二次数据应对处理。
计算机终端应对处理终端是利用计算机网络技术及计算机应用管理技术对得到的防盗预警数据进行系统化、网络化、管理化的预警信息处理。通常由计算机及网络硬件和计算机处理软件两部分组成。
现阶段常用的GSM接收主机功能如下:
GSM短信及语音接收主机主要完成GSM短信数据及语音拨号转换为标准RS232串口通讯协议功能, 通过RS232串口与电脑相连组成接警中心。
功能特点:
(1) 支持GSM900MHz/1800MHz无线蜂窝电话网络;
(2) 一个标准RS232串口, 通讯波特率9600BPS;
(3) 支持标准SMS数据格式, 具有接收及发送短信功能;
(4) 可实现来电显示及通话控制功能;
(5) 配置工作电源, 数据收发指示;
(6) 工作电源:AC220V输入, DC7.2-9Vl输出。
1.5 接警中心软件
接警软件是采用专业综合报警信息接收平台, 采用GSM网络短信 (SMS) 与语音及固定电话网语音混合方式接收报警信息。软件应集报警接收、用户数据库、GSM短信、报警语音电话报警、即时打印报警资料等各项功能于一体, 它的显示界面直观、形象、友好, 无须专业的操作知识, 更无须专业的操作人员, 学习掌握快、使用简洁方便。
软件功能实现:
(1) 监控中心全中文窗口界面, 可全面显示整套系统的运作状态。
(2) 监控中心系统容量:1024个监控点。
(3) 系统管理员必须输入系统密码后才能对系统进行操做。
(4) 可通过界面上的图标清晰地掌握菜单中的功能。
(5) 具有个人资料登记、授权、添加、删除、修改和查询操作。
(6) 可随时填加并定义新的入网客户。
(7) 系统软件可准确地分辩多种不同类型报警信息。
(8) 系统对数据能快速分辩警情类型、启动中心警笛, 显示出报警点具体编号, 具体位置及所处区域路线图。
(9) 可统计每月、每季度、每年各种报警情况。
(10) 监控中心全中文窗口界面, 可全面显示整套系统的运作状态。
(11) Window98/NT/2000/XP操作系统。
2 解决的重大技术落后问题及应对解决方案
在变压器电子防盗预警装置的研制过程中, 解决的重大技术落后问题及解决方案如下:
2.1 针对变压器防盗点的位置定位和实际地理信息对应问题
对于每个被监控的变压器设备防盗点的位置定位问题如何能够直观的, 实时的、友好的显示在屏幕上, 从而达到实时性和合谐统一性完美结合, 从而使管理人员能够及时、方便的对设备发出的预警信息进行响应, 这是一个仁者见仁、智者见智的问题, 由于每个人的审美观点和文化习惯不同, 因此, 造成理论上的无所适从。经过多方研究和对文化的深层次剖析以及人们的操作习惯等进行考查, 最终采用能过的地图形式+经纬度进行实时防盗点的定位。首先将标准的地图文件入计算机内存中, 根据不同的经纬度显示不同的地理位置。在系统设置时, 将相应报警点的经度和纬度输入计算机中与想应点的GPRS号码对应。这样就可以实时的实现报警点与地理位置的对应关系。由于采用标准的地理信息文件, 地图信息采用常用的地理信息文件, 与GPS导航仪采用同样的地理信息文件。随着地理信息文件的更新, 用户可以在网上进行更新地理信息文件。这就很好的解决了不同人员的审美观和地理信息与实际设备的对应关系。
2.2 报警数据传输过程中信息延时问题的处理
由于信息的传输方式采用短信传送方式, 而短信传送的方式是将信息安全传送至SP供应商, 再由SP供应商将信息传送到中心平台于是就产生了信息实时安全到达的问题。如果由于SP供应商的问题, 就有可能出现信息延时现象。这在警事业务应用中是一个致命问题。如何解决此类事件的发生就成为变压器电子防盗预警装置成败的关键。由于我们的技术人员从事网络通讯多年, 于是采用振铃呼叫加信息安全握手来实现信息的实时安全到达问题。其工作原理是这样的:当发生警情时, 防盗终端自动发送一条信息给系统中心, 当系统中心接收到终端发来的报警信息后便自动发送一条短信给相应的终端, 终端接到中心发恶报短信后便确认中心收到警事信息, 如果在相应的时间内没有收到中心发来的确认消息, 则终端接着发送第二条, 第三条信息, 直到收到接收中心发送来的确认短信为止。如果连续三次都没有收到接收中心发送来的确认信息, 则终端对中心进行拔号连接。中心接到报警终端的拔号后, 即可进行相关程序的处理。这样便很好的解决了报警数据传输过程中信息丢包的错误, 保证信息的安全到达。
2.3 关于终端对于管理人员的信息处理问题
终端如何处理防盗信息, 只是做为网络终端向信息中心发送警务信息还是可以做为单独设备使用, 如果做为单独设备应如何使用?因此, 考虑到设备的使用情况及应用范围, 我们将变压器电子防盗预警装置的使用外延进行扩展, 使其不仅可做为网络设备的终端, 又可做为单台设备进行独立预警防盗, 并使其不仅可用于变压器防盗, 并将其功能扩充为村镇重要信息点的防盗, 比如水泵防盗, 库房防盗等等。当防盗终端收到有线的防盗信息后, 可通过手机设置、中心设备等方式使终端向最多五个警务相关人员发出防盗信息。这样就将变压器电子防盗终端从网络中解脱出来, 成为可连网可独立的设备进行使用。
2.4 野外环境中设备本身的防盗问题
由于多数变压器装在野外, 风吹日晒, 环境恶劣, 并且, 防盗终端本身的防盗就成为问题。
针对此种情况, 我们将防盗终端的机壳设计为铝压铸, 全密封, 防水, 使其安全防护等级达以IP55级, 更利于长期野外使用。对于设备自身的防盗问题, 我们采用了以下几种方式进行自身防盗防护。
(1) 设备本身内部的振动开关, 有效的防止了设备被撞击和暴力破坏的可能。当对设备进行暴力破坏时, 设备内部的振动开关将此种振动信息通过短信形式发送至相关人员及接收中心。以便中心及相关人员进行相应处理。
(2) 设备门处的接近开关, 有效防止设备被无撤防的被打开。当处于设防状态时, 设备门的状态也在监控之下, 当门被告打开时, 设备将同样发送相关的警务信息。
(3) 外部的防振动开关, 有效的解决了外部设备的暴力状态。当处于设防状态时, 外部被监控设备的振动状态也在监控之下, 当外部设备发生振动时, 设备将同样发送相关的警务信息。
(4) 内部的备用电池电源系统有效防止设备线路被切割时同样能够发出警务信息。电池告警电压:6.0V, 将电池电压低于6V时, 向中心和相关人员发送设备自身状态警务信息。
3 目前变压器防盗预警处理存在的问题及下一步需要改进的思路
针对现有设备的研发, 依然存在一些问题需要考虑。
3.1 太偏远地区, 由于手机各大电信服务商网络未能覆盖地区的重要产品防盗。
在太过偏远地区, 由于各大电信运营商的网络未能覆盖, 因此采用基于SP服务的预警信息将不能有效的使用, 而更偏远的地区其警情发生率大于常规地区, 将如何解决此类问题, 是下一步设备进行改造时应着重考虑的问题。是否可采用无线网络加SP服务形式的服务有待于进一步的研究。
3.2 拟将太新型能源使用于防盗终端上的问题。
针对于变压器长时时不用的情形和设备本身的耗电的问题与现在提倡的环保节能和低碳生活有效的联系在一起, 是下一步设备着重考虑的问题。如何将太能能, 风能等自然环境能源用于设备备用能源的储备和使用将是未来考虑的重点方向。
3.3 将语音、图像功能应用于防盗终端问题。
随着三代、四代手机的应用, 将语音、图像信号应用于预警信息中已经成为可能, 甚至动画信息的传递从网络数据的传输已经成为可能, 如何充分利用现代传输信息, 共同分享服务运营商的科技成果, 将运营商的科技成果应用到警事信息中, 有效的提高事后责任认定具有重大意义。
3.4 电源变压器电子防盗预警装置中现常用的为锂电池后铅酸电池做为断电时系统的备用电池, 其有效工作时间多在两三天左右。
做为防盗预警装置, 其全天候24小时的防盗特点与现常用的备用电源的系统产生了矛盾。因此, 如何利用可持续电源做为变压器防盗系统备用电源至关重要。当然, 采用电池电源加太阳能电源的的结合, 不失为一个良好的解决方案。
摘要：电力的供应, 特别是野外变压器及变电设备的安全、可靠的运行一直是社会、企业、百姓以及媒体关注的焦点。对于变压器设备的运行状况和安全状况进行无人自动监控已经迫在眉睫, 成功的对变压器设备的运行状况及安全进行实时监控具有深远的应用意义。本文介绍了变压器电子防盗技术的网络架构及技术组成, 研究了变压器防盗过程中主要技术功能及新技术在防盗中的技术应用。
关键词：防盗终端,网络技术,变压器防盗,软件应用
参考文献
[1]Uyless Black, COMPUTER ENTWORKS Prentice-Hall, 1987.
[2]罗军舟.TCP/IP协议及网络编程技术[M].清华大学出版社.