一种支持移动互联的高压电就地预警装置论文和设计-陈磊

全文摘要

本实用新型公开了一种支持移动互联的高压电就地预警装置，涉及公路工程技术领域。包括：电场传感器、信号调理电路、MCU、GPS模块、全网通模块、外部存储Flash、报警LED灯和报警音响，通过电场传感器感应的电压信号处理后传送给MCU，MCU判断后可通过LED和音响实现报警，达到提醒操作者或者监督者的作用，并通过GPS模块获取报警信息的位置，通过全网通模块实现将报警信息上传至云平台并可通过手机端进行访问，实现了报警信息处理和管理的信息化。

主设计要求

1.一种支持移动互联的高压电就地预警装置，其特征在于，包括：电场传感器、信号调理电路、MCU、GPS模块、全网通模块、外部存储Flash、报警LED灯和报警音响，所述电场传感器的信号经过所述信号调理电路之后传输至所述MCU中，所述GPS模块、全网通模块、外部存储Flash、报警LED灯和报警音响分别与所述MCU数据连接，所述全网通模块通过云平台与移动终端数据连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的支持移动互联的高压电就地预警装置，其特征在于，还包括太阳能电源，所述太阳能电源为所述预警装置供电。

3.根据权利要求2所述的支持移动互联的高压电就地预警装置，其特征在于，所述太阳能电源包括依次连接的光伏板、充电模块、可充电电池、电源切换电路、一级DC-DC电源芯片和二级DC-DC电源芯片，所述光伏板与所述电源切换电路连接，所述一级DC-DC电源芯片为所述全网通模块和GPS模块供电，所述二级DC-DC电源芯片为装置中的其他模块供电。

4.根据权利要求1所述的支持移动互联的高压电就地预警装置，其特征在于，还包括实时时钟模块，所述实时时钟模块与所述MCU数据连接。

5.根据权利要求1所述的支持移动互联的高压电就地预警装置，其特征在于，所述信号调理电路包括依次连接的积分电路、50Hz选频滤波电路、信号放大电路和A\/D转换电路，所述积分电路的输入端与所述电场传感器连接，所述A\/D转换电路的输出端与所述MCU连接。

6.根据权利要求1所述的支持移动互联的高压电就地预警装置，其特征在于，所述报警LED灯包括多组并联的LED灯。

7.根据权利要求1所述的支持移动互联的高压电就地预警装置，其特征在于，所述报警音响的响度大于等于95dB。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及公路工程技术领域，尤其涉及一种支持移动互联的高压电就地预警装置。

背景技术

随着交通运输业的快速发展，大量公路基础设施需要进行建设，在公路建设的过程中，部分公路会穿过高压线网，该部分公路在高压线下施工时，会存在施工机械部分离高压线过近导致事故发生的危险，一旦发生事故，损失往往是很惨重的，造成设备损坏、人员伤亡、大面积停电等。

为解决上述问题，现有的高压电预警装置虽然能够在工程机械设备某一部分靠近高压电时，通过传感器感应电场强度信号，处理后发送给控制端进行预警，但是，不能将预警的位置、时间等信息储存并发送，并且现有的高压电预警装置都是采用电池或者从工程机械取电，不便于对预警信息的实时监控和装置的长时间使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种支持移动互联的高压电就地预警装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种支持移动互联的高压电就地预警装置，包括：电场传感器、信号调理电路、MCU、GPS模块、全网通模块、外部存储Flash、报警LED灯和报警音响，所述电场传感器的信号经过所述信号调理电路之后传输至所述MCU中，所述GPS模块、全网通模块、外部存储Flash、报警LED灯和报警音响分别与所述MCU数据连接，所述全网通模块通过云平台与移动终端数据连接。

优选地，还包括太阳能电源，所述太阳能电源为所述预警装置供电。

优选地，所述太阳能电源包括依次连接的光伏板、充电模块、可充电电池、电源切换电路、一级DC-DC电源芯片和二级DC-DC电源芯片，所述光伏板与所述电源切换电路连接，所述一级DC-DC电源芯片为所述全网通模块和GPS模块供电，所述二级DC-DC电源芯片为装置中的其他模块供电。

优选地，还包括实时时钟模块，所述实时时钟模块与所述MCU数据连接。

优选地，所述信号调理电路包括依次连接的积分电路、50Hz选频滤波电路、信号放大电路和A\/D转换电路，所述积分电路的输入端与所述电场传感器连接，所述A\/D转换电路的输出端与所述MCU连接。

优选地，所述报警LED灯包括多组并联的LED灯。

优选地，所述报警音响的响度大于等于95dB。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的支持移动互联的高压电就地预警装置，包括：电场传感器、信号调理电路、MCU、GPS模块、全网通模块、外部存储Flash、报警LED灯和报警音响，通过电场传感器感应的电压信号处理后传送给MCU，MCU判断后可通过LED和音响实现报警，达到提醒操作者或者监督者的作用，并通过GPS模块获取报警信息的位置，通过全网通模块实现将报警信息上传至云平台并可通过手机端进行访问，实现了报警信息处理和管理的信息化。

附图说明

图1是本实用新型提供的支持移动互联的高压电就地预警装置的数据连接结构示意图；

图2是电源结构示意图；

图3是信号调理电路结构示意图。

其中，各符号的含义如下：

1电场传感器、2信号调理电路、3 MCU、4GPS模块、5全网通模块、6外部存储Flash、7报警LED灯、8报警音响、9云平台、10移动终端、11太阳能电源、12光伏板、13充电模块、14可充电电池、15电源切换电路、16一级DC-DC电源芯片、17二级DC-DC电源芯片、18实时时钟模块、19积分电路、2050Hz选频滤波电路、21信号放大电路、22 A\/D转换电路。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-3所示，本实用新型实施例提供了一种支持移动互联的高压电就地预警装置，包括：电场传感器1、信号调理电路2、MCU3、GPS模块4、全网通模块5、外部存储Flash6、报警LED灯7和报警音响8，所述电场传感器1的信号经过所述信号调理电路2之后传输至所述MCU3中，所述GPS模块4、全网通模块5、外部存储Flash6、报警LED灯7和报警音响8分别与所述MCU3数据连接，所述全网通模块5通过云平台9与移动终端10数据连接。

上述结构预警装置的工作原理为：

在实际使用过程中，当公路施工设备距离高压电距离过近时，能够根据电场传感器得到的电压信号，经过信号调理电路后，进入MCU，如果该信号大于报警阈值，则MCU可通过报警LED灯和报警音响进行就地报警，通过装置自带的GPS模块获取当前的位置信息，将记录存储于外部存储Flash中，另外可以通过全网通模块将报警信息上传至云平台进行存储，通过移动终端从云平台上实时获取报警位置、时间等记录信息，实现对报警记录的信息化管理。

本实用新型提供的预警装置可支持不同的电压等级，范围在10KV-500KV之间。在实际使用过程中，该预警装置可安装在公路施工设施上的最高点处。

本实用新型提供的装置可满足公路施工中施工机械在高压线下施工时某一部分距离高压电比较近时，通过电场传感器感应的电压信号，并通过处理后传送给MCU，并能通过LED和音响实现报警，达到提醒操作者或者监督者的作用，并通过GPS模块获取报警信息的位置，并通过全网通模块实现将报警信息上传至云平台并可通过手机端进行访问。MCU并通过总线连接实时时钟模块和FLASH模块，提高了装置的时间可靠性和存储容量。

相对于传统的高压电报警装置，该装置具备获取位置和时间信息的功能，并能将信息存储和实时访问，为信息化处理报警信息和报警信息管理提供了方便。

本实施例提供的支持移动互联的高压电就地预警装置，还可以包括太阳能电源11，所述太阳能电源11为所述预警装置供电。

所述太阳能电源11包括依次连接的光伏板12、充电模块13、可充电电池14、电源切换电路15、一级DC-DC电源芯片16和二级DC-DC电源芯片17，所述光伏板与所述电源切换电路连接，所述一级DC-DC电源芯片为所述全网通模块和GPS模块供电，所述二级DC-DC电源芯片为装置中的其他模块供电。

电源模块分别连接各个功能模块，对各个功能模块提供所用电源，如图2所示。它不但可通过太阳能取电直接供电，还可以通过太阳能对可充电电池进行充电；最后通过电源切换电路输出太阳能或者电池输出；后级采用宽范围输入的DC-DC电源芯片稳压输出4V供全网通模块和GPS模块使用，再通过二级DC-DC芯片输出3.3V供其他芯片使用。在实际使用过程中，可以通过BQ24650芯片及外围电路实现对电池的充放电管理，并可对电池进行过充过放等保护功能。

相对于传统的高压电报警装置，本实用新型提供的装置采用太阳能供电，减少了现场对不同电压电源的要求。

本实施例提供的支持移动互联的高压电就地预警装置，还可以包括实时时钟模块18，所述实时时钟模块18与所述MCU3数据连接。

在使用过程中，GPS模块用于获取报警的实际位置，同时还可以实现对时功能，本实施例中，为提高装置的时间可靠性，还可以包括实时时钟模块，用于在GPS模块无法向装置提供时钟时进行自守时，保证时间的准确。

本实施例中，所述信号调理电路2包括依次连接的积分电路19、50Hz选频滤波电路20、信号放大电路21和A\/D转换电路22，所述积分电路19的输入端与所述电场传感器1连接，所述A\/D转换电路22的输出端与所述MCU3连接。

在使用过程中，电场传感器以非接触的方式接收高压线周围的电场信号，并传输给信号调理电路。信号调理电路将接收的电场信号通过积分电路进行积分，并通过50Hz选频滤波电路进行50Hz选频滤波，再经过信号放大，A\/D转换后传输给MCU。

MCU通过对接收到的50Hz工频信号进行强度分析，并通过与预置的在特定电压下电场强度与距离的对应关系对比，判断该信号强度是否达到预设报警信息。

本实施例中，所述报警LED灯7包括多组并联的LED灯。

在使用过程中，报警LED灯接收MCU的控制信号，发出光信号，为提高信号的可分辨性，本实施例中，采用多组LED并联的方式。

所述报警音响8的响度大于等于95dB。

在使用过程中，报警音响接收MCU的控制信号，发出声信号，为提高信号的可分辨性，本实施例中，音响的响度大于等于95dB。

通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本实用新型提供的支持移动互联的高压电就地预警装置，包括：电场传感器、信号调理电路、MCU、GPS模块、全网通模块、外部存储Flash、报警LED灯和报警音响，通过电场传感器感应的电压信号处理后传送给MCU，MCU判断后可通过LED和音响实现报警，达到提醒操作者或者监督者的作用，并通过GPS模块获取报警信息的位置，通过全网通模块实现将报警信息上传至云平台并可通过手机端进行访问，实现了报警信息处理和管理的信息化。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

设计图

一种支持移动互联的高压电就地预警装置论文和设计

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主设计要求

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