专利名称：一种路灯电缆防盗检测方法及检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电缆防盗报警领域，特别涉及一种用于城市景观照明路灯电缆防盗检测方法及其装置。
背景技术：
随着我国城市建设的不断发展，人民经济、文化和物质生活水平迅速提高，城市景观照明得到蓬勃发展，已成为城市建设的一个重要组成部分。与此同时，用于城市景观照明的电力电缆的数量也在快速的增长，而针对照明电缆偷盗活动也日益猖撅，相关管理部门的防盗工作变得艰难，频繁发生的偷盗活动给社会带来许多不安定因素，也造成了巨大的经济损失。为此，各种电缆防盗报警系统也应运而生，对电缆被盗现象起到了一定的效果。目前现有的路灯电缆防盗检测方法虽然很多，主要可归结为电压电流检测法、电容探测法和电力线载波通信检测法，其中电压电流检测法难于实现停电检测，电容探测法则要求施工时预留两芯电缆，否则难于实施，而电力线载波通信检测法则容易受电力线干扰影响，进而容易产生误报警。为此，专利[CN101937600A]发明了一种在被检测的线路中的所有路灯上并联大阻值的功率阻抗器，并利用模数转换器测量高精密匹配电阻的电压值变化的方法来判断电缆是否被切割，并可迅速判断出断缆距电缆起始端的距离，其不足主要是所有路灯上都要并联大阻值的功率阻抗器，增加了实施难度与成本，同时高精密匹配电阻的电压值变化的测量也给系统实施增加了难度；专利[CN201788559U]则发明了一种双信号增强型电缆防盗报警装置，确保电缆在有电或没电的情况下都处于被监控状态，其虽然实现了有电和停电状态下的防盗检测，但其并没有解决电力线载波通信容易受电力线干扰影响的问题；余臻在文献“基于阻抗突变测量的电缆防盗新机制的研究”中提出了一种加载直流电压法和采用交流采样的阻抗测量算法相结合的新型综合电缆防盗机制，其方法实施简单，然而其主要检测的是具有线性特征的非民用线路，对于有LED照明设施等非线性负载的线路难于检测。因此，针对现今复杂的照明负载特性，如何实现有电和停电状态下高可靠的电缆防盗检测仍然是一个急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种路灯电缆防盗检测方法及检测装置，其克服了现有技术的不足，实现了在有电和停电状态对各种照明负载线路的可靠检测。为实现上述发明目的，本发明提出了一种基于电压和有效功率等电参数检测和直流电平通信相结合的路灯电缆防盗检测方法，其步骤如下
(I)装置部署在被检测的照明电缆的起始端安装主控模块，被检测照明电缆的末端安装末端模块，主控模块和末端模块由电力线相连；
(2 )主控模块参数标定设定被检测的电压下限VB()tt(M、电压上限VT()P、标定幅值DVi明灯具故障有效功率比例系数FCO和电缆被盗有效功率比例系数SC0，且FC0>SC0 ;在主控模块端按照设定参数依次改变其线路电压，即按标定幅值DV从VB()tt(M变化到VT()P，并利用主控模块采样线路在不同电压状态下的电压V和有效功率PTv ;然后利用插值计算得到从VB()tt(M到VT()P每变化I伏的有效功率PTv，同时根据设定系数FCO和SCO计算得到每个有效功率PTv所对应的照明灯具故障阈值FTHv和电缆被盗阈值STHv，即FTHv=FC0*PTv，STHv=SC0*PTv ；进而得到电压V、有效功率PTv和有效功率照明灯具故障阈值FTHv和电缆被盗阈值STHv的对应表MapTable，并保存到主控模块中；
(3)检测方式切换主控模块和末端模块都包含交流电检测子模块，如果检测到有交流电，系统自动切换到有电检测状态，否则切换到停电检测状态，采用锂电池供电；
(4)有电状态下的防盗检测在被检测回路有电的状态下，设置电参数检测周期ATl，按周期A Tl实测电力线路的电压V、电流A和有效功率Pv，并通过CAN或485总线网络传输出去；如果连续N次出现((Pv-PTv)+STHv)小于0的情况，则触发电缆被盗报警；如果连续N次出现((Pv-PTv) +FTHv)小于0的情况，则触发灯具故障报警；如果连续N次出现((Pv-PTv)-STHv)大于0的情况，则触发偷漏电报警；并通过CAN或485总线网络传输出去;
(5 )停电状态下的防盗检测在被检测回路停电的状态下，设置主控模块和末端模块的通信周期AT2，如果连续M次出现主控模块发出握手信号，收不到末端模块的确认信号的情况，则出发电缆被盗报警，并通过CAN或485总线网络传输出去。进一步地，在步骤(2)中的插值计算采用公式(1-1)，其中/代表有效功率PTv，表示从\ 变化到VT()P的分段区间数+1，其中Vn=Vlop ；
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进一步地，电压下限VB()tt()m取值范围为16(T200V，电压上限VT()P取值范围为22(T260V，标定幅值DV取值范围为5 10V。进一步地，在步骤(4)中电参数检测周期ATl取值范围为f 10秒，N次的取值范围为3、次。进一步地，在步骤(5)中主控模块和末端模块的通信周期AT2取值范围为广10秒，M次的取值范围为3飞次。进一步地，所述主控模块和末端模块都包含锂电池充电和保护电路，在有电状态下将根据锂电池的电量情况确定是否充电，以延长电池使用寿命。同时，本发明还提出一种路灯电缆防盗检测装置，包括主控模块和末端模块，主控模块包括主控单元MCU、电参数检测子模块、交流电检测子模块、信号切换子模块、充电/保护电路、锂电池、参数保存、CAN总线接口和485总线接口； 其中电参数检测子模块用于定时检测电力线路上的电压、电流和有效功率；交流电监测子模块用于检测被测电力线路上是否是交流供电；信号切换子模块用于在停电状态下接通电力线缆，实现直流电平通信，而有电状态则切断连接；充电/保护电路则用于装置的供电模式的切换和对锂电池的充电保护；整个模块的工作由MCU协调；
末端模块包括主控单元MCU、交流电检测子模块、信号切换子模块、充电/保护电路、锂电池、CAN总线接口和485总线接口 ；CAN总线接口和485总线接口用于将模块的相关信号传输给总线上的其他模块。其中传输信号主要包括电缆被盗报警、灯具故障报警、偷漏电报警和实测电压、电流和有效功率等电参数。本发明的有益效果是，可以对具有复杂负载的照明线路实现有电和停电状态下的电缆防盗可靠的检测报警，同时可以综合实现灯具故障、偷漏电报警，以及电参数检测，并且通过CAN总线接口和485总线接口实现与其他照明控制系统的有机集成，系统实施简单。
图I是本发明路灯电缆防盗检测方法的流程图。图2为本发明路灯电缆防盗检测装置的主控模块逻辑结构图。图3为本发明路灯电缆防盗检测装置的末端模块逻辑结构图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步描述
如图2和图3所示，本发明的检测装置包括主控模块(图2)和末端模块(图3)构成，主控模块包括主控单元MCU、电参数检测子模块、交流电检测子模块、信号切换子模块、充电/保护电路、锂电池、参数保存、CAN总线接口和485总线接口 ；其中电参数检测子模块用于定时检测电力线路上的电压、电流和有效功率；交流电监测子模块用于检测被测电力线路上是否是交流供电；信号切换子模块用于在停电状态下接通电力线缆，实现直流电平通信，而有电状态则切断连接；充电/保护电路则用于装置的供电模式的切换和对锂电池的充电保护；整个模块的工作由MCU协调；末端模块包括主控单元MCU、交流电检测子模块、信号切换子模块、充电/保护电路、锂电池、CAN总线接口和485总线接口 ；所述CAN总线接口和485总线接口用于将模块的相关信号传输给总线上的其他模块。其中传输信号主要包括电缆被盗报警、灯具故障报警、偷漏电报警和实测电压、电流和有效功率等电参数。
主控模块和末端模块都带锂电池，可以在交流电停电时工作，由模块中的充电/保护电路实现供电模式的切换，当照明电力线路有交流电时，模块采用交流电电源，而在交流电停电时模组采用锂电池供电，并且充电/保护电路可以根据锂电池的电量决定是否充电；同时在交流电供电时，模块中的信号切换子模块将模组的直流电平通信线路与电力线路断开，而在停电状态则自动将其接驳上，以借助电力线路实现直流电平的通信。因此，本发明可以对有电和停电状态下的照明电缆进行防盗检测。对于图2所示的主控模块，在交流电供电时，电参数检测子模块将按时间周期A Tl定期实测线路上的电压、电流和有效功率参数，并且通过CAN或485总线网络发送出去。一般ATl可以设定为f 10秒。因此，本发明可以方便实现与其他照明控制系统的有机集成。本发明提供的路灯电缆防盗检测方法的具体实施流程如图I所示。 (I)图I中的步骤(al)完成装置部署，即在被检测的照明电缆的起始端安装检测主控模块，同时在被检测线路的末端安装末端模块，主控模块和末端模块直接由照明电力线相连。(2)图I中的步骤(a2r(a4)完成主控模块的参数标定，即在步骤(a2)完成主控模块的相关参数设定，主要包括电压下限VB()tt(M、上限VT()P，标定幅值DV，其对应的取值范围可分别是16(T200V、220 260V、5 IOV，以及照明灯具故障有效功率比例系数FCO和电缆被盗有效功率比例系数SC0，其取值主要根据线路负载情况确定，且FC0>SC0 ;然后由步骤(a3)在主控模块端按照设定参数依次改变其线路电压，即按标定幅值DV从VB(rtt(M变化到VT()P，并利用主控模块采样线路在不同电压状态下的电压V和有效功率PTv;接着由步骤(a4)按公式(1-1)计算出从VB()tt()m到VT()P每变化I伏的有效功率PTv，，同时根据设定系数FCO和SCO计算得到每个有效功率PTv所对应的照明灯具故障阈值FTHv和电缆被盗阈值STHv，即FTHv=FC0*PTv，STHv=SC0*PTv ;进而得到电压V、有效功率PTv和有效功率照明灯具故障阈值FTHv和电缆被盗阈值STHv的对应表MapTable，并保存到主控模块中，供后续使用；
权利要求
1.一种路灯电缆防盗检测方法，其特征在于，包括如下步骤 (I)装置部署在被检测的照明电缆的起始端安装主控模块，被检测照明电缆的末端安装末端模块，主控模块和末端模块由电力线相连； (2 )主控模块参数标定设定被检测的电压下限V—电压上限VT()P、标定幅值DVI明灯具故障有效功率比例系数FCO和电缆被盗有效功率比例系数SC0，且FC0>SC0 ;在主控模块端按照设定参数依次改变其线路电压，即按标定幅值DV从VB()tt(M变化到VT()P，并利用主控模块采样线路在不同电压状态下的电压V和有效功率PTv ;然后利用插值计算得到从VB()tt(M到VT()P每变化I伏的有效功率PTv，同时根据设定系数FCO和SCO计算得到每个有效功率PTv所对应的照明灯具故障阈值FTHv和电缆被盗阈值STHv，即FTHv=FC0*PTv，STHv=SC0*PTv ；进而得到电压V、有效功率PTv和有效功率照明灯具故障阈值FTHv和电缆被盗阈值STHv的对应表MapTable，并保存到主控模块中； (3)检测方式切换主控模块和末端模块都包含交流电检测子模块，如果检测到有交流电，系统自动切换到有电检测状态，否则切换到停电检测状态，采用锂电池供电； (4)有电状态下的防盗检测在被检测回路有电的状态下，设置电参数检测周期ATl，按周期ATl实测电力线路的电压V、电流A和有效功率Pv，并通过CAN或485总线网络传输出去；如果连续N次出现((Pv-PTv)+STHv)小于0的情况，则触发电缆被盗报警；如果连续N次出现((Pv-PTv) +FTHv)小于0的情况，则触发灯具故障报警；如果连续N次出现((Pv-PTv) -STHv)大于0的情况，则触发偷漏电报警；并通过CAN或485总线网络传输出去; (5)停电状态下的防盗检测在被检测回路停电的状态下，设置主控模块和末端模块的通信周期△ T2，如果连续M次出现主控模块发出握手信号，收不到末端模块的确认信号的情况，则出发电缆被盗报警，并通过CAN或485总线网络传输出去。
2.如权利要求I所述的路灯电缆防盗检测方法，其特征在于所述步骤(2)中的插值计算采用公式(1-1)，其中/代表有效功率PTv，/ 表示从VB(rtt()m变化到VT()P的分段区间数+1，其中 V1=VBtjttrail, Vn=Vlop ；
3.如权利要求I或2所述的路灯电缆防盗检测方法，其特征在于，电压下限^^取值范围为16(T200V，电压上限VT()P取值范围为22(T260V，标定幅值DV取值范围为5 10V。
4.如权利要求I所述的路灯电缆防盗检测方法，其特征在于，在步骤(4)中电参数检测周期ATl取值范围为f 10秒，N次的取值范围为:T5次。
5.如权利要求I所述的路灯电缆防盗检测方法，其特征在于，在步骤(5)中主控模块和末端模块的通信周期AT2取值范围为f 10秒，M次的取值范围为3飞次。
6.如权利要求I所述的路灯电缆防盗检测方法，其特征在于所述主控模块和末端模块都包含锂电池充电和保护电路，在有电状态下将根据锂电池的电量情况确定是否充电，以延长电池使用寿命。
7.一种路灯电缆防盗检测装置，其特征在于包括主控模块和末端模块， 所述主控模块包括主控单元MCU、电参数检测子模块、交流电检测子模块、信号切换子模块、充电/保护电路、锂电池、参数保存、CAN总线接口和485总线接口 ；其中电参数检测子模块用于定时检测电力线路上的电压、电流和有效功率；交流电监测子模块用于检测被测电力线路上是否是交流供电；信号切换子模块用于在停电状态下接通电力线缆，实现直流电平通信，而有电状态则切断连接；充电/保护电路则用于装置的供电模式的切换和对锂电池的充电保护；整个模块的工作由MCU协调；所述末端模块包括主控单元MCU、交流电检测子模块、信号切换子模块、充电/保护电路、锂电池、CAN总线接口和485总线接口 ；所述CAN总线接口和485总线接口用于将模块的相关信号传输给总线上的其他模块。
8.如权利要求7所述的路灯电缆防盗检测装置，其特征在于，所述CAN总线接口和485总线接口传输的信号包括电缆被盗报警、灯具故障报警、偷漏电报警和实测电压、电流和有 效功率等电参数。
全文摘要
本发明涉及电缆防盗报警领域，具体是提出了一种基于电压和有效功率等电参数检测和直流电平通信相结合的路灯电缆防盗检测方法及检测装置，主要包括5个步骤，分别为装置部署、主控模块参数标定、检测方式切换、有电状态下的防盗检测和停电状态下的防盗检测。本发明可以对具有复杂负载的照明线路实现有电和停电状态下的电缆防盗可靠的检测报警，同时可以综合实现灯具故障、偷漏电报警，以及电参数检测，并且通过CAN总线接口和485总线接口实现与其他照明控制系统的有机集成，系统实施简单。
文档编号G08B13/22GK102722952SQ201210229528
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者李峰, 杨帆, 黄振跃 申请人:李峰, 镇江智拓智能科技发展有限公司, 黄振跃