一种基于GPRS网络的停电报警器及系统的制作方法

一种基于gprs网络的停电报警器及系统
技术领域
1.本发明涉及电力断电监测领域，尤其涉及一种基于gprs网络的停电报警器及系统。


背景技术：

2.电子科技已经走进千家万户，但接着而来的设备及生产安全问题让人们越来越重视，如电力网、机房、水族馆、自动化生产线、实验室、养殖场等场所要求24小时运转生产线，通讯设施、路灯线路、电线电缆防盗等需要停电立即报警。就目前而言，报警器已用到各家各户，如停电报警器、声光报警器、喊话报警器等，其中的断电报警器就是其中一种重要保护措施，但是目前的断电报警器监测覆盖面还比较小、报警通知方式也比较单一且存在误报的情况。


技术实现要素：

3.本发明提供一种基于gprs网络的停电报警器及系统，停电报警器包括电源模块以及与其连接的gprs模块、控制模块和电压检测模块。本发明还提供基于gprs网络构建的停电报警系统，以增大监测覆盖范围，使通知及时到位。
4.为达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：
5.一种基于gprs网络的停电报警器，包括电源模块以及与其连接的gprs模块、控制模块和电压检测模块；所述控制模块分别与所述电压检测模块和gprs模块连接，以接收电压检测模块的检测信号并经处理后将检测结果通过gprs模块发送给外部上位机。
6.进一步的，所述电压检测模块包括u1线路检测单元和u2线路检测单元；所述u1线路检测单元分别与外部待测电路、电源模块和控制模块连接；所述u2线路检测单元分别与外部待测电路、电源模块和控制模块连接；所述u2线路检测单元采用光耦隔离的检测结构。
7.进一步的，所述u1线路检测单元包括ad-dc电源芯片、电阻r4、电阻r5和稳压二极管d4；所述ad-dc电源芯片与待测电路的火线、零线连接以检测电压；所述ad-dc电源芯片与所述电阻r4的一端连接后作为u1线路检测单元的直流输出端与所述电源模块连接以供电；所述电阻r4的另一端与所述电阻r5的一端、稳压二极管d4的阴极连接后作为u1线路检测单元的信号输出端vt1与所述控制模块连接；所述电阻r5的另一端与所述稳压二极管d4的阳极连接后接地。
8.进一步的，所述u2线路检测单元包括电阻r7、光耦芯片、电容c2和电阻r6；所述电阻r7的一端与待测电路的火线连接，另一端与所述光耦芯片发射极的正极连接；所述光耦芯片发射极的负极与待测电路的零线连接；所述光耦芯片接收端的c极与所述电阻r6的一端、电容c2的一端连接后作为u2线路检测单元的信号输出端vt2与所述控制模块连接，e极与所述电容c2的另一端连接后接地；所述电阻r6的另一端作为u2线路检测单元的电源输入端与所述电源模块连接。
9.进一步的，所述电源模块包括电池和电池管理单元；所述电池管理单元分别与所
述电池、电压检测模块、控制模块以及gprs模块连接。
10.进一步的，所述电池管理单元包括电池管理芯片、电容c1和电阻r3；所述电池管理芯片的bat引脚分别与电容c1的一端、电池、电压检测模块、控制模块以及gprs模块连接以供电；所述电容c1的另一端接地；所述电池管理芯片的vcc引脚与电压检测模块连接以检测并接入直流电源；所述电阻r3的一端与所述电池管理芯片的prog引脚连接，另一端与电池管理芯片的temp引脚连接后接地。
11.进一步的，所述电池管理单元还包括电阻r1、电阻r2、发光二极管led1和发光二极管led2；所述电阻r1的一端与所述电池管理芯片的vcc引脚连接，另一端与所述发光二极管led1的阳极连接；所述发光二极管led1的阴极与所述电池管理芯片的stdby引脚连接；所述电阻r2的一端与所述电池管理芯片的vcc引脚连接，另一端与所述发光二极管led2的阳极连接；所述发光二极管led2的阴极与电池管理芯片的chrg引脚连接。
12.进一步的，所述电池采用锂电池。
13.进一步的，所述gprs模块采用sim流量卡进行短信的发送。
14.一种基于gprs网络的停电报警系统，包括以上所述的基于gprs网络的停电报警器、服务器和用户端；所述基于gprs网络的停电报警器通过gprs网络与所述服务器连接；所述服务器通过gprs网络与所述用户端连接。
15.本发明提供一种基于gprs网络的停电报警器及系统，停电报警器包括电源模块以及与其连接的gprs模块、控制模块和电压检测模块。所述电源模块包括电池和电池管理单元，电池管理单元从电压检测模块获取日常工作的直流电源并提供给各模块使用，同时对锂电池进行充放电管理防止损伤电池，锂电池用于确保断电时还能维持整个设备的运行。所述电压检测模块包括u1线路检测单元和u2线路检测单元两路检测结构，防止发出误动作信号，在u1线路检测单元发生故障时，u2线路检测单元还可以正常检测。本发明还提供基于gprs网络构建的停电报警系统，以增大监测覆盖范围，以短信方式通知控制中心、手机端，使通知及时到位。
附图说明
16.图1为一种基于gprs网络的停电报警器及系统的组成结构示意图；
17.图2为u1线路检测单元的组成结构示意图；
18.图3为u2线路检测单元的组成结构示意图；
19.图4为控制模块的组成结构示意图；
20.图5为电池管理单元的组成结构示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
22.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可
以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
23.实施例一
24.如图1所示为一种基于gprs网络的停电报警器及系统的组成结构示意图，
25.所述基于gprs网络的停电报警系统包括停电报警器、服务器和用户端，所述停电报警器具有可靠快速的停电监测功能，并通过gprs网络与所述服务器连接，利用gprs网络的覆盖面大，通过流量数据把检测到的数据信息发送到远端的服务器；所述服务器存储接收到的数据信息，并通过gprs网络与所述用户端连接，把数据信息发送到对应的用户端，便于及时发现停电并启动备用电源，能够极大减少损失。
26.具体实施中，所述用户端包括手机、电脑等。
27.所述停电报警器包括电源模块以及与其连接的gprs模块、控制模块和电压检测模块，所述电源模块为所述电压检测模块、控制模块以及gprs模块提供稳定的电压。所述控制模块分别与所述电压检测模块和gprs模块连接，以接收电压检测模块的检测信号，并经处理后将检测结果发送给gprs模块；所述gprs模块通过gprs网络与所述服务器连接，通过流量数据把检测到的数据发送到服务器上。
28.具体实施中，为保证检测的准确性，所述电压检测模块采用两路检测结构，防止一路信号检测出错后发出误动作信号。
29.所述电压检测模块中设有u1线路检测单元和u2线路检测单元。如图2所示，所述u1线路检测单元包括ad-dc电源芯片、电阻r4、电阻r5和稳压二极管d4，其中所述ad-dc电源芯片具有将待测交流电转换成低压直流电的功能。所述ad-dc电源芯片的引脚1与待测电路的火线连接，引脚2与待测电路的零线连接，引脚3接地，引脚4与电阻r4的一端连接后作为u1线路检测单元的直流输出端与所述电源模块以根据需要对电源模块进行充电。所述电阻r4的另一端与所述电阻r5的一端、稳压二极管d4的阴极连接后作为u1线路检测单元的信号输出端vt1；所述电阻r5的另一端与稳压二极管d4的阳极连接后接地。电阻r4与电阻r5在此起处起到分压作用，便于控制模块检测供电线路是否正常。稳压二极管d4与所述电阻r5并联，防止电阻r5开路后低压直流电引入控制模块，损坏控制模块。对于u1线路检测单元，当待测电路有电流通过时，ad-dc电源芯片将待测交流电降为低压直流电，该低压直流电电压连接于信号输出端vt1，使信号输出端vt1处于高电平并被控制模块检测；当待测电路无电流通过时，信号输出端vt1处于低电平并被控制模块检测。
30.如图3所示，所述u2线路检测单元采用光耦隔离的方式，光耦输入端通过串联电阻方式直接接入待测交流电路，包括电阻r7、光耦芯片、电容c2和电阻r6。所述电阻r7的一端与待测电路的火线连接，另一端与光耦芯片发射极的正极连接；光耦芯片发射极的负极与待测电路的零线连接。光耦芯片接收端的c极与电阻r6的一端、电容c2的一端连接后作为u2线路检测单元的信号输出端vt2，光耦芯片接收端的e极与电容c2的另一端连接后接地。电阻r6的另一端作为u2线路检测单元的电源输入端与电源模块连接。当待测电路电压正常时，光耦芯片的接收端导通使电容c2快速放电，信号输出端vt2进入低电平；当待测电路断电后，光耦芯片的接收端截止，电源模块通过u2线路检测单元的电源输入端对电容c2缓慢充电，在信号输出端vt2处产生一个高电平。所述控制模块也可以通过判断电容c2充电放电的时间来判断有没有电流通过待测电路。
31.具体实施中，电压检测模块中还设有用于与外部待测交流电路实现快速可靠插接的p2端口，p2端口与ad-dc电源芯片的引脚1、引脚2以及电阻r7、光耦芯片发射极的负极连接。
32.如图4所示，所述控制模块包括cpu芯片，所述信号输出端vt1和信号输出端vt2分别与所述cpu芯片连接，cpu芯片分别接收信号输出端vt1和信号输出端vt2的信号，通过两路检测单元输出的高低电平组合状态来判断待测线路是否有电流通过。在待测电路没有电流通过时信号输出端vt1为低电平、信号输出端vt2为高电平，所述cpu芯片通过所述gprs模块向控制中心和用户端发送断电短信。在待测电路有电流通过时信号输出端vt1为高电平、信号输出端vt2为低电平，所述cpu芯片通过所述gprs模块每隔十分钟向控制中心和用户端发送有电短信。当信号输出端vt1和信号输出端vt2都为高电平或低电平时，cpu芯片通过所述gprs模块向控制中心和用户端发送线路检测单元故障短信。同时，在u1线路检测单元发生故障或者不正常运行时，u2线路检测单元还可以正常检测待测线路有无通电。
33.具体实施中，所述cpu芯片的所有接地引脚均相互连接后接地，vbat引脚与电源模块连接以输入工作电源。
34.具体实施中，所述控制模块还设有h1端口作为程序编程接口，h1端口的txd、rxd端分别与cpu芯片的txd、rxd引服连接，以写入或读取控制程序。
35.具体实施中，所述控制模块还设有cn1流量卡卡座，cn1流量卡卡座与u3相连接以实现与外部通讯连接。
36.如图5所示，所述电源模块中包括电池和电池管理单元，所述电池用于待测线路断电时对停电报警器各模块的电源供应，保障各模块的正常运行和断电信号的发送；所述电池管理单元具有对电池的充放电进行管理和保护、对其他各模块进行供电管理的功能。所述电池管理单元分别与所述电池、u1线路检测单元、u2线路检测单元、cpu芯片以及gprs模块连接，从u1线路检测单元输入直流电源，并对电池、u2线路检测单元、cpu芯片和gprs模块进行供电管理。
37.具体实施中，所述电池管理单元包括电池管理芯片、电容c1，所述电池管理芯片的bat引脚分别与电容c1的一端、电池、u2线路检测单元的电源输入端、cpu芯片的vbat引脚以及gprs模块连接，电容c1的另一端接地；电池管理芯片的vcc引脚与u1线路检测单元的直流输出端连接，以便于从u1线路检测单元的直流输出端输入电源以对其他各模块、电池进行供电。通过检测u1线路检测单元是否有低压直流输出来间接检测待测电路是否有电，若判断待测电路无电时，则启动电池对其他各模块供电，同时对电池的放电安全进行管理、防止电池过放电损坏电池；在电池电量不足时或根据电池电量需要对电池进行充电，同时对电池的充电安全进行管理以避免损伤电池；保障电池在使用过程中不出现安全问题。
38.具体实施中，所述电池管理单元还包括电阻r1、电阻r2、发光二极管led1、发光二极管led2。所述电阻r1的一端与所述电池管理芯片的vcc引脚连接，另一端与发光二极管led1的阳极连接；发光二极管led1的阴极与电池管理芯片的stdby引脚连接；发光二极管led1用于显示是否充电完成，当电池充电完成时stdby被内部开关拉到低电平以表示充电完成，此时发光二极管led1亮；未充电满，stdby管脚将处于高阻态，发光二极管led1不亮。所述电阻r2的一端与所述电池管理芯片的vcc引脚连接，另一端与发光二极管led2的阳极连接；发光二极管led2的阴极与电池管理芯片的chrg引脚连接；当向电池充电时，chrg管脚
被内部开关拉到低电平，表示充电正在进行，此时发光二极管led2亮，否则chrg管脚处于高阻态、发光二极管led2不亮。
39.具体实施中，所述电池管理单元还包括电阻r3，电阻r3的一端与电池管理芯片的prog引脚连接，另一端与电池管理芯片的temp引脚连接后接地，可以对充电电流进行编程。
40.具体实施中，所述电源模块还设有h2端口连接电池，h2端口与一个开关s连接，关开s的vbat端与各模块的vbat端连接，保障断电后报警器能够进行一周的工作时间。
41.具体实施中，所述电池采用锂电池，以实现待测电路断电时稳定、长时间供电。
42.具体实施中，所述gprs模块采用sim流量卡进行短信的发送。
43.在整个系统制作设置完成后，对系统进行调试，确定待测电路电压正常，然后通过给待测电路断电，停电报警系统5秒后发送报警信号到用户手机端，能够进行正确快速的报警，则说明系统设置、调试完成。
44.本发明提供一种基于gprs网络的停电报警器，包括电源模块以及与其连接的gprs模块、控制模块和电压检测模块；所述控制模块分别与所述电压检测模块和gprs模块连接，以接收电压检测模块的检测信号并经处理后将检测结果通过gprs模块发送给外部上位机。所述电源模块包括电池和电池管理单元，电池管理单元从电压检测模块获取日常工作的直流电源并提供给各模块使用，锂电池用于确保断电时还能维持整个设备的运行；在锂电池需要充电时电池管理单元能给锂电池充电，同时对锂电池进行充放电管理，防止损伤电池。为保证检测的准确性，所述电压检测模块包括u1线路检测单元和u2线路检测单元两路检测结构，防止一路信号检测出错后发出误动作信号，同时u1线路检测单元发生故障或者不正常运行时，u2线路检测单元还可以正常检测线路有无通电。本发明提供的停电报警器通过基于gprs网络构建停电报警系统，增大断电报警的监测覆盖范围，报警通知可以发送到控制中心也可以发送到手机端、以多种方式使通知及时到位，且通过两路检测的方式减少了误报情况的发生。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。