CN103913675A - 一种路灯电缆防盗检测与定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种路灯电缆防盗检测与定位方法，包括（1）装置部署；（2）被监测电缆与检测模块的标定；（3）末端检测模块的编号；（4）供电方式切换；（5）防盗检测与定位；（6）防盗预警，采用本方法，可通过引入光纤级联的方式，可以可靠准确地实现电缆被盗的检测和定位；由于采用了锂电池和交流电相结合的工供电方式，可以在有电和停电情况下实现对路灯电缆线路被盗的实时可靠检测与报警；综合电子地图和短信方式预警被盗位置和线路，有效提高了处置效率；末端检测模块可以根据需要选择性安装在相应的路灯杆处，有利于控制成本。

Description

一种路灯电缆防盗检测与定位方法

技术领域

    本发明涉及电缆防盗报警领域，特别涉及一种用于路灯电缆防盗检测、定位和报警方法。

背景技术

    随着社会的发展，城市照明已经成为已成为城市建设的一个重要组成部分，其中路灯照明是城市各类照明的主体，因此用于路灯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***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、电力线载波通信检测法和无线通信检测法，而电力载波通信检测法由于其实施方便已成为不少电缆防盗检测方法的首选技术，例如专利[CN103366478A]公开了一种采用电力线通信结合心跳包方式实现电缆防盗检测，然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，通信距离短等不足。专利[CN203249988U]则给出了一种通过向电力电缆铠装屏蔽层发送电脉冲信号，并且利用比例法和比较法进行反射点定位，进而实现电力电缆防盗检测的方案，同样该方案由于采用电信号，容易受到外界的干扰，同时也难于适应长线路的电力电缆防盗检测；而专利[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***实施增加了难度。因此，针对在路灯电缆防盗技术，如何能快速可靠实现被盗预警，同时实现被盗位置的准确定位，在此基础上实现快速响应依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和定位方法，其克服了现有技术的不足，实现了在有电和停电状态对路灯电缆的可靠检测、预警和快速定位。

    为实现上述发明目的，本发明提出了一种基于光纤级联的路灯电缆防盗检测和定位方法，其步骤如下：

（1）装置部署：在被检测的照明线路的起始端安装主检测模块，与电力电缆并行安装双芯光纤（该光纤也可以直接与电缆复合成复合电缆形式），在每个路灯杆处安装末端检测模块，并且光纤与其收发端口连接，进而实现光纤的级联。同样，末端检测模块也可以根据需要每n个路灯杆处安装一个，没安装末端检测模块的路灯杆处将前后两段光纤冷连接；

（2）被监测电缆与检测模块的标定：在监测主控服务器中标定被监测照明线路中各段电缆的走线位置以及主检测模块和末端检测模块的位置和设备ID号，并建立检测模块和被监测电缆的管理台账； 

（3）末端检测模块的编号：由主检测模块通过光纤发送0x1数据，首先收到该信息的末端检测模块将自己的通信编号设置为0x1，同时向其后端光纤发送0x2数据以及向其前端光纤回传ACK，收到0x2信息的末端检测模块将自己的通信编号设置为0x2，同时向其后端光纤发送0x3数据以及向其前端光纤回传ACK，即每个末端检测模块在其收到的编号数据的基础上加1，在向其后端光纤发送，同时向其前端光纤回传ACK，依次类推。当某个末端检测模块向其后端光纤发送0xn数据在规定的时间ΔT内没有收到ACK则向其前端光纤发送后OK+0x(n-1)数据，并且通过各末端检测模块逐级上传到主检测模块，同时该末端检测模块将自己标识为终止末端检测模块。在此基础上完成末端检测模块的通信编号；

（4）供电方式切换：各检测模块包含交流电检测子模块，如果检测到有交流电，***自动切换到交流电供电状态，并可实现对锂电池的充电；否则切换到锂电池供电状态；以保证有电和停电状态下***都能正常工作； 

（5）防盗检测与定位：主检测模块定期按一定编码规则随机产生发送信息，并从发送端向光纤发送该信息，末端检测模块接收到该信息后将该信息加上该末端检测模块的通信编码后回传给发送方，同时将该信息向其后端光纤转发，依次类推，直到终止末端检测模块。如果主检测模块能收到编号为0xn的末端检测模块的回传信息，则表示从主检测模块到编号为0xn的末端检测模块之间的电缆正常，如果主检测模块连续ΔC次接受不到编号为0xn的末端检测模块的回传信息，则认为编号为0x(n-1)到0xn的末端检测模块之间的电缆被切割，同时检测模块通过GPRS向监测主控服务器上传被盗信息；

（6）防盗预警：监测主控服务器在接收到检测模块发送过来的报警信息后，将在监控中心以电子地图和声光信号形式提示报警信息以及发生位置和线路，同时以短信方式通知相关人员手机。

    本发明的有益效果是，（1）通过引入光纤级联的方式，可以可靠准确地实现电缆被盗的检测和定位；（2）由于采用了锂电池和交流电相结合的工供电方式，可以在有电和停电情况下实现对路灯电缆线路被盗的实时可靠检测与报警；（3）综合电子地图和短信方式预警被盗位置和线路，有效提高了处置效率；（4）末端检测模块可以根据需要选择性安装在相应的路灯杆处，有利于控制成本。

附图说明

    图1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的结构图。

具体实施方式

    下面结合附图对本发明做进一步描述：

如图2所示，本发明的防盗检测方法的主要结构包括监测主控服务器、主检测模块和末端检测模块构成。监测主控服务器实现了声光报警，电缆、检测模块和报警位置的电子地图显示、短信收发，线路与检测模块台账管理等功能，同时实现了与主检测模块的无线通信。而主检测模块则包括主控单元MCU、交流电检测子模块、充电/保护电路、锂电池、GPRS通信子模块和光纤收发子模块；末端检测模块则包括主控单元MCU、交流电检测子模块、充电/保护电路、锂电池和光纤收发子模块。其中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；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；光纤收发模块则用于收发光纤信号；整个模块的工作由MCU协调；主检测模块中的GPRS通信子模块用于实现与监测主控服务器的通信。

    如图2所示，两种检测模块带都锂电池，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。因此，本发明可以对有电和停电状态下的电力电缆进行防盗检测。

    如图2所示，末端检测模块包含两路光纤收发接口，可以实现光纤的级联。

    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1所示。

   （1）图1中的步骤（a1）完成装置部署，即在被检测的电缆的起始端安装主检测模块，与电力电缆并行安装双芯光纤，根据需要每n个路灯杆处安装一个末端检测模块，光纤在各末端检测模块处实现级联，没安装末端检测模块的路灯杆处将前后两段光纤冷连接。一般n可取值为1~10，n值越小定位精度越高。

  （2）图1中的步骤（a2）完成被监测电缆和各种检测模块的台账建立和参数标定，主要包括各检测模块的位置标定和ID号等相关信息注册，以及被监测各段电缆的线路位置等信息。

   （3）图1中的步骤（a3）完成末端检测模块的编号，即由主检测模块通过光纤发送0x1数据，首先收到该信息的末端检测模块将自己的通信编号设置为0x1，同时向其后端光纤发送0x2数据以及向其前端光纤回传ACK，收到0x2信息的末端检测模块将自己的通信编号设置为0x2，同时向其后端光纤发送0x3数据以及向其前端光纤回传ACK，即每个末端检测模块在其收到的编号数据的基础上加1，在向其后端光纤发送，同时向其前端光纤回传ACK，依次类推。当某个末端检测模块向其后端光纤发送0xn数据在规定的时间ΔT内没有收到ACK则向其前端光纤发送后OK+0x(n-1)数据，并且通过各末端检测模块逐级上传到主检测模块，同时该末端检测模块将自己标识为终止末端检测模块。在此基础上完成末端检测模块的通信编号。通常ΔT设置为1秒钟左右。

   （3）图1中的步骤（a4）~（a7）用于各类检测模块实现供电方式切换，即步骤（a4）是由检测模块中的交流电检测子模块完成对电力线路是否有交流电的检测，如果存在交流电，则在步骤（a6）实现检测模块的交流供电方式，否则由步骤（a7）实现锂电池供电方式。

   （4）图1中的步骤（a8）~（a17）用于实现防盗检测与定位，即由主检测模块按步骤（a9）定期按一定编码规则随机产生发送信息，并从发送端向光纤发送该信息，按步骤（a10）从末端检测模块接收信息；在此基础上末端检测模块按步骤（a11）回传信道信号和按步骤（a12）向下一级转发检测信号。如果是最后一个末端检测模块则不需要转发检测信号。每个应答信号皆包括应答末端模块的通信编号。如果主监测模块连续ΔC次接受编号为0xn的末端检测模块的应答信号失败，则认为在编号为0x(n-1)和0xn的末端检测模块时间的电缆被切割，同时由主检测模块按步骤（a18）通过GPRS向监测主控服务器上传被盗信息。此处的ΔC可以设置为2~5。

   （5）图1中的步骤（a19）和（a20）用于实现预警，即监测主控服务器在接收到检测模块发送过来的报警信息后，按步骤（a19）将在监控中心以电子地图和声光信号形式提示报警信息以及发生位置和线路，同时按步骤（a20）以短信方式通知相关人员手机。

Claims (1)

1.一种路灯电缆防盗检测与定位方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）装置部署：在被检测的照明线路的起始端安装主检测模块，与电力电缆并行安装双芯光纤,该光纤也可以直接与电缆复合成复合电缆形式，在每个路灯杆处安装末端检测模块，并且光纤与其收发端口连接，进而实现光纤的级联,同样，末端检测模块也可以根据需要每n个路灯杆处安装一个，没安装末端检测模块的路灯杆处将前后两段光纤冷连接；

（2）被监测电缆与检测模块的标定：在监测主控服务器中标定被监测照明线路中各段电缆的走线位置以及主检测模块和末端检测模块的位置和设备ID号，并建立检测模块和被监测电缆的管理台账； 

（3）末端检测模块的编号：由主检测模块通过光纤发送0x1数据，首先收到该信息的末端检测模块将自己的通信编号设置为0x1，同时向其后端光纤发送0x2数据以及向其前端光纤回传ACK，收到0x2信息的末端检测模块将自己的通信编号设置为0x2，同时向其后端光纤发送0x3数据以及向其前端光纤回传ACK，即每个末端检测模块在其收到的编号数据的基础上加1，在向其后端光纤发送，同时向其前端光纤回传ACK，依次类推,当某个末端检测模块向其后端光纤发送0xn数据在规定的时间ΔT内没有收到ACK则向其前端光纤发送后OK+0x(n-1)数据，并且通过各末端检测模块逐级上传到主检测模块，同时该末端检测模块将自己标识为终止末端检测模块,在此基础上完成末端检测模块的通信编号；

（4）供电方式切换：各检测模块包含交流电检测子模块，如果检测到有交流电，***自动切换到交流电供电状态，并可实现对锂电池的充电；否则切换到锂电池供电状态；以保证有电和停电状态下***都能正常工作； 

（5）防盗检测与定位：主检测模块定期按一定编码规则随机产生发送信息，并从发送端向光纤发送该信息，末端检测模块接收到该信息后将该信息加上该末端检测模块的通信编码后回传给发送方，同时将该信息向其后端光纤转发，依次类推，直到终止末端检测模块,如果主检测模块能收到编号为0xn的末端检测模块的回传信息，则表示从主检测模块到编号为0xn的末端检测模块之间的电缆正常，如果主检测模块连续ΔC次接受不到编号为0xn的末端检测模块的回传信息，则认为编号为0x(n-1)到0xn的末端检测模块之间的电缆被切割，同时检测模块通过GPRS向监测主控服务器上传被盗信息；

（6）防盗预警：监测主控服务器在接收到检测模块发送过来的报警信息后，将在监控中心以电子地图和声光信号形式提示报警信息以及发生位置和线路，同时以短信方式通知相关人员手机。