CN111983520B - 一种线路断接监控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种线路断接监控装置，包含监控端以及可匹配对接的第一连接头与第二连接头；第一连接头封装的光电接收单元用于接收第二连接头中光电发射单元的光信号，并传递给计数器的输入端，计数器的输出连接模拟开关的地址端；第一电阻网络包含若干分别与模拟开关的开关作用端连接的电阻；电阻网络连接电路用于连接第一电阻网络至测量电路的输入端，测量电路的输出经信号转换电路连接至控制单元的输入端；控制单元包含不同模拟开关地址对应的等效电阻序列表。本发明可以根据测量的电阻变化进行单调递增计数，计数结果的唯一性保证了线路断接监控的准确性与安全性。

Description

一种线路断接监控装置
技术领域
本发明涉及线路监控领域，具体涉及基于一种线路断接监控装置。
背景技术
线路正常连接事关通信安全与企业的生产安全，特别是涉及到安全生产的重要设备。对于计件生产或临时检测人员，通过临时断接检测线路或减少必须的作业工序，是企业面临的生产风险之一；一些设备的保护装置接线被取掉而未及时发现，可能使得生产人员面临重大的安全危险；另外，企业为了避免信息的泄漏，有必要防止重要线路被中途拔取后改接、被窃听风险。虽然现有一些通信模块能够识别线路通断的连接，但通常只运用于通信线，且隐蔽性较差，难以识别短暂断接后再次连接的情况，为解决以上问题，有必要进行深入研究。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种线路断接监控装置，其解决了目前难以监控线路断接的问题。
根据本发明的实施例，一种线路断接监控装置，包含监控端以及可匹配对接的第一连接头与第二连接头；其中，第一连接头封装有光电接收单元、边沿触发的计数器、模拟开关、第一电阻网络与用于提供第一连接头所需用电的第一电源电路；第二连接头封装有光电发射单元、电阻网络连接电路；所述监控端包含第二电源电路、测量电路、信号转化电路、控制单元与报警单元；所述光电接收单元用于接收所述光电发射单元的光信号，并传递给计数器的输入端，计数器的输出连接模拟开关的地址端；第一电阻网络包含若干分别与模拟开关的开关作用端连接的电阻，以使得不同模拟开关的地址信号触发具有第一电阻网络唯一对应的等效输出电阻；所述电阻网络连接电路用于连接第一电阻网络至测量电路的输入端，测量电路的输出经信号转换电路连接至控制单元的输入端；所述控制单元包含不同模拟开关地址对应的等效电阻序列表；所述第二电源电路提供测量电路、控制单元、第二连接头所需用电。
进一步的，所述第二连接头还封装有第二电阻网络，第二电阻网络的等效电阻输出端与所述测量电路的输入端相连，以用作测量第一电阻网络的对比参考。
进一步的，所述第一连接头还包含第一通信端，对应的，第二连接头包含有第二通信端，以与第一通信端匹配连接；第二通信端与控制单元通信连接。
进一步的，所述光电发射单元为红外光电发射单元，对应的，所述光电接收单元为红外光电接收单元。
进一步的，所述测量电路包含加法电路、减法电路、差分放大电路、比例放大电路中的其中一种。
进一步的，所述信号转换电路包含模数转换电路。
进一步的，所述报警单元包含声光报警器。
进一步的，所述第一连接头与第二连接头均包含灌胶封装体。
进一步的，在第一连接头上设有第一开孔，第二连接头上设有第二开孔，且在第一连接头与第二连接头对接后，第一开孔第二开孔相对，以使得光电接收单元的接收区域与光电发射单元的发射区域相对。
进一步的，第一连接头还封装有编码器，编码器的输入分别与计数器的输出、第二通信端的冗余端相连，编码器的输出与模拟开关的地址端相连。
本发明在使用时，第一连接头与第二连接头匹配对接，使得光电接收单元能够接收光电发射单元发出的红外光，由于其光线不可见，具有一定的隐蔽性，当第一连接头与第二连接头断开，或第二连接头所连的线缆整体断裂，或是第二电源电路未能提供用电，则第一连接头的光电接收单元将出现至少一次光电信号从有到无的边沿跳变，计数器对应进行计数，并触发模拟开关动作，获得第一电阻网络唯一对应的等效输出电阻,结合测量电路与控制单元包含的不同模拟开关地址对应的等效电阻序列表，控制单元能够方便的进行断接识别计数；因此，无论计数器如何计数如何改变或发生循环，控制单元都可以识别出测量的电阻变化过程，并进行单调递增计数，同时也避免了仅通过数字信号计数所不能发现线路变化的问题，在此基础上计数结果的唯一性保证了线路断接监控的准确性与安全性。为了在设备检修或线路维护过程中能够强化监控的主动性与准确性，控制单元可输入随机信号至编码器，与计数器的输出共同进行编码，以此规避第一电阻网络等效电阻变化的规律性或基于此规律性进行的非法线路改接，或假电阻连接，使得安全性更高。
附图说明
图1为本发明实施例的原理示意图。
图2为第一电源电路、第二电源电路的其中一种实施例示意图。
图3为第一电阻网络模块、第二电阻网络原理示意图。
图4为信号转换电路一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
如图1所示，本实施例提出了一种线路断接监控装置，包含监控端C、
第一连接头A与第二连接头B，且第一连接头A与第二连接头B可匹配对接；其中，
第一连接头封装有光电接收单元、边沿触发的计数器、编码器、第一通信端、模拟开关、第一电阻网络与用于提供第一连接头所需用电的第一电源电路；
第二连接头封装有光电发射单元、第二通信端、第二电阻网络、电阻网络连接电路；所述监控端C包含第二电源电路、测量电路、信号转化电路、控制单元与报警单元；所述第二通信端以与第一通信端匹配连接；第二通信端与控制单元通信连接；所述光电接收单元用于接收所述光电发射单元的光信号，并传递给计数器的输入端，计数器可为边沿触发或脉冲触发式计数器，以方便识别第一连接头与第二连接头取下、连接的变化情形；计数器的输出连接模拟开关的地址端；第一电阻网络包含若干分别与模拟开关的开关作用端连接的电阻，以使得不同模拟开关的地址信号触发具有第一电阻网络唯一对应的等效输出电阻，如图3所示意。(作为另一方案，可选择数字电位器代替模拟开关与第一电阻网络，但数字电位器容易知晓其参数规格及变化规律)；所述电阻网络连接电路用于连接第一电阻网络至测量电路的输入端，若第一电阻网络如图3所示只有2个接头输出，则电阻网络连接电路只需两个对应接头连线即可；测量电路的输出经信号转换电路连接至控制单元的输入端；所述控制单元包含不同模拟开关地址对应的等效电阻序列表或等效电阻区间序列表，比如地址00对应1K，地址01对应5K，地址10对应10K等等；第二电阻网络的等效电阻输出端与所述测量电路的输入端相连，以用作测量第一电阻网络的对比参考。通常情况下，线缆的电阻较低，但对于较长的线缆其累计的电阻仍不可忽视，为避免由此产生的误差，在第二电阻网络的对比参考下，可消除此部分的影响，从而使得控制单元能够更为准确的获知第一电阻网络的等效输出电阻；所述第二电源电路提供测量电路、控制单元、第二连接头所需用电。需说明的是，第一电源电路、第二电源电路可采用电池供电，或采用交流转直流供电；图2所示为交流转直流的其中一种方式，在第一电源电路、第二电源电路的输入连接市电的L输入、N输入后，经过阻容降压模块、整流滤波模块和开关电源模块的电源电压变换后，成为各电部件可用的直流电输出。
所述光电发射单元为红外光电发射单元，对应的，所述光电接收单元为红外光电接收单元。由于红外光为非可见光，使得第一连接头、第二连接头的信号传递具有较强的隐蔽性。
所述测量电路包含加法电路、减法电路、差分放大电路、比例放大电路中的其中一种，测量电路的硬件逻辑需对应在控制单元中以程序逻辑反应，以实现硬件测量与编码控制的对应。
所述信号转换电路包含模数转换电路。以比例放大电路为例，输入电压u1、u2通过第二电源电路供电，且电阻R8-R11均为监控端C的已知阻值电阻，未受监控端C与第二连接端B之间的长电缆影响，如图4所示，当R8两端通过接头连线连接至第一电阻网络后，则R8对应并联了一个第一电阻网络的等效电阻，R9并联了第二电阻网络的等效电阻，为了便于排除线缆长度的影响，可增加一个电控开关S7连接在第二电阻网络至测量电路的接入端，电控开关的控制端与控制单元的输出相连，则可在无第二电阻网络接入，有第二电阻网络接入的情况下对照，比例放大电路的输出经过模数转换电路输入至控制单元，选择合适的电阻参数，控制单元能够根据比例放大电路的放大公式以及测量电路反馈的参数获知第一电阻网络的等效电阻值或等效电阻值的区间，通过等效电阻序列表或等效电阻区间序列表明晰对应输入的模拟开关地址编码。
所述报警单元包含声光报警器。
所述第一连接头与第二连接头均包含灌胶封装体。通过灌胶，将电性部件进行密封后，大大增加了连接头的改接难度，安全性得到了加强。
在第一连接头上设有第一开孔，第二连接头上设有第二开孔，且在第一连接头与第二连接头对接后，第一开孔第二开孔相对，以使得光电接收单元的接收区域与光电发射单元的发射区域相对。由此可避免外部光线的影响，抗干扰性更强，隐蔽性与安全性也更好。
第一连接头还封装有编码器，第二通信端设有冗余端，以便于在一个编码器的输入分别与计数器的输出、第二通信端的冗余端相连，编码器的输出与模拟开关的地址端相连；控制单元经第二通信端与计数器的输出共同进行编码，以此规避第一电阻网络等效电阻变化的规律性或基于此规律性进行的非法线路改接，或假电阻连接，使得安全性更高。比如计数器输出为0100，控制单元输出位宽更大的信号，如10000，并经第二通信端、第一通信端传递至编码器的输入，编码器输出为10100的编码，模拟开关对应切换连接对应的电阻，由于10000的输出为控制单元主动发出，因此控制单元能够结合测量电路反馈的信息反查到按照顺序计数对应的电阻情况。而在外部恶意设置编码输入的情况下，由于控制单元并没有启动对应的编码对照逻辑，故很容易发现与测量反馈的信息不对应，从而能够成为报警触发条件以启动报警。控制单元包含加位输出逻辑(上述示例为加位输出逻辑，即输出信号位宽大于计数器位宽，但在与计数器位宽相等的低位保持为0)、全码输出逻辑(即输出与计数器位宽相同的1或0，以做检查测试使用)、重复输出逻辑(即根据上一次测量模块反馈的信号输出对应编码信号，通过与计数器输出按位数进行同或逻辑、异或逻辑计算后输入编码单元，比如1001与1010进行按位同或逻辑，则输出为1110，则切换到1110对应地址)、随机数逻辑(控制单元通过程序产生随机数信号输出，但保留存储随机数以作比对)中的其中一种或几种，当控制单元采用多种逻辑时，可设置选择逻辑，即控制单元根据时间、控制单元的输入选择等条件切换到某一具体逻辑，从而在软件、硬件上增加了外部绕过监控的难度，提高了安全性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明/实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明/实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明/实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明/实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明/实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种线路断接监控装置，其特征在于：包含监控端以及可匹配对接的第一连接头与第二连接头；其中，第一连接头封装有光电接收单元、边沿触发的计数器、模拟开关、第一电阻网络与用于提供第一连接头所需用电的第一电源电路；第二连接头封装有光电发射单元、电阻网络连接电路；所述监控端包含第二电源电路、测量电路、信号转化电路、控制单元与报警单元；所述光电接收单元用于接收所述光电发射单元的光信号，并传递给计数器的输入端，计数器触发连接模拟开关的地址端；第一电阻网络包含若干分别与模拟开关的开关作用端连接的电阻，以使得不同模拟开关的地址信号触发具有第一电阻网络唯一对应的等效输出电阻；所述电阻网络连接电路用于连接第一电阻网络至测量电路的输入端，测量电路的输出经信号转换电路连接至控制单元的输入端；所述控制单元包含不同模拟开关地址对应的等效电阻序列表；所述第二电源电路提供测量电路、控制单元、第二连接头所需用电。
2.如权利要求1所述的一种线路断接监控装置，其特征在于：所述第二连接头还封装有第二电阻网络，第二电阻网络的等效电阻输出端与所述测量电路的输入端相连，以用作测量第一电阻网络的对比参考。
3.如权利要求1所述的一种线路断接监控装置，其特征在于：所述第一连接头还包含第一通信端，对应的，第二连接头包含有第二通信端，以与第一通信端匹配连接；第二通信端与控制单元通信连接。
4.如权利要求1所述的一种线路断接监控装置，其特征在于：所述光电发射单元为红外光电发射单元，对应的，所述光电接收单元为红外光电接收单元。
5.如权利要求1所述的一种线路断接监控装置，其特征在于：所述测量电路包含加法电路、减法电路、差分放大电路、比例放大电路中的其中一种。
6.如权利要求1所述的一种线路断接监控装置，其特征在于：所述信号转换电路包含模数转换电路。
7.如权利要求1所述的一种线路断接监控装置，其特征在于：所述报警单元包含声光报警器。
8.如权利要求1所述的一种线路断接监控装置，其特征在于：所述第一连接头与第二连接头均包含灌胶封装体。
9.如权利要求1所述的一种线路断接监控装置，其特征在于：在第一连接头上设有第一开孔，第二连接头上设有第二开孔，且在第一连接头与第二连接头对接后，第一开孔第二开孔相对，以使得光电接收单元的接收区域与光电发射单元的发射区域相对。
10.如权利要求3所述的一种线路断接监控装置，其特征在于：第一连接头还封装有编码器，编码器的输入分别与计数器的输出、第二通信端的冗余端相连，编码器的输出与模拟开关的地址端相连。
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