CN201290027Y - 电力负荷管理终端以及无线遥控报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电力负荷管理终端的无线遥控报警装置，包括无线遥控发射单元和无线遥控接收单元。无线遥控发射单元设于电力负荷管理终端中，以无线方式发送报警信号。无线遥控接收单元与所述电力负荷管理终端分离，其数量可为至少一个，无线遥控接收单元以无线方式接收报警信号且通过一报警器发出报警。本实用新型改进了现有的报警继电器输出的报警方式，使装置安装灵活方便，并且传播范围更广。

Description

电力负荷管理终端以及无线遥控报警装置

技术领域

本实用新型涉及一种电力负荷管理终端，尤其涉及用于电力负荷管理终端的无线遥控报警装置，及其采用无线遥控报警方式的电力负荷管理终端。

背景技术

电力负荷管理终端(以下简称终端)是电力负荷管理***中最重要的设备之一，自上世纪八十年代以来，电力负荷管理***已经在我国的电力行业中得到广泛的应用，规模越来越大，此类终端对于解决供需矛盾、调整负荷曲线、保证电网安全、实现电网经济运行等方面做出非常大的贡献。

现有电力负荷管理***100的组成示意图如图1所示。各终端10的工作方式是安装在各个用电企业或生活小区的配电室里，通过例如GPRS公网20的通信装置接收主控中心30(一般设在供电局内)下发的各项控制命令和参数，然后根据这些控制命令和参数来进行控制和管理，并将各种运行状态和报表通过通信装置上报给主控中心30。

参照图2所示，电力负荷管理终端10是一种智能型设备，由多个模块组成，一般分为：主控模块11、显示模块12、数据采集模块13、通信模块14、报警模块15、控制模块16、电源模块17等。

主控模块11是终端的核心和大脑，一般采用单片微处理器来作为中央处理器，其主要的功能是对通信模块接收到的来自主控中心的命令进行处理，对数据采集模块采集到的数据和状态进行计算和判别，根据命令及运算结果进行报警及控制的处理，并且将有关数据和运行状态通过显示模块显示出来或由控制中心通过通信模块召测上来。

显示模块12负责显示各种数据和运行状态。

数据采集模块13负责采集各种模拟量、脉冲量和状态量，用于计算功率、电量、电压、电流等数据，以及产生状态信息。

电源模块17负责为各个模块提供使用的直流电源。

控制模块16负责执行跳闸和合闸的操作。

报警模块15负责发出报警提示，提醒用户及时处理各种情况。

终端的报警条件和报警目的如表1所示：

表1  终端的报警条件和报警目的

 

	报警条件	报警目的
			1	收到主控中心下发的参数变更命令	通知用户及时查看参数变更的内容
2	用户的负荷超过了设定的功率指标	通知用户在报警时间内及时将负荷降下来
			3	用户的用电量超过了设定的购电量指标的90％	通知用户及时上交或增加电费
4	进行跳闸或合闸控制	通知用户进行处理

目前终端的报警同时采用两种方式：第一种方式为语音报警方式，参照图3所示，这种方式的主要工作原理是采用专用的语音芯片102，事先将各种报警的语音录制在终端的语音芯片102上，当需要报警时，就将存储在芯片中的语音通过终端上音频放大电路103放大后，经喇叭104放出来。一般专用语音芯片里可以储存多组语音，例如“已超负荷，请限电”、“参数已更改，请注意查看”、“遥控跳闸”、“允许合闸”等等，CPU 101可以根据需要选择不同的语音播放。

第二种方式为报警继电器输出方式，参照图4所示，这种方式的主要工作原理是在终端内部专门设置一个报警继电器113，在平时，报警继电器113是断开的，在需要报警的时候，由CPU 111发出报警信号，驱动电路112驱动报警继电器113吸合，通过报警继电器可以接通终端外部的电铃114，让电铃发出报警。

现有报警装置采用两种工作方式是为了兼顾直观和传播距离，采用语音报警方式听起来非常直观，但传播范围有限，仅限于在安装终端的配电房内。报警继电器工作方式可以将电铃拉到其他房间，从而提高了报警的传播距离，但是这种报警方式存在着以下的不足：首先，由于报警继电器是通过有线的方式来实现的，电铃与终端之间总存在着一定的距离，所以必须拉比较长的线，给安装带来一定的困难；其次，由于安装较为困难，所以不太可能在多处安装多个电铃，而且电铃的位置相对固定，移动起来较为困难，给使用者带来了一定的不便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电力负荷管理终端，其可使用无线报警方式向多个分散的报警器发送报警信号。

本实用新型还提供一种无线遥控报警装置，通过设置于电力负荷管理终端的发射单元向多个分散的接收单元发送报警信号。

本实用新型提出一种用于电力负荷管理终端的无线遥控报警装置，包括：设于所述电力负荷管理终端上的无线遥控发射单元，以无线方式发送报警信号；与所述电力负荷管理终端分离的至少一无线遥控接收单元，以无线方式接收所述报警信号且通过一报警器发出报警。

在上述的无线遥控报警装置中，上述无线遥控发射单元包括编码芯片、多个地址选择开关、高频发射电路及发射天线。编码芯片具有多个地址管脚，编码芯片接收一报警信息，根据地址管脚被设置的状态为报警信号增加地址信息。多个地址选择开关，一一对应地连接编码芯片的多个地址管脚，用以设置各地址管脚的状态。高频发射电路连接编码芯片，并将报警信号调制到一载波信号上。发射天线连接所述高频发射电路，用于发送调制到载波信号上的报警信号。

在上述的无线遥控报警装置中，上述无线遥控接收单元包括解码芯片、多个地址选择开关、高频接收电路、接收天线以及报警器。接收天线接收调制到载波信号上的报警信号。高频接收电路进行解调以获得报警信号。解码芯片连接高频接收电路，且当报警信号中的地址信息与该解码芯片的多个地址管脚所确定的地址信息匹配时，输出一致能信号。多个地址选择开关一一对应地连接解码芯片的多个地址管脚，用以设置各地址管脚的状态。报警器连接解码芯片，以根据致能信号发出报警。

在上述的无线遥控报警装置中，报警器包括驱动电路及喇叭，其中驱动电路连接解码芯片，喇叭连接驱动电路。

另一方面，本发明提出一种电力负荷管理终端，包括一无线遥控发射单元，该无线遥控发射单元以无线方式发送报警信号。

在上述的电力负荷管理终端中，上述无线遥控发射单元包括编码芯片、多个地址选择开关、高频发射电路及发射天线。编码芯片具有多个地址管脚，编码芯片接收一报警信息，根据地址管脚被设置的状态为报警信号增加地址信息。多个地址选择开关，一一对应地连接编码芯片的多个地址管脚，用以设置各地址管脚的状态。高频发射电路连接编码芯片，并将报警信号调制到一载波信号上。发射天线连接所述高频发射电路，用于发送调制到载波信号上的报警信号。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：

1、使用灵活，安装方便：由于采用了无线遥控发射电路来代替原来的报警继电器，使得有线方式改为了无线方式，不需要进行拉线安装，接收器可以自由地放在发射电路发射范围内的任何一个地方，移动起来很方便。

2、传播范围更广：一个发射电路可以对应多个接收器，由原来点对点的方式变成了一点对多点的方式，可以扩大传播范围。

3、成本低廉，适用性强：由于无线遥控发射电路所用的器件价格都非常低，而且耗电量小，所以可以适用于很多型号的终端设备中。

附图说明

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是现有电力负荷管理***的组成示意图。

图2是图1中的电力负荷管理终端的组成结构框图。

图3是现有的语音报警方式工作原理框图。

图4是现有的报警继电器工作原理框图。

图5是本实用新型一个实施例的电力负荷管理终端的结构框图，其中包含无线遥控报警装置的发射单元。

图6是本实用新型另一个实施例的电力负荷管理终端的结构框图，其中包含无线遥控报警装置的发射单元和语音报警单元。

图7是图5或图6所示发射单元的编码芯片一个实施例示意图。

图8是本实用新型的无线遥控报警装置的接收单元示意图。

图9是图8所示接收单元的解码芯片一个实施例示意图。

图10是采用锁存输出型解码芯片时各数据管脚波形示意图。

图11是采用非锁存输出型解码芯片时各数据管脚波形示意图。

图12是一个较佳实施例的解码芯片各数据管脚波形示意图。

具体实施方式

本实用新型是为了解决现有装置的一些不足，对远距离的报警继电器输出的工作方式进行改进，本实用新型的特点是：采用无线遥控发射电路来代替原来的报警继电器，将原来的有线方式改为无线方式。以下参照各附图叙述本实用新型的实施例。

图5示出本实用新型一个实施例的电力负荷管理终端200的结构，其中包含无线遥控报警装置的发射单元220，为简明起见，不再示出电力负荷管理终端200的其他结构。无线遥控发射单元220耦接于CPU 210，以接收由CPU 210在必要时发出的报警信号。

无线遥控发射单元220进一步包括编码芯片221、地址选择开关222、高频发射电路223和发射天线224。编码芯片221的主要作用是往发送出去的报警信号中添加地址信息，这样在接收时，通过解码芯片解读地址信息，只有当地址匹配时，解码芯片才作出响应，从而杜绝不相干的设备之间的相互干扰。

在一个实例中，采用通用编码芯片PT2262，它是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位的芯片，最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(可被设置为悬空、接高电平、接低电平等状态)，其任意组合可提供531441个地址码。由于发射单元220可通过编码芯片设置多种地址码，以便区分不同的接收单元，因此一个发射单元可以对应多个接收单元，扩大传播范围。

通用编码芯片PT2262应用图如图7所示，管脚说明如下表2所示：

表2  PT2262管脚说明：

 

名称	管脚	说明
			A0-A11	1-8、10-13	地址管脚，用于进行地址编码
D0-D5	7-8、10-13	数据输入端，有一个为“1”即有编码发出
			Vcc	18	电源正端(+)
Vss	9	电源负端(-)
			TE	14	编码启动，用于多数据的编码发射，低电平有效
OSC1	16	振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率
			OSC2	15	振荡电阻振荡器输出端
Dout	17	编码输出端(正常时为低电平)

当CPU 210发出报警信号时，编码芯片221将地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，并通过编码输出脚将经调制(调制频率约38KHz)的串行数据信号输出给高频发射电路223。

地址开关接在编码芯片的地址管脚上，提供三种状态的设置：悬空、接高电平、接低电平，最多可有12位(A0-A11)，任意组合可提供531441个地址码。在实际应用中采用8位地址管脚，任意组合可提供6561个地址码。

当编码芯片221的编码输出端Dout为高电平时，高频发射电路223起振并发射315MHz的等幅高频信号，此高频载波信号已被报警信号调制；当编码芯片221的编码输出端Dout为低电平时，高频发射电路223停止振荡，所以高频发射电路223完全受控于编码芯片221的编码输出端发出的数字信号，从而完成幅度键控(ASK调制)。

发射天线224可采用15mm长的升缩性天线，主要用于将315MHz高频信号通过电磁波的形式发送出去。

另外，在图6所示实施例中，也可以包含传统的语音报警方式。其中电力负荷管理终端200a还包括专用语音芯片225、音频放大电路226以及喇叭227。

无线遥控接收单元320与电力负荷管理终端分离，分散地设置于电力负荷管理终端之外，并通过无线方式接收报警信号。

图8是本实用新型的无线遥控报警装置的接收单元示意图。参照图8所示，无线遥控接收单元320主要包括解码芯片321、地址选择开关322、高频接收电路323、接收天线324以及报警器325。解码芯片321的主要作用是判别接收到的信号中的地址信息，当地址信息与发射单元220的地址信息相匹配时，才作出响应。

在实例中，采用通用解码芯片PT2272，它与编码芯片PT2262形成一对编码解码组合，它也是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位的芯片，最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(可被设置成悬空、接高电平、接低电平三种状态)，任意组合可提供531441个地址码，其应用图如图9所示，管脚说明如表3所示：

表3  PT2272管脚说明：

 

名称	管脚	说明
			A0-A11	1-8、10-13	地址管脚，用于进行地址编码
D0-D5	7-8、10-13	数据输入端，只有在地址码与2262一致，数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平，否则输出为低电平。
			Vcc	18	电源正端(+)
Vss	9	电源负端(-)
			Din	14	数据信号输入端
OSC1	16	振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率
			OSC2	15	振荡电阻振荡器输出端
VT	17	解码有效确认，输出端(常低)，解码有效变成高电平(瞬态)

接收天线324可采用15mm长的升缩性天线，主要用于接收来自发射单元220的315MHz高频电磁波信号。

当高频接收电路323接收到315MHz的等幅高频信号时，向解码芯片321的数据输入端Din输出一个高电平，当高频接收电路323没有接收到315MHz的等幅高频信号时，向解码芯片321的数据输入端输出一个低电平。对应于高频发射电路221完成ASK调制，高频接收电路321主要完成ASK解调，以获得报警信号。

解码芯片321具有多个地址管脚，这些地址管脚被一组地址开关设置成预定的地址信息。当解码芯片321的数据信号输入端Din收到高频接收电路323输出的报警信号(为串行数据)后，将串行数据里的地址信息与自身地址开关定义的地址信息相比较，如果地址匹配，解码芯片321的数据管脚输出与编码芯片2262数据端对应的高电平。另外，解码有效确认管脚VT输出高电平作为致能信号，从而驱动其后的报警器325进行报警。

PT2272解码芯片分为两种，一种为锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变，这种芯片后缀以“L”表示；另一种为非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的，而且和发射端是否发射相对应，这种芯片后缀以“M”表示。接收单元320采用不同的解码芯片，发射单元220的电路就要有所不同，对于第一种情况，发射单元编码芯片的数据管脚要用到两个，一个管脚(比如D0管脚)是在报警信号的上升沿处产生一个高电平脉冲，另一个管脚(比如D1管脚)是在报警信号的下降沿处产生一个高电平脉冲，其波形如图10所示。

对于第二种情况，发射单元编码芯片的数据管脚只用到一个管脚(比如管脚D0)，但是在报警信号出现高电平时，其电平必须为高电平，情况如图11所示。

上述两种情况各有利弊：对第一种情况而言，由于采用了脉冲发射方式，可以降低功耗，减少电磁干扰，但如果脉冲时间短，可能会影响报警启动和停止的可靠性，造成要么不报警，要么报警后停不下来的情况，所以要提高可靠性，就要提高脉冲的时间。对第二种情况而言，由于是电平控制发射方式，在整个报警时间段内都处于发射状态，所以功耗较大，但是其可靠性较高。综合这两种方法的特点，本实用新型的一个较佳实施例在接收单元上采用非锁存输出型解码芯片(PT2272M)，发射单元220所在的终端200的CPU 210发出的报警信号是具有一定时间间隔的方波信号，从而形成了具有一定时间间隔的铃声报警，其各管脚波形如图12所示。

地址开关322接在解码芯片321的地址管脚上，提供三种状态的设置：悬空、接高电平、接低电平，最多可有12位(A0-A11)，任意组合可提供531441个地址码。在实际应用中采用8位地址管脚，任意组合可提供6561个地址码。

当解码芯片321解读出正确的报警信号后，会提供给报警器325的驱动电路325a一个相应的信号，驱动电路325a负责在收到这个信号后，驱动后面的电铃或喇叭325b发出声音报警。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.用于电力负荷管理终端的无线遥控报警装置，其特征在于包括：

设于所述电力负荷管理终端上的无线遥控发射单元，以无线方式发送报警信号；

与所述电力负荷管理终端分离的至少一无线遥控接收单元，以无线方式接收所述报警信号且通过一报警器发出报警。

2.如权利要求1所述的无线遥控报警装置，其特征在于，所述无线遥控发射单元包括：

编码芯片，具有多个地址管脚，所述编码芯片接收一报警信息，根据所述地址管脚被设置的状态为所述报警信号增加地址信息；

多个地址选择开关，一一对应地连接所述编码芯片的多个地址管脚，用以设置各地址管脚的状态；

高频发射电路，连接所述编码芯片，所述高频发射电路将所述报警信号调制到一载波信号上；以及

发射天线，连接所述高频发射电路，发送调制到所述载波信号上的所述报警信号。

3.如权利要求2所述的无线遥控报警装置，其特征在于，所述无线遥控接收单元包括：

接收天线，接收调制到所述载波信号上的所述报警信号；

高频接收电路，进行解调以获得所述报警信号；

解码芯片，连接所述高频接收电路，且当所述报警信号中的地址信息与该解码芯片的多个地址管脚所确定的地址信息匹配时，输出一致能信号；

多个地址选择开关，一一对应地连接所述解码芯片的多个地址管脚，用以设置各地址管脚的状态；以及报警器，连接所述解码芯片，根据所述致能信号发出报警。

4.如权利要求3所述的无线遥控报警装置，其特征在于，所述报警器包括驱动电路及喇叭，所述驱动电路连接所述解码芯片，所述喇叭连接所述驱动电路。

5.一种电力负荷管理终端，其特征在于包括一无线遥控发射单元，所述无线遥控发射单元以无线方式发送报警信号。

6.如权利要求5所述的电力负荷管理终端，其特征在于，所述无线遥控发射单元包括：

编码芯片，具有多个地址管脚，所述编码芯片接收一报警信号，根据所述地址管脚被设置的状态为所述报警信号增加地址信息；

多个地址选择开关，一一对应地连接所述编码芯片的多个地址管脚，用以设置各地址管脚的状态；

高频发射电路，连接所述编码芯片，所述高频发射电路将所述报警信号调制到一载波信号上；以及

发射天线，连接所述高频发射电路，发送调制到所述载波信号上的所述报警信号。

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