專利名稱：一種降低電力隧道監(jiān)控功耗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種降低電力隧道監(jiān)控功耗系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前在電力隧道內(nèi)存在遠程供電及通訊功耗較大的問題。目前的隧道， 一般都有幾百米， 甚至幾千米，在這樣的隧道中，遠程功能和通迅比較困難，不能像普通區(qū)域一樣加設(shè)電站， 又沒有家庭用的220V的電源輸出。在隧道內(nèi)部設(shè)置電纜，雖然可以解決部分供電問題，但 是增加電纜就意味著增加成本，并且長距離的電纜意味著高功耗，浪費資源。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省資源的降低電力 隧道監(jiān)控功耗系統(tǒng)
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案
一種降低電力隧道監(jiān)控功耗系統(tǒng)，它包括一個監(jiān)控主機，監(jiān)控主機通過總線與采集器 連接；采集器與傳感器單元連接；采集器還通過總線與監(jiān)控終端連接。
所述傳感器單元包括PT ^度傳感器、有害氣體傳感器、水位傳感器、CT電流傳感器以 及含氧量探測器。
本實用新型中的監(jiān)控主機為電力多狀態(tài)監(jiān)控主機，總線為CAN-BUS總線，遠程低壓供 電(DC48V),最遠距離15公里，因此釆用HYAT53 0.5線徑電纜。采集器為CT-SDV采集 器。
監(jiān)控終端采用間歇工作原理，由上端監(jiān)控主機遠程操控的工作方式。監(jiān)控終端大部分時 間處于微功耗的睡眠狀態(tài)(功耗在微安級)，定時由監(jiān)控主機發(fā)送信號啟動工作，在檢測和傳 輸完畢后，再進入睡眠狀態(tài)。
本實用新型選擇了低功耗的MCU以及外圍器件作為系統(tǒng)的元器件，由于器件本身的功 耗低，加之監(jiān)控主機采用睡眠模式進行監(jiān)控，因此大大降低了功耗。
本發(fā)明的有益效果是通過嚴格的電源管理，對于充電、發(fā)送、接收、控制等各功能電 路實行控制分時上電，待機時關(guān)斷的電源管理方法，有效的降低了系統(tǒng)功耗同時在嵌入式 軟件方面利用微芯公司的MPU的休眠功能，MPU休眠和喚醒再入機制，保證MPU只在通信和 數(shù)據(jù)采集時工作，其他時間處于"休眠"狀態(tài)，從而將終端的功耗降至最低。

圖1為本實用新型的原理框圖
圖2為本實用新型的水位傳感器的PIC16Fxx的應(yīng)用電路圖3為本實用新型的總線接口的時鐘芯片PCF8563看門狗電路圖4為本實用新型的MCU供電電路圖5為本實用新型的MCU外圍器件的電源控制電路；
其中，1、監(jiān)控主機；2、采集器；3、 PT溫度傳感器；4、有害氣體傳感器5、水位傳
感器；6、 CT電流傳感器；7、含氧量探測器；8、監(jiān)控終端。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明。 一種降低電力隧道監(jiān)控功耗系統(tǒng)，它包括一個監(jiān)控主機l,監(jiān)控主機l通過總線與采集
器2連接；采集器2與傳感器單元連接；采集器2還通過總線與監(jiān)控終端8連接。
所述傳感器單元包括PT溫度傳感器3、有害氣體傳感器4、水位傳感器5、 CT電流傳感 器6以及含氧量探測器7。
本實用新型中的監(jiān)控主機為電力多狀態(tài)監(jiān)控主機，總線為CAN-BUS總線，遠程低壓供 電(DC48V),最遠距離15公里，因此總線采用HYAT53 0.5線徑電纜。采集器為CT-SDV 采集器。
監(jiān)控終端8采用間歇工作原理，由上端監(jiān)控主機1遠程操控的工作方式。監(jiān)控終端8大 部分時間處于微功耗的睡眠狀態(tài)(功耗在微安級)，定時由監(jiān)控主機發(fā)送信號啟動工作，在檢 測和傳輸完畢后，再進入睡眠狀態(tài)。
監(jiān)控終端8采用低功耗的MCU，比如PIC —類的為低功耗設(shè)計的CPU。不使用51， 一 方面是因為51速度慢，另外一方面是因為51的IO是有上拉電阻的，雖然當IO為高電平是 上拉電阻不費電，但是下拉電流的時候卻也有不小的功耗產(chǎn)生。另外51的運算速度實在是太 慢了，很多運算用51都需要很高的主頻而主頻高了就意味著高的功耗。所以在水位傳感器5 選擇PIC16Fxx系列的芯片，睡眠模式能夠大大的降低MCU的工作電流，利用MCU的中斷
功能讓MCU周期性的工作和睡眠從而大大的降低MCU的工作電流。PIC16Fxx芯片參數(shù)為
-< 2 mA typical @ 5V， 4 MHz -<20 uA typical @ 3V, 32 kHz
-< 1 oA typical standby current
應(yīng)用電路如圖2所示。
在間斷工作的低功耗系統(tǒng)中外圍器件的靜態(tài)功耗是首選指標，另一個選擇標準是單片機 與外圍器件的接口方式應(yīng)盡量選擇具有I2C，所以選用具有I2C總線接口的時鐘芯片PCF8563作為看門狗電路，其電路圖如圖3所示。
隧道水位傳感器5與監(jiān)控主機1之間的通信媒介是通信電纜，電纜連接的主機端供電是 48V，當經(jīng)過長距離的通信以后，電源電壓對于不同位置的監(jiān)控終端8電壓值已經(jīng)不同，而 且通信電壓會不穩(wěn)定，要想保證MCU系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，采用超低功耗100mA低壓降線性穩(wěn) 壓器TPS76950供電，該器件100mA時降落電壓典型值為71mV，待機模式時僅lpA靜態(tài)電 流，100mA時僅17pA靜態(tài)電流。供電電路如圖4所示
MCU選擇低的工作頻率來降低功耗，按照設(shè)計越簡單越好的原則選擇內(nèi)部振蕩功能，即 工作頻率選擇2MHz。
對于MCU不用的I/O 口如果懸空的話，受外界的一點點干擾就可能成為反復(fù)振蕩的輸入 信號了，如果把它上拉的話，每個引腳也會有微安級的電流，所以最好的辦法是設(shè)成輸出， 同時對地下拉。
當MCU處于睡眠狀態(tài)以及各部分功能電路工作完成以后，要切斷其供電電路，盡量減 小電流的損失。選擇MOSFET管IRFL9110PBF能實現(xiàn)關(guān)斷時，漏電流最小。其電源控制電 路如圖5所示。
傳感器接口兩顆線， 一顆為電源線， 一顆為通信信號線。其供電電源為12V，當需要采 集的時候由單片機控制LM2576為傳感器供電，采集完畢切斷電源，盡量降低功耗。
權(quán)利要求1.一種降低電力隧道監(jiān)控功耗系統(tǒng)，其特征在于它包括一個監(jiān)控主機(1)，監(jiān)控主機(1)通過總線與采集器(2)連接；采集器(2)與傳感器單元連接；采集器(2)還通過總線與監(jiān)控終端(8)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低電力隧道監(jiān)控功耗系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器單元包括PT溫度傳感器(3)、有害氣體傳感器(4)、水位傳感器(5)、 CT電流傳感器(6)以 及含氧量探測器(7)。
專利摘要本實用新型公開了一種降低電力隧道監(jiān)控功耗系統(tǒng)，它包括一個監(jiān)控主機，監(jiān)控主機通過總線與采集器連接；采集器通過總線與監(jiān)控終端連接。監(jiān)控終端包括PT溫度傳感器、有害氣體傳感器、水位監(jiān)控終端、CT電流傳感器以及含氧量探測器。本實用新型選擇了低功耗的MCU以及外圍器件作為系統(tǒng)的元器件，由于器件本身的功耗低，加之監(jiān)控主機采用睡眠模式進行監(jiān)控，因此大大降低了功耗。
文檔編號G05B19/048GK201293936SQ20082022433
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者吳建冬, 慕瑞嘉, 曹義良, 楊震威 申請人:山東康威通信技術(shù)有限公司