基于物聯網的電纜防盜監控報警設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種有電無電狀態下電纜防盜監控技術領域，具體涉及一種基于物聯網的電纜防盜監控報警設備。
【背景技術】
[0002]近年來國內基礎建設不斷加大，城市道路、工業園區、廠礦、高速公路隧道、學校、貨場等場合的照明路燈設施也不斷增加，覆蓋面廣，給照明設施的管控工作帶來諸多問題，其中最為嚴重的是照明電纜的頻繁被盜事件，給各行業帶來了巨大經濟損失，社會影響惡劣，因偷盜造成的線路漏電安全隱患極大。
[0003]道路照明設施是保障行人夜間出行、行車安全的重要公用設施，而照明路燈設施的良好使用，起到降低交通事故發生機率，減少社會治安隱患的重要作用，照明設施的建設為創建和諧安定社會奠定了良好基礎，因此目前各行業照明管理迫切需要一套基于網絡化的、實時的、24小時的有電和無電狀態下的電纜監控報警系統。
[0004]目前市面上照明電纜防盜監控報警設備是由防盜主機和防盜末端構成。防盜主機安裝在照明配電箱中，由照明配電箱提供工作電源，防盜末端安裝在照明電纜的尾端，白天停電(關燈)狀態下防盜末端由自帶的蓄電池維持工作，防盜主機和防盜末端是利用照明電纜作為互訪通信介質，通過通信異常中斷來判斷是否發生電纜斷路故障。目前市面上照明電纜防盜采用技術方式及缺點如下:
[0005]1、電力載波方式
[0006]電纜在有電和無電狀態下的斷路監控都采用電力載波方式。工作原理:防盜主機安裝在照明配電箱中，防盜末端安裝在照明尾端路燈桿底部的檢修孔內，有電狀態下防盜末端通過照明電纜供電，無電狀態下依靠蓄電池維持自身工作。防盜主機采用輪詢防盜末端方式，以檢測通信異常中斷來判斷電纜是否發生斷路故障，實現電纜防盜監控。由于防盜末端在無電狀態下采用蓄電池工作，蓄電池在夏季高溫、冬季嚴寒以及潮濕的惡劣的環境中，使用壽極短，建設和今后維護成本高，如果遇到照明電纜長時間停電或電池充電時間過短、電池損壞等情況勢必會造成誤報，可靠性差。另外由于技術上采用的是輪詢機制，當防盜末端數量過多，會造成輪詢周期長，使的報警靈敏度難以調控，誤報率高，報警滯后嚴重。
[0007]2、433Mhz無線通信方式
[0008]防盜主機和防盜末端采用無線通信方式實現照明電纜斷路監控。工作原理:防盜主機安裝在照明配電箱中，防盜末端安裝在電纜末端的路燈燈桿上，無電狀態是依靠蓄電池維持自身工作，防盜末端采用唯一的地址編碼方式。有電狀態下當電纜發生斷路時，防盜末端會自動切換到蓄電池維持自身工作，并主動向防盜主機發送報警信息，防盜主機根據接收到的防盜末端的地址信息與主機監控對應線路的有電狀態進行對比，來判線路是否發生斷路故障。
[0009]照明電纜無電時防盜主機給照明電纜送出一組DC24V直流電供防盜末端工作和蓄電池充電，同時防盜末端也將此電壓作為電纜通斷監控信號使用。當電纜發生斷路時，防盜末端自動切換至蓄電池供電，并主動向防盜主機發出報警信息，供防盜主機判斷電纜是否發生斷路故障。
[0010]采用433Mhz無線通信的缺點:由于采用同頻段通信，加之沒有通信協議保障，當防盜設備數量過多或多個設備同時發起報警，極易產生信號沖突；由于使用的是公共開放頻段，極易受到其它同頻設備的干擾；為了保障無線通信距離，防盜末端安裝在燈桿上，設備的安裝和今后維護困難，采用蓄電池工作環境惡劣(夏季高溫、冬季嚴寒、雨水天氣等)；
[0011]3、zigbee無線通信方式
[0012]ZigBee采用了碰撞避免機制(talk-when_ready)，采用載波偵聽/沖突檢測(CSMA-CA)方式進行信道接入，并且zigbee具有自動建立網絡功能，很好的解決了 433Mhz無線通信方式的弊端，但由于照明路燈電纜過長:1800米?2500米，而ZigBee技術是一種適用于短距離范圍內傳輸技術，一般1mW的能到幾十米/ 一百米，由于是微波頻段，信號極易受建設物阻擋，防盜系統需要采用中繼模塊，為了保障無線通信，防盜末端安裝在燈桿上，設備的安裝和今后維護困難，由于無電狀態下采用蓄電池工作環境惡劣(夏季高溫、冬季嚴寒、雨水天氣等)；
[0013]4、RC阻容探測法
[0014]防盜主機采用R(電阻)C(電容)產生的時基發生電路來監控電纜。工作原理:將被監控的電纜任意一項接入防盜主機(看作C)，與防盜主機構成一個時間發生源，由于每根電纜長度固定，因此所產生的時間頻率固定，當電纜發生斷路時，其工作頻率發生改變，防盜主機以此確定電纜是否發生被盜。優點:防盜主機安裝在照明配電箱中，無需安裝防盜末端，安裝維護簡便。缺點:由于高壓鈉燈都有補償電容，加之如觸發器、更換燈具、線路維修都會影響到線路的容值、因此調試困難、設備可靠性差、誤報率高。
[0015]5、脈沖回波測試
[0016]在電纜的一端饋送一定寬度的高壓正脈沖，電纜斷路時反射回來的是正脈沖，通過測量脈沖反射回端的時間T在根據電磁波在電纜中的傳播速度V，計算斷點距離，同發送、接收和處理脈沖信號，獲取發送和接收脈沖的距離，達到確定電纜斷路位置，此方式只適用于電纜無電狀態監控。
【實用新型內容】
[0017]本實用新型克服了現有技術的不足，提供一種實現全天24小時有電無電狀態下的兩種監控方式，監控模式自動轉換的基于物聯網的電纜防盜監控報警設備。
[0018]為解決上述的技術問題，本實用新型采用以下技術方案:
[0019]—種基于物聯網的電纜防盜監控報警設備，包括防盜主機和與所述防盜主機通信的防盜末端；所述的防盜主機包括嵌入式微處理器和與所述嵌入式微處理器連接的數據存儲器、時鐘電路、看門狗電路、電源管理電路、報警開關電路、電纜狀態指示電路、布防運行狀態指示電路、聲光驅動電路、無線通信模塊、電力載波通信模塊、電纜斷路監測模塊、輸入交流信號檢測模塊。
[0020]更進一步的技術方案是電纜斷路監測模塊包括與所述嵌入式微處理器連接的監控數據接收模塊和監控數據發送模塊；所述監控數據接收模塊與所述輸入交流信號檢測模塊連接。
[0021]更進一步的技術方案是還包括與所述嵌入式微處理器連接的RS485通信模塊、USB接口和報警聲響電路。
[0022]更進一步的技術方案是無線通信模塊包括S頂卡電路，所述S頂卡電路連接靜電保護電路和嵌入式微處理器。
[0023]更進一步的技術方案是RS485通信模塊包括隔離型RS485芯片以及與所述隔離型RS485芯片連接的隔離型DC-DC電源、抗靜電保護電路、抗浪涌保護電路和抗雷擊保護電路。
[0024]更進一步的技術方案是聲光驅動電路包括繼電器和PNP結構的三極管，所述繼電器的線圈兩端并聯一只反向電動勢泄放保護二極管，所述繼電器的觸點并聯浪涌保護電路；所述三極管基極經限流電阻與嵌入式微處理器連接；所述三極管集電極連接所述繼電器；所述三極管發射極接地。
[0025]更進一步的技術方案是報警開關電路包括DIP撥碼開關，所述DIP撥碼開關一端接地，另一端連接上拉電阻；所述報警開關電路的開關信號線一端連接所述DIP撥碼開關，開關信號線的另一端接有濾波電容和TVS管再與嵌入式微處理器連接。
[0026]更進一步的技術方案是電力載波通信模塊包括LonWorks總線協議的載波微處理器，所述LonWorks總線協議的載波微處理器通過串行總線與嵌入式微處理器連接；所述Lonfforks總線協議的載波微處理器調制信號端連接信號耦合濾波電路，所述信號耦合濾波電路連接載波信號放大電路，所述載波信號放大電路連接輸出濾波電路；所述輸出濾波電路連接抗浪涌保護電路，所述抗浪涌保護電路連接信號耦合變壓器；所述信號耦合變壓器將載波調制信號經三相耦合電路耦合到電纜線路上；所述三相耦合電路輸出端連接第二抗浪涌保護電路，所述第二抗浪涌保護電路連接限流電路，所述限流電路連接過零檢測電路，所述過零檢測電路連接波形整形電路，所述波形整形電路連接嵌入式微處理器。
[0027]更進一步的技術方案