本發明涉及發電廠監控技術領域，具體涉及一種用于發電廠配電室的監控裝置。

背景技術：

為了方便發電廠的集中管理和中心控制，會將發電廠中主要設備的配電柜放在一起，形成配電柜室，從而便于操作和管理。整個配電室的運行環境對發電廠順利運行有著重要影響，最常見的問題就是，配電室溫度過高，導致一部分配電柜發生故障，從而影響設備的正常運行。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種用于發電廠配電室的監控裝置，從而能自動對配電室內溫度進行控制，同時對配電室內實時進行視頻監控。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：一種用于發電廠配電室的監控裝置，包括圖像傳感器、微處理器、存儲模塊、單片機、光照感應模塊、LED驅動模塊、LED燈組、溫度傳感器、風扇控制模塊、加熱器控制模塊和電源模塊，所述圖像傳感器與微處理器連接用于采集圖像信號，所述存儲模塊與微處理器連接用于存儲數據，所述單片機和微處理器連接，所述光照感應模塊與單片機連接用于采集光照強度信號，所述單片機通過LED驅動模塊與LED燈組連接，所述溫度傳感器與單片機連接用于采集溫度信號，所述風扇控制模塊與單片機連接用于驅動風扇進行降溫冷卻，所述加熱器控制模塊與單片機連接用于加熱升溫，所述電源模塊為裝置提供電源。

如上所述的一種用于發電廠配電室的監控裝置，進一步說明為，所述微處理器采用S3C2440A處理器及其外圍電路組成的最小系統。

如上所述的一種用于發電廠配電室的監控裝置，進一步說明為，所述單片機采用MC9S08AC16芯片及其外圍電路組成的最小系統。

如上所述的一種用于發電廠配電室的監控裝置，進一步說明為，所述存儲模塊包括SDRAM存儲模塊和FLASH儲存模塊。

如上所述的一種用于發電廠配電室的監控裝置，進一步說明為，所述圖像傳感器采用CMOS圖像傳感器。

如上所述的一種用于發電廠配電室的監控裝置，進一步說明為，所述電源模塊包括電源和電壓轉換模塊，所述電壓轉換模塊用于將電源電壓轉化為多個不同數值的電壓。

本發明的有益效果是：通過設置微處理器和單片機組合式的監控裝置，由微處理器負責視頻監控，由單片機負責視頻監控外的檢測，極大的減少了微處理器資源的使用率，能夠極大的提高微處理器處理圖像的能力，同時簡化了微處理器面板的設計及焊接難度。通過設置光照感應模塊能采集配電室內的光照強度，在通過LED燈組進行補光，從而提高了視頻監控的清晰度和監控質量。通過溫度傳感器采集的溫度信號，實現了對配電室內加熱器及風扇的控制，使配電室內的溫度始終保持在一定范圍內，從而為配電室內配電柜的安全運行提供了良好的條件，保證了發電廠的順利運行。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為FLASH儲存模塊實施例結構示意圖。

圖3為光照感應模塊實施例結構示意圖。

圖4為溫度傳感器實施例結構示意圖

圖5為加熱器控制模塊實施例結構示意圖。

圖6為電壓轉換模塊實施例結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明實施方式做進一步的闡述。

如圖1所示，本發明提供的一種用于發電廠配電室的監控裝置，包括圖像傳感器、微處理器、存儲模塊、單片機、光照感應模塊、LED驅動模塊、LED燈組、溫度傳感器、風扇控制模塊、加熱器控制模塊和電源模塊。

所述圖像傳感器與微處理器連接用于采集圖像信號，所述圖像傳感器主要任務就是采集視頻圖像，然后將采集到的圖像信號轉化為電信號，并按照一定的圖像數據格式傳輸給微處理器。所述圖像傳感器可以采用CMOS圖像傳感器。CMOS圖像傳感器利用光電效應，在像素單元內產生相應的電荷，行選擇邏輯單元根據需要，選通相應的行像素單元，行像素單元內的圖像信號通過各自所在列的信號總線傳輸到對應的模擬信號處理單元，并通過A/D轉換器，轉化為圖像信號進行輸出，由于CMOS圖像傳感器為現有技術，這里不做具體闡述，所述CMOS圖像傳感器生產成本比較低、低功耗、芯片尺寸小和可集成度高，非常適合本裝置使用，具體的可以選擇OV7710型CMOS圖像傳感器。當然，所述的圖像傳感器還可以選用CCD圖像傳感器。

所述微處理器主要用于對圖像傳感器傳輸過來的圖像信號進行處理，和接收單片機傳輸過來的檢測信號。所述微處理器還可以對處理后的圖像轉化成標準的網絡格式經過網絡傳輸至PC終端，在本裝置中沒有設置網絡接口。所述的微處理器可以采用S3C2440A處理器及其外圍電路組成的最小系統，所述S3C2440A處理器屬于ARM9系列處理器，該S3C2440A處理器有低功耗、精致簡單、全靜態設計的特點，非常適合本裝置使用。

所述存儲模塊與微處理器連接用于存儲數據，所述存儲模塊包括SDRAM存儲模塊和FLASH儲存模塊，所述SDRAM存儲模塊主要是在圖像處理的過程中存儲相關的圖像數據，便于隨時調閱查看。所述SDRAM存儲模塊可以選用HY57V641620芯片組成的存儲電路，由于為本領域技術人員公知技術，這里不做具體闡述。所述FLASH儲存模塊屬于非易失性的存儲器，可在裝置正常運行時進行電擦寫，并且掉電保護的特性，它具有容量大、速度快、功耗低等一系列優點，例如可以采用K9F1208UDM芯片組成的FLASH儲存模塊，K9F1208UDM芯片的I/O口具有數據的輸入輸出、控制命令和地址的輸入的功能，當命令鎖存信號CLE有效時，在I/O口上的是控制命令的輸入；當地址鎖存信號ALE有效時，I/O上的輸入的是地址；當RE和WE有效時，鎖存的是I/O上是數據的輸入輸出。這種芯片端口的控制方式復雜一些，但是可以極大的減少總線的數目。將芯片I/O0-I/O7與微處理器的低位8位數據總線的XDATA7到XDATA0相連，這里以S3C2440A處理器為例做說明，當采用其他型號的處理器時，只是管腳連接會發生變化，K9F1208UDM芯片與S3C2440A處理器的具體接口電路如圖2所示。

所述單片機和微處理器連接，所述單片機用于完成對光照強度的檢測、LED燈組的控制、溫度檢測、風扇控制及加熱器控制，下文將一一進行說明，在傳統的視頻監控裝置中，往往只采用一個微處理器來完成所有的工作，控制比較復雜，還會造成太多的外圍電路過多的占用微處理器的資源，影響微處理器對視頻圖像的處理效果。此外，如果只采用一個微處理器會使得微處理器面板的設計過于復雜，PCB的層數過多的，增加微處理器面板的難度和成本，同時也會增加元器件焊接的難度。在本裝置中，選用一個單片機專門負責對視頻采集外圍的電路進行控制，這不僅可以有效減少微處理器的資源使用，提高了微處理器處理視頻信號的能力，還可以有效的提高裝置的靈活度與可靠性。所述單片機采用MC9S08AC16芯片及其外圍電路組成的最小系統。該芯片具有40-MHZCPU時鐘，20-MHz內部總線頻率，高達16KB在線編程的FLASH模塊，通用的輸出IO口為38個，內部具有可編程的上拉電阻，還具有看門狗復位的系統保護機智，該芯片能夠有效的滿足對監控裝置的外圍檢測控制模塊的要求。

所述光照感應模塊與單片機連接用于采集光照強度信號，光照感應模塊主要是由光敏元件構成，目前廣泛使用的光敏元器件主要有光敏二極管、光敏三極管、光敏電阻、集成光強度傳感器等，所述光照感應模塊可以選用光強度傳感器TSL2561，TSL2561支持I2C總線協議，并且對應的引腳比較簡單，故在硬件接口電路設計時很簡單。在本電路設計中只需要將TSL2561的I2C總線的SCL時鐘線和SDA數據線與單片機的時鐘線和數據線相連即可，在添加2個上拉電阻接到總線上，具體的硬件連接如圖3所示。

所述單片機通過LED驅動模塊與LED燈組連接，單片機通過光照感應模塊來感應配電室內的光線強度，當光線低于設定值時，單片機可通過LED驅動模塊啟動LED燈組，對監控區域進行補光，避免外界光線對視頻監控裝置的影響，提高視頻的監控質量。由于單片機不足以直接驅動LED燈組，所以需要設置LED驅動模塊，所述LED驅動模塊主要是對信號進行放大，從而滿足啟動LED燈組的條件，例如，LED驅動模塊可以采用三極管放大電路，從而單片機通過控制三極管的通斷來對LED燈組完成控制，所述LED驅動模塊為本領域技術人員公知技術，這里不做具體闡述。

所述溫度傳感器與單片機連接用于采集溫度信號，所述溫度傳感器可以選用TMP101NA溫度傳感器，該溫度傳感器內部含有二極管溫度傳感器、控制邏輯、12位A/D轉換器、串行接口、時鐘振蕩器、配置寄存器、溫度寄存器以及故障排隊計數器。在連接過程中，只需要將TMP101NA的I2C總線的SCL時鐘線和SDA數據線與單片機的時鐘線和數據線相連即可，具體的硬件電路連接如圖4所示，當然還可以采用其他型號的溫度傳感器。

所述風扇控制模塊與單片機連接用于驅動風扇進行降溫冷卻，所述加熱器控制模塊與單片機連接用于加熱升溫，由于風扇和加熱器均屬于大功率器件，其所需要的電壓電流往往較高，單片機不能直接對其進行驅動，所以需要通過設置驅動模塊來對加熱器及風扇進行控制，所述加熱器控制模塊和風扇控制模塊結構可以一致，也可以不一致，所述加熱器控制模塊和風扇控制模塊均為現有技術，不一一進行闡述。這里以加熱器控制模塊的一實施例電路為例做具體說明，如圖5所示，加熱器控制模塊主要由三極管V1、繼電器K1及其他外圍電路組成，工作原理為：單片機管腳置高電平時，三極管V1導通，電壓通過繼電器K1形成閉合回路。由于繼電器K1的線圈中通過的電流而產生電磁效應，在電磁力吸引的作用下，銜鐵克服反向彈簧的阻力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點2與靜觸點3(常開觸點)閉合，從而加熱器兩端得電啟動進行加熱。當單片機管腳置于低電平時，三極管不導通，電壓通過繼電器K1無法形成閉合回路，繼電器K1中的線圈沒有電流，此時，繼電器K1中的動觸點2與常閉觸點1吸合。電路中的二極管D1是一種開關二級管，二極管D1這里的作用是為了防止繼電器K1斷開時線圈產生的反向自感電壓對繼電器K1的驅動電路破壞，起到保護的作用。當單片機IO口由低電平跳變到高電平的瞬間會產生較大的脈沖紋波，電容C1與電阻R3組成濾波器，能夠起到濾波的作用。自恢復保險絲F1是一種經過特殊的工藝加工而成的過流保護電子元器件。傳統保險絲過流保護，燒斷了需要及時更換，只能起到一次作用，自恢復保險絲與傳統保險絲相比，不僅具有過流、過熱保護，還具有自動恢復的功能，能對加熱器起保護作用，防止加熱器過電流。當然，所述加熱器控制模塊還可以采用其他結構的電路，這里不做限定，同理風扇控制模塊也可以采用這種電路，這里就不進行具體闡述了。工作原理為，單片機通過溫度傳感器采集配電室內的溫度，溫度在設定范圍內時，不啟動風扇和加熱器，當溫度過高時，單片機通過風扇控制模塊啟動配電室內的風扇進行降溫處理，當溫度過低時，單片機通過加熱器控制模塊啟動配電室內的加熱器進行升溫處理。

所述電源模塊為裝置提供電源，圖1中電源模塊并不單單只與微處理器和單片機進行連接，只是為了便于說明，所述電源模塊包括電源和電壓轉換模塊，所述電壓轉換模塊用于將電源電壓轉化為多個不同數值的電壓，保證各個設備的正常使用。例如，電壓轉換模塊包括HT7533芯片及外圍電路組成，從而將12V電壓轉化為3.3V的穩定電壓，從而保證工作電壓為3.3V的設備正常使用，具體電路圖如圖6所示。還可以采用AS1117S-3.3穩壓芯片將5V電壓降到3.3V，當然該電壓轉換模塊還包括其他轉換芯片，這里不一一進行闡述。所述電源模塊還可以采用多種不同的電壓電源，即不采用電壓轉換模塊，由不同的電源對不同的設備進行供電，這樣結構會復雜化，但是依然能保證本裝置的正常運行。

本發明并不限于上述實例，在本發明的權利要求書所限定的范圍內，本領域技術人員不經創造性勞動即可做出的各種變形或修改均受本專利的保護。