基于AVR的GSM无线智能变压器综合报警系统

一、项目概述

1.1 引言

本项目设计的基于AVR的GSM 无线智能变压器综合报警系统，其目的在于提供一种无线智能变压器综合报警系统，可以识别系统停电，杜绝误报的发生；可以测量变压器油温并在油温超温时报警；具有"人体非正常接近报警"功能；具备断电工作保护功能，当电源线被破坏或由于其它原因断电时，系统仍能继续工作；可以对电力变压器综合运行参数进行检测，并对故障运行状态（过流、过压、欠压等）进行预警（可选）。该装置可以用在电力系统和大型工业企业领域中，并且本系统稍加改进后，可用于各种无线报警、控制装置中。例如，可以将本装置运用在电力节能方向，如通过该系统的语音、短信功能来控制路灯的开关，实现路灯的防盗与节能。

1.2 项目背景/选题动机

在油田、矿山、农村以及其他地域分布辽阔的野外地区，输电线路和电力变压器因远离供电局而经常面临被盗的危险，加之这些设备长期配置在野外，无人值守，智能化水平不高，经常出现不稳定运行，但值班人员无法及时了解这些设备的异常运行情况。一旦输电线和电力变压器被盗或异常运行，将会造成很大的经济损失，给电力系统的稳定运行和油田、矿山等大型野外企业的安全生产造成极大的隐患。因此，无论是电力系统的安全运行还是大型工业企业的安全生产，客观上都需要这样一种智能产品，它能准确的检测变压器等电力设备的运行状况，一旦出现异常情况，及时精确的上报值班人员。

我们团队开发的基于AVR的GSM 无线智能变压器综合报警系统利用GSM短信息数据传输模式及语音功能平台完成智能报警数据远程传输及控制，主要用在电力系统的配电网电力线、变压器等供电设备和线路的防剪断、防盗窃、防破坏。主机采用全密封铝压铸外壳，防水性能好，具有功能实用、质量优良、工作稳定可靠等特点，适应野外各种环境使用，广泛应用于电力、石油、矿山等所有在户外工作的电力设备的安全保护，本机可独立使用，亦可与接警中心联网使用。

二、需求分析

2.1 功能要求

图1 系统架构

当发生警情时主机启动警号90秒阻吓盗贼，同时系统会自动发短信息到负责人的手机上，短信息会显示报警内容；并且系统自动拨打设置好的值班人员电话，值班人员接听电话后，自动拨放报警录音，如果值班话机占线或因故障不能接通，系统会自动循环拨打下一个报警号码，直至值班人员接听后主机才停止拨号，如未接听，则系统自动循环三次拨打二组报警号码，然后主机才停止拨号。如果设置有报警控制中心，该中心的计算机上电子地图相应的报警点会不停闪烁，并显示报警的地点和类型，便于调度中心指挥附近的工作人员及时赶到报警点查看。

2.2 性能要求

◆ 通讯方式：工业级900/1800MHz GSM模块

◆报警方式：GSM中文短信及语音拨号

◆报警响应时间：≤8秒（GSM网络信号正常）

◆待机功耗：≤0.9W

◆警号音量：大于110分贝

◆保险管最大容量：3A

◆防电磁干扰：IEC55022

◆绝缘等级：B级

◆防护等级：IP55

◆工作环境：温度－10℃～＋55℃

湿度≤95% 无凝露

三、方案设计

3.1 系统功能实现原理

图2 系统硬件结构框图

图2为系统的硬件结构图，在设计的报警系统中，单片机及其外围电路通过数据线分别和无线键盘、温度检测传感器、报警检测传感器(可以感应装置是否振动、是否人体非正常接触)、现场警笛、GSM模块及其外围电路连接，GSM模块通过无线信号和GSM网络交换数据。UPS电源保证系统不间断工作。

具体工作原理：

信号检测：现场变压器安装各种探测器，如温度探头、震动探测器、断线探测器、防拆探测器等，如果出现异常，探测器发送信号给报警系统。同时输入的三相四线电压信息输入到报警系统后，经过专门设计的电压检测和分析电路，实时监测变压器的运行状态。

信号分析:各种探测器的信号输入报警系统之后，通过相应的电路处理之后，信号传入单片机，由单片机通过计算和分析，然后做出判断，判断信息是否准确可靠。

报警输出:单片机经过分析之后，确实为盗窃破坏行为，现场启动报警器发出警笛，恐吓盗贼，同时系统会自动发短信息及拨打设置好的各六组号码，短信息会显示报警内容。维护人员接听电话后，自动拨放录音并进入现场监听，如果主人话机占线或因故障不能接通，系统会自动循环拨打下一个报警号码，直至维护人员接听后主机才停止拨号，如未接听，则系统自动循环三次拨打二组报警号码，然后主机才停止拨号。

系统设置:用户可以通过键盘进行本地系统设置，也可以通过短信远程设置，设置时需要输入特