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摘要：电力设备完好是路灯系统正常稳定运行的前提条件，如果盗窃损坏事件时有发生，不会导致该区域路灯系统瘫痪，造成大量的经济损失，还给相应区域带来了相当大的治安和交通隐患。本文主要就新型路灯电缆防盗报警系统的设计进行分析，以期来减少区域盗窃损坏事件的发生。
关键词：新型路灯；电缆防盗报警；系统；设计分析
引言：针对目前路灯电缆被盗事件频发的情况，提出了一种路灯电缆防盗报警系统。该系统能有效解决了传统路灯线缆监测方法存在的无法全天候监测、误报率高、故障判断不准确等缺陷。同时，利用无线通信网络，当路灯电缆被盗时，及时报警阻止窃贼的偷盗行为，能够较好地完成报警的任务，有着较为广阔的市场前景。
1.路灯防盗报警系统工作原理
路灯系统在每一个区域都存在一个路灯控制箱，通过控制箱控制几百米范围内的路灯。白天供电线路未对路灯系统供电时，信号发生器通过路灯线缆向线路末端的报警主机发送特定的调制信号，如图1所示。因为电线路晚上未能正常供电时，信号发生器通过路灯线缆向线路末端的报警主机发送特定的调制信号;在供电线路未对路灯系统供电的情况下，报警主机可以通过是否接收到经由线缆传输过来的调制信号来判断路灯线缆正常与否。这两种调制信号频率低，抗外界干扰能力强，不会出现因线路停电造成的误报。当路灯线缆末端的报警主机未检测到电压信号且未收到这两类特定调制信号时，即可判定该路灯线缆已经被偷盗损坏，启动报警主机的通信模块，向电力公司发送报警信息。
2.路灯电缆防盗报警系统
2.1信号发生器组成
管理MCU、电源管理模块、复位监控模块、电池、脉冲信号发生电路和掉电检测模块一起组成了信号发生器。
2.1.1管理MCU和复位监控模块
管理MCU是由带内置Flash的单片机作为信号发生器的主控芯片，它通过控制I/O引脚电平高低输出特定的脉冲调频信号，以及电源电池的切换管理和掉电检测。复位监控模块主要运用硬件“看门狗”芯片保证管理MCU的正常可靠运行，一旦出现死机，复位监控模块将电源模块强制复位系统，使它能重新正常工作，能保障信号发生器长期可靠地运行。
2.1.2电池和电源管理模块
电源是否正常可靠运行是保障整个路灯线缆防盗报警系统长期稳定工作的基础，电源的有效管理决定了系统能否长时间稳定运行。为了保障系统长期稳定地运行，向各模块稳定可靠的供电，系统采用免维护的12V铅酸电池线性电源，其容量为2Ah。由于路灯正常工作时，防盗报警系统可以通过交流接触器切换到市电给各模块供电，因此只有在白天供电线路未对路灯供电时，才须使用电池对系统供电，因此该系统可以长期稳定使用。
2.1.3脉冲信号发生器和掉电检测模块
电路的安全性非常重要，脉冲信号发生器是脉冲发送电路，再连接到路灯电缆上。当路灯供电时，连接到路灯电缆上的继电器线圈得电，信号发生器与路灯电缆自动断开;停电时，信号发生器与路灯电缆连接，管理MCU通过控制电源模块，持续向路灯线缆末端发送特定的脉冲频率调制信号。
2.2报警主机
管理MCU、信息存储器、掉电检测及信号检测模块、电池、电源管理模块、复位监控模块以及通信模块(GSM)构成了报警主机。报警主机主要有以下几点功能:允许存在多个管理员，每个管理员设置相应密码;可设置多个通信号码，最多可设置16个;可远程撤防、布防;GSM短消息可报警;可设置多条报警信息，最多可达16条;如果有相应的密码权限，可远程设置相关参数进行读取和配置;可定时向管理者发送系统运行状态信息。
2.3报警系统接入电力设备综合技术防护平台
接警中心、GSM传输网络和分中心3部分构成了电力设施综合技术防护平台，而路灯电缆防盗报警系统接入防护平台得以运行。接警中心主要由监控服务器、Web发布服务器、数据库服务器、GSM短信接入网关服务器，以及相关的后台管理软件和数据库构成。接警中心是电力公司统一管理和监控的平台。通过现场路灯电缆防盗报警设备的GSM通信模块双向通信，能够及时接受路灯电缆末端监控设备采集到的线路信息和装置运行状态、信息的分析处理、参数设置的发布都得到良好的控制，从而能够使路灯线路24h得到防护。
3.软件系统
系统软件部分由上位机软件和下位机软件2部分组成。上位机程序采用VB语言编写，具有较强数据库访问功能，并且平台移植性很好，可以很方便地部署在Windows, Linux等主流平台上;下位机程序主要采用C语言编写，程序执行效率高、可维护性强。下位机程序逻辑较为简单，因此本文主要阐释上位机程序流程。
3.1主机程序
路灯电缆的工作状态显示、管理人员的信息维护、后台电缆状态的自动入库，以及对路灯线缆末端下位机GSM通信模块进行轮询，这些任务都是由上位机来完成的。在人机界面上，主从机连接指示、电缆工作状态显示、主从机通信内容、短信收发、数据库的维护等都得以实现。后台数据库ACCESS主要任务有管理人员的信息维护、电缆状态的自动记录、短消息自身管理和发布时间管理。值得一提的是，指定的用户和防盗报警系统进行双向交互，支持主动索取和被动接受两种接受模式。
主动索取模式是指定用户用手机向系统发送特定的短消息，待系统识别用户身份权限后，根据短信指令调用相应系统状态信息，并以短消息的形式发送给用户。被动接收的方式是操作人员可以设置多个短消息，并设置短消息的发送时间点，等到该时间出现时，或者系统检测到路灯电缆状态异常，系统会就以短消息的形式将路灯电缆实时状态信息发送给指定的用户。
3.2访问GSM模块
在系统中，上位机对GSM的访问非常重要，尤其是无线通信模块(TC35)，系统正是通过通信模块才能实现与用户交互。上位机完成对下位机数据的解析后，控制GSM通信模块发送相应信息给相应用户。在GSM无线通信访问过程中，借助AT指令完成对下位机GSM模块的相关配置操作。
4.防盗报警系统的应用
某地作为电力设施防护技术应用的示范单位，在一些偏僻的路段，路灯线路10km，试点安装了30套路灯电缆防盗报警装置。当路灯线缆被偷盗损坏时，报警主机通过信号检测和掉电检测模块实时发现线路异常，将出现异常路灯线缆的信息发送给相应监控人员，便于相关人员及时响应处理。根据使用用户的不同需求，还可以将报警信息进行分类处理。把对应于停电路灯防盗报警装置的报警信息，仅发送给相应线路区域的抢修人员，使抢修人员能够及时处理所负责区域路灯线缆故障;当路灯线路被偷盗破坏时，就直接将相应报警信息发送给保卫人员和抢修人员，当收到信息时，能够抓捕偷盗并抢修线路。
路灯电缆报警装置在两个月内成功报警5次，报告的线路状况准确及时，使抢修人员和保卫人员能够及时到达现场，及时进行抢修并制比偷盗事件的发生。由于有效地遏制了偷盗事件，安装了路灯防盗报警装置之后，该路段的路灯电缆装置再也没有发生过偷盗事件。
5.总结语
本文的路灯电缆防盗报警系统设计功能全面，检测方法安全可靠，能对路灯起到全天候的防护，硬件设备的电磁兼容检测均达到3级标准，具有较好抗干扰能力。路灯电缆报警系统经过近1年的运行，每次电缆被盗时均发出报警信号，及时阻止了窃贼的偷盗行为，起到很好的威慑作用，降低了偷盗事件的发生，取得了良好的效果。
参考文献：
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[3]赵彬.智能路灯监控防盗系统设计[D].福建:厦门大学，2009.
论文作者:宫世科
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/20
标签：路灯论文; 电缆论文; 模块论文; 系统论文; 线缆论文; 线路论文; 防盗报警系统论文; 《基层建设》2016年第34期论文;