一種基于路燈補償電容的電纜防盜系統(tǒng)設(shè)計

摘要 提出了一種通過測量照明線路補償電容變化，來監(jiān)測電纜是否被盜的新型電纜防盜報警系統(tǒng)設(shè)計方案。目前的照明路燈均具有較大的補償電容，因此電纜上的電容將隨電纜長度的變化而呈現(xiàn)規(guī)律性變化。新型系統(tǒng)正是基于以上原理測量電容值，通過AT89C51單片機計算分析精確定位出被盜位置，并通過語音芯片ISD25120，撥號芯片MT8888在電話上自動報警。在實際應(yīng)用中，具有良好的報警效果。
關(guān)鍵詞 電纜防盜；雙音多頻；語音芯片；單片機；自動報警

實際應(yīng)用中照明線路電纜時常出現(xiàn)被盜情況，不僅給國家?guī)頁p失，也嚴(yán)重影響了生產(chǎn)生活軼序。為防止電纜被盜，根據(jù)目前節(jié)能路燈照明系統(tǒng)采用單燈補償電容的特性，設(shè)計了電纜防盜系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計
電纜上所有照明電燈是并聯(lián)的，電纜上的每個照明電燈又可以等效為燈絲電阻和電容的并聯(lián)，因而在電纜的一端即可測得線路上并聯(lián)路燈電容的大小。如果有電纜被盜，則在電纜一端測得的總電容就會減小。根據(jù)測到的電容大小，就能判斷電燈的個數(shù)，再結(jié)合電纜電燈的物理拓?fù)洌纯膳袛喑鲭娎|被盜的具體地點。為將電燈的電容特性，用電信號來展示，文中使用了常見的555芯片，用555芯片構(gòu)成多諧振蕩器，由多諧振蕩器的周期公式T=(R1+2R2)，Cln2可知，可將電燈的電容特性轉(zhuǎn)化為脈沖信號的周期，單片機通過計算脈沖的周期，即可得到電纜上電容的大小、從而判斷電纜是否被盜，以及被盜的具體位置。當(dāng)單片機檢測到電纜被盜時，就會向自動摘掛機模塊發(fā)出一個摘機信號，然后將原先設(shè)定的電話號碼發(fā)給自動撥號模塊，撥號報警。該設(shè)計的總體框圖如圖1所示。

2 電路模塊設(shè)計
2．1 繼電器陣列與555陣列及路選模塊設(shè)計
在系統(tǒng)與電纜的接口部分，文中共用到24個繼電器，構(gòu)成了一個繼電器陣列，所有繼電器初始時均處于常開狀態(tài)，唯獨在時鐘開關(guān)閉合時，才轉(zhuǎn)到常閉狀態(tài)，使系統(tǒng)連接到電纜。這是由于電纜被盜行為大部分都發(fā)生在電纜無電的情況，文中通過時鐘開關(guān)控制繼電器陣列，使系統(tǒng)只在電纜無電時才連接到電纜，監(jiān)測電纜是否被盜。繼電器陣列中的每個繼電器分別對應(yīng)一個有555芯片構(gòu)成的多諧振蕩器，單個多諧振蕩器的電路圖如圖2所示。該類多諧振蕩器在系統(tǒng)上也有24個，構(gòu)成了一個555芯片陣列，其輸入端通過繼電器陣列分別與電纜中的零線及24根火線相連，其輸出端均連接在一個由3個4051芯片構(gòu)成的路選模塊上，單片機通過控制片選模塊，選擇對某條線路進行檢測。

這里采用的繼電器都是機械式的而非電子式，因為機械式繼電器的電氣特性比電子式的特性好，不會影響對電纜電容的測量。在多諧振蕩器中，先在555芯片的1腳和2腳之間連接一個1μF的電容，使系統(tǒng)在未連接電纜之前，多諧振蕩器就能起振，方便電路故障的檢測，減小誤差。因為，在確定電纜上電燈個數(shù)時，是以計算出的脈沖正周期的大小是否落在以初始化時的脈沖正周期的大小為中心的一個誤差范圍內(nèi)，若在此范圍內(nèi)，則認(rèn)為電纜上電燈的個數(shù)與初始化時的個數(shù)相等，否則不等。而在計算脈沖正周期的大小時，采用的是計算在其間通過計時脈沖的個數(shù)，如果多諧振蕩器產(chǎn)生的脈沖的正周期越大，那么在其間通過的計時脈沖的個數(shù)則越多，計算出的脈沖周期的誤差相對就越小。當(dāng)然，也不是正周期越大越好，因為正周期越大，文中并接得電容就越大，在電纜電容發(fā)生變化時，輸出的正周期變化相對也就越小，反而影響測量。鑒于這兩方面的原因，通過計算和實際測量，發(fā)現(xiàn)與電纜電容并聯(lián)一個1μF的電容是最佳選擇。路選模塊中用到的4051芯片是一個8選1的數(shù)據(jù)選擇器。