[发明专利]通用智能型防雷监测模块及方法

权利要求书

1.通用智能型防雷监测模块，其特征在于，监测模块硬件包括单片机、液晶显示模块、MAX485通讯芯片、温度传感器、电流调理电路、电感线圈、电源电路和继电器控制电路；其中，单片机采用ATMEGA16L；液晶显示模块采用LCD1602液晶芯片；温度采集电路主要由温度传感器DS18b20构成；信号调理电路主要由二极管整流电桥、电容滤波电路、光电隔离单元和电压跟随器连接构成；光电隔离单元包括两个光电耦合器TLP521；电压跟随器由LM321单运算放大器和阻容元件组成；二极管整流电桥的交流输入端与电感线圈L连接；直流输出端连接两个光电耦合器TLP521，电感线圈L安装在被测防雷器接地母线旁；防雷器自身具有遥信口，其方式为干接点，防雷器的遥信口一端与外部5v电源的负极相连接，外部5V电源正极经过限流电阻连接光电耦合器TLP521的正极（1脚），光电耦合器TLP521的负极(2脚)连接防雷器的另一个遥信口，形成一个回路；光电耦合器TLP521的发射极与GND相连接，TLP521的集电极与单片机ATMEGA16L的I/O口（PB0）相连接，使光电耦合器TLP521和单片机ATMEGA16L形成回路；继电器控制电路由三极管、二极管、基极电阻和继电器K组成；三极管基极经基极电阻连接与单片机ATMEGA16L的I/O口（PB7），三极管的集电极连接继电器K的线圈；继电器K的两组触点作为防雷器一次线连接通道开关，两个常闭触点分别连接防雷器1一次线的L、N进线端，两个常开触点分别连接防雷器2一次线的L、N进线端，继电器两组常闭触点和常闭触点的公共端分别连接交流电源的火线L和零线N，防雷器1为主防雷器，防雷器2为备用防雷器。

2.  通用智能型防雷监测的方法，其特征是：单片机ATMEGA16L通过采集光电耦合器TLP521输出端的电平，监测防雷器工作状态；

当防雷器处于正常工作状态时，防雷器的遥信口为导通状态，光电耦合器TLP521的发光二级管正负极导通有电流经过，二极管发光，光电耦合器TLP521的受光侧导通，与单片机ATMEGA16L连接的回路有电流经过，单片机ATMEGA16LI/O口为低电平；

当防雷器受雷击，防雷器内部MOA氧化物熔断，热脱扣装置脱扣，防雷器的遥信口为断路状态，与TLP521正负极连接的回路短开，受光侧为断路状态，单片机ATMEGA16LI/O口为高电平；

     单片机ATMEGA16L通过电流调理电路采集测雷击次数和漏流，当防雷器受到雷击，阀片开启通过接地线泄流，安装在接地线上的电感线圈L受到电流感应产生感应电流，感应电流经过保护电阻R1传送到二极管整流电桥，经二极管整流电桥整流产生直流电压信号，直流电压信号经电容滤波电路滤波，滤波后的直流电压信号送入光电隔离单元；

直流电压信号经过光电隔离单元被分为两路，其中一路经过一个光电耦合器TLP521，由光电耦合器TLP521输出开关量信号，开关量信号传到单片机ATMEGA16L的中断0口，触发单片机ATMEGA16L产生中断，再由单片机ATMEGA16L程序累加计算中断次数，从而得出防雷器被雷击的次数；

另一路直流电压信号经过一个光电耦合器TLP521、抗干扰电容和采样电阻后，送入LM321单运算放大器组成的电压跟随器，然后将信号再输出到单片机ATMEGA16L的AD管脚PA0，当雷电发生时电路产生一个表征放电电流大小的电压信号，经AD转换进行采样后，单片机ATMEGA16L得到相应的放电电流数据；

    在防雷器阀片接地端处安装温度传感器DS18B20，通过温度传感器DS18B20监测其温度变化， 温度传感器DS18b20将阀片温度信号传至ATMEAG16L中断1端口，通过震荡器输出的脉冲信号来测量温度；

单片机ATMEGA16L将采集到的热脱扣信号、雷击次数、阀片温度及漏电流数据存储在24C16存储芯片中，通过LCD1602液晶显示模块显示；将数据转换成MODBUS协议，通过RS485或RS232接口上传至计算机；

通过继电器控制电路的继电器K的两组触点控制主防雷器、备用防雷器的一次线连接通道，当防雷器受雷击，防雷器内部MOA氧化物熔断，主防雷器的一次线连接通道断开，单片机ATMEGA16L通过I/O口（PB7）驱动继电器控制电路，继电器K吸合，备用防雷器的一次线连接通道接通，继续为用电器供电。