路燈電纜防盜報警器系統設計 

 引言
    城市路燈電纜常常被一些不法分子盜取，這不僅破壞了城市的公共設施還影響了照明，間接地造成交通事故，危害人身安全。本電纜防盜報警就能夠有效地解決上述所出現的問(wèn)題。
    電纜防盜報警器是人為設定固定值與路燈電纜阻抗值進(jìn)行比較，當有人剪斷一段電纜時(shí)，電纜阻抗值將發(fā)生變化，其變化值比人為設定固定值大時(shí)，儀器將發(fā)出報警信號。

電纜防盜報警器的設計
  
    本報警器由信號源、測量電路、比較電路、顯示電路、控制電路組成。直流電源U1是測量電路中電橋電路的恒壓源，被測電纜接入電橋電路中，當電橋平衡時(shí)，測量電路輸出電壓U2=0；當被監測電纜阻抗值發(fā)生變化，使電橋不平衡，測量電路輸出U2>0，此時(shí)，顯示電路將顯示電纜回路的阻抗值，同時(shí)，輸出電壓U2輸入到比較放大電路，同比較器的參考電壓U3，又稱(chēng)門(mén)限電壓相比較，當U2-U3>0(一般取△U=3V)時(shí)，控制電路工作，將發(fā)出控制信號控制有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)報警。
信號源電路組成
    它是一個(gè)三端集成穩壓器，是一個(gè)直流信號源，采用W78××集成穩壓塊，本電路采用W7805三端集成穩壓器，輸出電壓值可在5～24V之間連續可調。
測量電路組成
    測量電路的核心是不平衡電橋。
 不平衡電橋特性
    根據電工基礎知識可以列出流入電流表Ig的方程：
    Ig=-R6R9+R7R8／R6R7(R8+R9)+R8R9(R6+R7)
    若取R7=R9，R8=R6+△R(△R為測量回路阻抗)，則上式可寫(xiě)成：
    Ig=U1△R／2R6(R6+R9)+△R(2R6+R9)。
    上式說(shuō)明，當UI不變，改變測量回路阻抗△R時(shí)，電流表Ig隨之改變�！鱎與Ig特性曲線(xiàn)如圖4所示，呈線(xiàn)性變化。

 路燈電纜等效電路

    設：UO間輸入電壓為直流恒壓，電容C和燈泡D相當開(kāi)路，r鎮流器電阻，R觸發(fā)器電阻。

    顯然，UO間可用一純電阻RD來(lái)等效表示，當U相間等效電阻RD發(fā)生變化時(shí)，電流Ig也發(fā)生變化，這樣完全可以對UO間阻抗值進(jìn)行監測。

 測量系統電路
    R1、R2、R3、R4、Rw組成不平衡電橋電路，Rw為調零電位器：J11、J12，J21、J22為延時(shí)繼電器J1常開(kāi)觸點(diǎn)，J2為延時(shí)繼電器常閉觸點(diǎn)。VD為隔離二極管。當UO間電阻發(fā)生變化時(shí)，電流Ig將發(fā)生變化。

 延時(shí)網(wǎng)絡(luò )電路
    當報警器送電后，測量端并不立即接入不平衡橋路，則經(jīng)過(guò)延時(shí)網(wǎng)絡(luò )電路對測量回路的殘余電壓5分鐘放電后，測量端接入橋路，儀表開(kāi)始對UO間網(wǎng)絡(luò )阻抗進(jìn)行測量。保證了測量的精度。J1、J2為延時(shí)繼電器，G1、G2為74LS00與非門(mén)集成塊。
 比較電路組成
 U2為橋路產(chǎn)生的輸出電壓，比較器的門(mén)限電壓，由調節電位器Rw3產(chǎn)生，又稱(chēng)參考電壓或設定調節電壓。當U2>比較器的門(mén)限電壓時(shí)，輸出高電位，即△U=3V；當U2<比較器的門(mén)限電壓時(shí)時(shí)，即△U≤-0．4V。輸出電壓△U分別控制控制電路的開(kāi)關(guān)管工作狀態(tài)。

 控制電路組成
   控制電路主要由開(kāi)關(guān)管VT3、繼電器J3組成。當控制電壓△U輸出3V(高電位)時(shí)，VT3晶體管飽和導通，繼電器J3動(dòng)作，發(fā)出報警信號；當控制電壓△U輸出低電位時(shí)，VT3晶體管截止，繼電器J3不動(dòng)作，不發(fā)出報警信號。
 顯示電路組成
    顯示電路是由一個(gè)IC7107集成塊組成的，其目的是把輸入模擬量轉換成數字量顯示。

結語(yǔ)
    本研究針對城市路燈的實(shí)際需要而設計，思路較巧妙，結構簡(jiǎn)單、易行、成本低、穩定性能較好，能直接監測電纜回路阻抗變化，達到報警的目的。但電纜CO間畢竟存在感性、容性負載，一但滿(mǎn)足諧振條件，相間將出現很高電壓，導致儀表顯示不穩定。采取措施：一是盡量避開(kāi)易產(chǎn)生振蕩的電纜支路，二是可以把比較器的門(mén)限電壓遠離U2輸入電壓的變化范圍。