长兴—横沙大跨越通信室防盗报警装置及应用

戴俊杰

（国网上海市电力公司 长兴供电公司，上海 201913）

电网调控一体化要求所辖变电站数据能与调度自动化系统主站进行实时通信，长兴—横沙大跨越（下称长横大跨越）通信室的通信光缆的安全与否将会直接关系到横沙2个变电站数据传输的可靠性以及海军、公安等重要用户的信息安全。目前，通道通信设备逐步实现了无人值守，但通信电缆盗窃现象时常发生，会严重影响电网的通信安全。

本文介绍了一种应用于无外接电源环境的防盗报警装置，利用公司值班机制建立防盗应急办法体系，有效降低长横大跨越通信室设施被盗率。

1 长横大跨越通信室概况

上海长兴供电公司地处吴淞口外、长江入海口的长兴岛南岸，主要承担着长兴、横沙两岛约130km2的供电任务。2002年，长兴岛至横沙岛越江输电线路顺利建成投运，结束了横沙岛4万居民用电不可靠、不稳定的历史。长横越江输电线路在长兴、横沙的两侧锚塔下各有一通信室，室内现有一组光配架，主要负责长兴与横沙2个地区的自动化通信，是长兴、横沙两岛之间唯一并且重要的通信枢纽，有海军、公安等重要用户的通信业务。

长横大跨越通信室逐步实现了无人值守，由于通信室地处偏僻，半年时间内就被盗了6次，虽未发生重大通信中断事故，但存在安全隐患。一旦发生通信中断，调度将无法实时掌握整个横沙地区的通信信息，也无法对横沙2个变电站和重要用户的电力供电设备进行调控，严重影响了横沙电网的安全稳定运行。

针对通信室经常被盗现象，自动化通信班组已增加日常巡视次数，但是偷盗现象特有的突发性和人为性，使这些措施收效甚微。为此设计了一种应用于无外接电源环境的防盗报警装置，同时为了使得装置发挥最大能动性，还将建立一套防盗应急办法体系，并对其使用效果进行分析。

2 防盗报警装置的设计方案

长横大跨越通信室内安装的是一种无外接电源环境的防盗报警装置，利用太阳能或风能为整个装置进行24h供电。当防盗报警装置主控模块中的红外传感器［1］感应到外来入侵信息后，触动主控程序从而触发蜂鸣报警模块和全球移动通信系统（GSM）的网络无线数据通信设备，蜂鸣报警模块通过蜂鸣器发出声响达到警示偷盗人员的作用；GSM无线数据通信设备通过移动基站网络第一时间发送信号到管理人员手机上，管理人员可立即赶赴现场。长横大跨越通信室防盗报警装置系统方案如图1所示。

图1 长横大跨越通信室防盗报警装置系统方案

2.1 防盗报警装置的硬件设计

防盗报警装置的硬件有红外报警单片机模块［1］、电源模块和GSM模块3部分组成。

1）红外报警单片机模块 由红外传感器、蜂鸣报警器、DS1302时钟电路、EEPROM存储电路、液晶屏和键盘组成［2］。其主要功能如下：

（1）红外传感器可获取人体入侵信息，当监控功能打开并且有人入侵时，驱动蜂鸣器报警，LED 报警灯亮［3］。

（2）蜂鸣报警器收到主控芯片信息后，发出鸣响，警示偷盗人员。

（3）DS1302时钟电路将当前时间在液晶屏显示。四键键盘可以调校时钟初始值，具体方法是连续按设置键直至年、月、日、时、分、秒相应的位置闪烁，再通过Up键和Down键调整数值，调整完毕继续按设置键进入正常状态。

（4）报警时间自动存储至EEPROM存储器，当按查询按钮时可显示上次报警时间。

（5）键盘的设置键可以打开或关闭监控报警功能。

2）电源模块 采用太阳能板进行供电，配置5V直流电源输出的蓄电池，制作太阳能板支架，将其固定在长横大跨越通信室房顶。

3）GSM模块 利用无线通信技术将偷盗现象以短信或者电话信号的形式告知管理人员。GSM模块采用与红外报警单片机模块分开的方式，2块单片机芯片通过USB转串口相连［4］，使GSM模块便于维护。本防盗报警装置设计使用波特率为9 600bps的8位数据位，1位停止位，无校验码的串口进行通信。防盗报警装置运行流程图如图2所示。

图2 防盗报警装置运行流程图

2.2 防盗报警装置的软件设计

红外报警模块的程序流程图如图3所示。红外传感器感应到人体入侵信息后存储报警时间，触发声光报警，同时触动GSM模块，使用TEXT MODE信号传输模式将报警信号传达到班员手机上。

3 防盗报警装置的调试与试运行

将防盗报警装置安装于长横大跨越长兴侧通信室内，利用3个月的时间对该装置的实用性和使用效果进行试验和调试。使用太阳能板和蓄电池为防盗报警装置供电后，GSM模块LED灯亮75ms灭3s，表示网络注册成功，即控制通道和用户交换信息完成；红外报警模块电源指示LED灯亮，液晶屏背景灯长亮，电源供电成功。

为检验防盗报警装置的有效性，自动化通信班组成员分为两组人员，A组人员模仿盗贼进入通信室，B组人员在办公室正常办公。2013年10月15日9：40，A组人员制造偷盗现象进入通信室；9：41，B组人员接收到装置发来的提示短信“ALARM！Someone has entered the room.”；10：01，B组人员到达现场。同时，为了检查该装置的稳定性，在之后的3个月内，先后20次对该装置进行试验，全部在偷盗现象发生后20min内到达现场。模拟实验表明该防盗报警装置信息准确及时，可以让管理人员及时采取补救措施。

图3 红外报警模块的程序流程图

4 建立通信室防盗应急办法体系

通过防盗报警装置试运行发现，从班组人员收到短信赶赴现场所花费时间较长，如果要确保能第一时间阻止偷盗现象，还需要采取进一步措施。因此，利用公司总值班室24h值班热线建立了防盗应急办法体系。

总值班室负责人为防盗负责人，报警装置在发生偷盗情况时发送信号到防盗负责人手机上，同时发送信号到值班热线，防盗负责人统筹调动就近抄表人员前往现场阻止偷盗，进一步保障长横大跨越通信室通信设备的安全性。通过几次防盗演习证明，人员到达现场时间比之前提高近10min。

在长横大跨越通信室防盗报警装置投入运行前，仅2013年上半年被盗一共发生6次。自2013年10月运行至今，运维人员共收到防盗警示短信14条，及时赶赴现场14次，吓跑全部企图盗窃的违法分子，未再发生大门被撬窃情况，成功保障了长横大跨越通信室通信设备的运维安全和稳定。

5 结语

1）长横大跨越通信室防盗报警装置可远程实现通信室通信设施的远程监控，建立了一套防盗应急办法体系，将通信室偷盗情况及时准确反馈给值班负责人员，在经济效益、人员效益和电网安全等方面起到了良好效果，确保了长兴调度自动化主站与横沙2个变电站进行实时通信，保障了横沙4万居民用户的安全供电。

2）防盗报警装置的试运行效果良好，但是本装置暂时只能对偷盗情况进行监控，而对于通信室其他管理（如雨天进水、通信设备温度异常等）还需要进一步研究。

［1］ 张毅刚.MCS-51单片机应用设计［M］.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.

［2］ 涂时亮.单片机软件设计艺术［M］.重庆：科学文献出版社重庆分社，2005.

［3］ 宋文绪，杨帆.传感器与检测技术［M］.北京：高等教育出版社，2009.

［4］ 李朝青.单片机原理及接口技术（简明修订版）［M］.北京：高等教育出版社，2013.