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集控工作思路范文第1篇
一、X线管电流检测电路工作原理分析
该系列程控X线机的X线管电流检测电路简化原理见图1。
从图1中可以看到X线管电流釆样信号由放电保护电路板上的R1、R2取样得到，经由接线端子DZ1-5，DZ1-6加到釆样电路板上的电流感互器（T1）的输入端，并由电流感互器（T1）的输出端产生一个放大了的交流电压，该电压经过全波整流器（V2，1A/400V）整流后成为一个直流电压信号，再送至运算放大器（D1，型号：LM324）的反向输入端（2脚），该直流电压信号经过运算放大器(D1)放大后，由运算放大器(D1)的输出端(1脚)送出一个与预先设定X线管电流值相对应的直流电压信号，并将该直流电压信号送至计算机电路板上的接挿件X87A的(2脚)，按照所选X线管电流值的大小，分别送至模数转换集成电路(D6，型号：ADC0809)的IN0(26脚)和IN1(27脚)输入口，当所选X线管电流值属于X线管大焦点范围时，送至模数转换集成电路(D6)的IN0(26脚)输入口，当所选X线管电流值属于X线管小焦点范围时，则送至模数转换集成电路(D6)的IN1(27脚)输入口，模数转换集成电路(D6)生成的模数转换数据输出信号分别连接至定时/计数集成电路(D7，型号：74HC154)、输出缓冲集成电路(D8、D9、D10，型号：74HC244)、键盘控制集成电路(D11，型号：82C79)、八位互锁开关集成电路(D12、D13，型号：74HC374)完成各自相对应的功能，同时模数转换集成电路(D6)生成的数值输出信号通过总线驱动双向缓冲三态门集成电路(D17，型号：74HC245)连接至单片计算机集成电路(D1，型号：P80C31)，再由单片计算机集成电路(D1)的(11脚)给出触发信号(P3.1)，送至主可控硅触发电路，至此X线管电流检测工作完成。在曝光程序执行过程中，当计算机工作程序检测到X线管电流釆样反馈值高于设定X线管电流值的上限时，工作程序立即锁定机器所有功能，切断主可控硅触发电路的触发信号，终止曝光，并显示故障码E10，当计算机工作程序检测到X线管电流釆样反馈值低于设定X线管电流值的下限时，工作程序立即锁定机器所有功能，切断主可控硅触发电路的触发信号，终止曝光，并显示故障码E11。
二、检修思路与方法
根据故障码分两方个面考虑：
当故障码显示E10的检修思路与方法
1、用替换法分别检查X线管是否损坏、高压电缆是否击穿、高硅柱是否异常，若有损坏，则用相同的器件更换。
2、用万用表检查釆样电路板TP7检测点输出是否正常，运算放大器（D1，型号：LM324）是否损坏、电路中相关的元器件是否损坏，若有损坏，则用相同的器件更换。
3、用万用表检查灯丝电路板供电电源±65V是否正常，如果异常则检查相关的元器件是否损坏，若有损坏，则用相同的元器件换。
4、灯丝电路板TP6检测点有效脉冲是否过宽，如果过宽，则调整相应的单态稳电路中的电位器R50-R55。
5、计算机电路板中模数转换集成电路（D6，型号：ADC0809）是否损坏，用替换法确认，如果故障排除，则更换模数转换集成电路（D6）。
当故障码显示E11的检修思路与方法
1、首先检查各相关电路板的接挿件是否接触良好。
2、用万用表检查电源电路板三端稳压集成电路（V11，型号：7815）输出端（3脚）+15V是否正常，如果异常，则检查相关的元器件是否损坏，若有损坏，则用相同的元器件更换。
3、用万用表检查釆样电路板TP7检测点输出是否正常，运算放大器（D1，型号：LM324）是否损坏、全波整流器（V2，型号：1A/400）是否损坏、电路中相关的元器件是否损坏，若有损坏，则用相同的器件更换。这里介绍一个区分釆样电路板TP7检测点前后级电路故障的简单方法：当故障码显示E11时，将计算机电路板上SW1（八位拨码开关）的第四位S4拨到ON位进入X线管电流调整工作状态，进行摄影，如果胶片影象正常，则可确定釆样电路板TP7检测点前级电路有故障。
4、用万用表检查灯丝电路板供电电源±65V是否正常，如果异常则检查相关的元器件是否损坏，若有损坏，则用相同的元器件更换。
5、灯丝电路板TP6检测点有效脉冲是否过窄，如果过窄，则调整相应的单态稳电路中的电位器R50-R55。
6、灯丝电路板TP6检测点之前电路中元件损坏用示波器检查TP6检测点之前元件引脚的波形，判断故障元件，确认故障元件并更换。
7、灯丝电路板TP6检测点之后电路中元件损坏用示波器检查TP6检测点之前元件引脚的波形，判断故障元件，确认故障元件并更换。
8、计算机电路板中模数转换集成电路（D6，型号：ADC0809）是否损坏，用替换法确认，如果故障排除，则更换模数转换集成电路（D6）。
9、检查主可控硅导通是否良好、高压初级是否有正常的交流电压、高压硅柱是否损坏、高压电缆是否接触良好、X线管灯丝是否烧断。
三、检修故障实例
1、故障码显示E10
检修：开机用万用表检查釆样电路板TP7检测点输出正常，灯丝电路板TP6检测点有效脉冲正常，曝光时听见高压电缆对地有放电声，更换高压电缆，再次曝光，故障排除。
分析：由于高压电缆是X线管电流回路的组成部份，当高压电缆对地放电时，流过它的电流增大，导致X线管电流釆样值比设定值增大，超过了设定X线管电流值的上限，计算机工作程序锁定机器所有功能，切断主可控硅触发电路的触发信号，终止曝光。
2、故障码显示E11
检修：开机用万用表检查釆样电路板TP7检测点输出正常，灯丝电路板TP6检测点有效脉冲正常，曝光时用万用表检查釆样电路板TP7检测点输出为零，检查釆样电路板TP7检测点前级电路元件，发现电容器（C4，1 /63V）击穿，更换电容器（C4）后，再次曝光，故障排除。
分析：由于电容器（C4）并联在全波整流器（V2）的整流输出端，当它击穿损坏后，将全波整流器（V2）的整流输出直流电压信号值短路为零，导致X线管电流釆样值输出为零，低于设定X线管电流值的下限，计算机工作程序锁定机器所有功能，切断主可控硅触发电路的触发信号，终止曝光。
集控工作思路范文第2篇
关键词：道路养护 路政巡查 移动GIS SOA
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（a）-0005-03
近年来，我国道路建设迅猛发展，公路运输能力也在不断提高。准确、快速定位现场路况，并实时获取相关道路信息，是道路养护和路政巡查需要解决的重要问题[1，2]。但长期来，我国道路养护巡查信息化水平较低，管理手段落后，主要表现在：养护巡查模式落后，“重建轻养”思想严重；巡查养护缺乏有效的技术手段，无法对路政信息实时处理及管理；养护巡查体系不健全，很大程度上属于被动养护，整日忙于应对现有道路桥涵的各种病害，缺乏运营过程中的路况调查、病害预测以及适时养护决策和养护规划；考核缺乏量化指标，对养护责任事故追究不力、监管不严、处罚过轻等问题[1，3，4]。随着公路事业的快速发展，人们对管理手段变革和创新的要求日渐紧迫，社会对公路服务水平的要求也日趋严格，现代化的管理在公路事业发展中的重要性日益凸现，迫切需要进一步提升公路养护与管理水平，构筑现代交通需要的科学、高效的现代化公路管理体系。
本文以地理信息系统（GIS）技术为支撑，采用网格化管理思想，为我国道路养护巡查建立一套科学、高效、智能的信息化系统，帮助管理人员实时掌控全局路况信息，实现案件快速上报、快速派发和快速解决，提高作业人员的工作效率、工作质量和巡查工作的自动化水平，为道路管理、养护、规划提供直观而有效的管理手段，为道路稽查人员提供科学的决策支持。
1 平台总体架构
当前我国多数省（市）已建立了公路养护管理系统，全国绝大部分高速公路都建立了路段监控中心，负责道路运行管理工作。各省高速公路联网监控系统主要由省高速公路联网监控中心、路段监控分中心、路段基层监控单元三层结构组成，实时监管并掌握路网规划、建设、发展、运营、管理等数据。公路路政管理的地域性和业务的多样性、分布性决定了道路养护巡查系统是一个分布式、开放式、业务敏捷的应用系统。从技术角度看，构建分布式应用系统有CORBA、DCOM/COM+、JavaRMI和EJB等组件模型，但这些组件技术存在一些缺点，它们要求服务器端和客户端有明确的同类型、同构架的对等协议，虽然Java应用程序可以使用RMI与CORBA连接，但与DCOM却无法通信，从而制约了信息系统的集成。面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture，SOA）是指为了解决在分布式环境下业务集成的需要，通过连接能完成特定任务的独立功能实体实现的一种软件系统架构。SOA将应用程序的不同功能单元通过服务之间定义良好的接口和契约联系起来，接口是采用中立的方式进行定义的，独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言，SOA为分布式、多平台的道路养护巡查业务系统的构建提供了新的思路和方法。
本文根据我国道路养护和路政巡查共性业务需求，以GIS技术为支撑，提出“云+端”的道路养护巡查模式，采用面向服务思想设计并实现了集道路养护数据采集、传输、存储、、集成、统计分析、应急管理为一体的道路养护和路政巡查信息系统，系统由应用层、服务层、支撑层、平台层组成，其总体架构如图1所示。
其中，移动GIS硬件设备采用中海达Q系列高精度手持GIS采集器（Q-Star、Q-PAD），GIS软件基于中海达GIS平台进行二次开发，该平台具有跨平台、高性能、可配置、易扩展、支持多语言二次开发等特点，其SDK包括HiMap（移动端）、HiWebGIS（Web端）。支撑层是整个系统的中枢单元，由数据管理系统、通信传输系统、服务管理系统及运行维护系统组成。服务层由一系列遵循一定规范的应用接口组成，是暴露给应用层进行集成、扩展的应用程序接口。应用层是以移动GIS为工具的数据采集、养护巡查系统、WebGIS监控、展示等系统构成，实现移动作业、采集上报、指挥调度、视频监控、路况监控（交通量、平均车速、车流密度、能见度、气象等）。突发事件发生时，可根据各种信息进行集成分析和综合判断，可为管理人员提供预警、评估、方案模拟、指挥调度、资源调配、应急指令下达和事后处置等提供决策辅助。
2 平台主要功能模块
2.1 数据整理接入
基础地图数据、道路业务数据的预处理是本系统建设中至关重要的一环。由于这些数据通常是多源异构的，在存储方式、数据格式、空间参考等方面存在不确定性，需要提供通用性强的数据处理模块，实现对业务数据的整理和接入。数据预处理工作主要在数据管理系统中完成，主要包括与养护管理相关的业务数据（道路设计、施工、验收、维护）、视频数据、路况数据、气象数据、救援资源等数据。数据预处理主要包括格式转换、坐标变换、拓扑检查、符号设置、缓存制作、压缩转存等。在数据处理中，应综合考虑桌面系统和嵌入式应用系统在数据精度、显示分辨率、寻址计算、I/O速率等方面的差异进行全局的优化设计，如：缓存制作和压缩转存是为适应移动端软硬件环境，对空间数据（底图、业务数据）进行优化处理的模块，在地图缓存制作过程中，同时输出多种dpi地图瓦片数据，以适应各种显示终端设备，并提供松散、紧凑两种存储格式，确保数据能在桌面端、Web端和移动端均能逼真、流畅地展示。
2.2 服务配置管理
服务配置管理为应用层各类应用系统提供底层支撑，包括GIS功能数据配置、GIS数据服务配置、空间分析服务（SA服务）配置和权限服务配置四大部分。一些重要的数据存储在服务端，通过服务的形式参与业务应用，既有效地解决数据安全问题，也减轻了移动端存储空间和计算压力等问题。
GIS功能数据配置是对GIS数据的组织、显示、查询、事件、字段等信息的设置，通过GIS服务契约为各类服务消费者（包括各类嵌入式GIS、WebGIS）提供统一的服务，主要解决系统快速开发、IT资产积累等问题。数据服务配置是对外提供服务的空间数据、业务数据的范围、展现样式、元数据说明等信息的配置；SA服务包括叠加分析、动态分段、路网分析、地址匹配等服务。权限配置采用RABC模型，即通过用户、角色、权限三者之间建立的一对多、多对多的关系来实现权限控制，包括功能权限和数据权限的配置。其中对数据访问权限的配置实现了字段级、记录级的精细化配置，权限配置信息在用户登录时将存储在内存中，当用户访问受控数据时数据库操作层根据内存中的权限信息进行拦截和过滤，从而有效地保障了数据的安全性，也大大降低了开发难度和工作量。
2.3 养护巡查管理
道路养护巡查模块主要由巡查排班、巡查任务执行、巡查监督管理、信息填报、现场指挥调度等模块组成，如图3所示。
巡查排班采用网格化管理思想，对辖区进行片区划分并责任到人。系统根据巡查排班计划，实现巡查任务包的自动生成，巡查任务包由一系列子任务构成，每一项子任务关联着一个对象或设备（图4）。
不同类型对象或设备，其子任务须填写的内容项通常是不同的，可通过中海达手持GIS采集器内置软件Hi-Q进行动态配置。
巡查人员外出作业时，在手持GIS采集器客户端中登录系统，并获取其巡查任务，客户端根据巡查人员当前位置，自动计算最优巡查线路及巡查次序，并以图、文、音、像等多种形式展示给用户。在任务执行过程中，手持GIS采集器将实时位置、当前状态等信息发送给监控中心，并接收来自监控中心的指挥调度指令（图5）。
巡查任务完成后，采用中海达通信传输服务软件将数据实时上传至数据服务器，为节省流量用户可选中将数据保存在手持端，在内业整理资料时通过互联网上传。监控中心WebGIS综合监控模块基于HiWebGIS引擎开发，具有良好的可扩展性，可将路况的交通量、平均车速、车流密度、气象等路况信息和重点地区、重点路段的视频监控进行集成展示，实现路况全方位综合监控，及时发现路网运行异常情况。信息审核模块主要是对现场采集信息的核查、分析与处理，包括巡查信息审核、巡查信息统计、巡查违规立案、病害信息等部分。
3 结语
本文根据我国道路养护和路政巡查的共性业务需求，以GIS技术为支撑，利用成熟的计算机网络技术、数据库技术和无线通信技术，以面向服务（SOA）思想设计并实现了集道路养护数据采集、传输、存储、、集成、统计分析、应急管理为一体的道路养护和路政巡查信息系统，开创了“云+端”的新型、高效、安全的道路养护巡查现代化作业模式。实践表明，该系统具有如下优点。
（1）跨平台、一体化的GIS SDK，以及丰富的配套软件产品，使得软、硬件兼容性、稳定性和性能都达到最佳，强固手持终端和稳健的通信传输为恶劣环境下户外日常作业和应急抢险提供了坚强保障。
（2）服务式GIS能有效集成各种空间、非空间数据，通过运行时聚合各种独立的、具有语义的元服务，能满足需求的无限扩展性，通过可视化界面进行服务配置，可有效提高开发效率；“云+端”的路政巡查模式能有效解决移动作业和大数据分析两种现实的业务需求问题。将业务有关的海量数据以云存储的形式存储，客户端通过调用服务实现“按需检索”，既解决了某些业务数据安全性问题，又较好地解决了移动端设备存储、计算能力有限的瓶颈问题。
（3）GIS技术和计算机技术的紧密结合，使得分析和管理大量复杂的道路路政管理数据变成现实。网格化管理使巡查工作变被动为主动，地毯式巡查使隐患得以快速、及时反馈，实现道路养护的安全预警，从而延缓大修周期，降低道路管理养护成本，提高了路政巡检工作效率。移动GIS内置的高精度定位模块实现了对执法人员作业路线的监控，通过设置电子栅栏实现对巡查线路的约束，一旦超出设定路线或者越出设定区域，系统将会自动报警，从而提高了作业地点的精准率。
（4）统一的标准化巡查流程和监控机制，最大程度上统一了各机构办事流程和信息共享，大大提高了道路问题的处理效率。
参考文献
[1] 赵维裕.高速公路日常养护管理系统（FMMS）的建设与应用[J].交通时间， 2010，9.
[2] 赵仲华.高速公路建设和养护一体化管理信息系统研究[D].天津大学，2006.
集控工作思路范文第3篇
关键词:建筑钢结构;设计;工程造价;控制
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0039-01
近年来,电气自动化控制系统在工业中的应用广泛,方便生活的同时也使得智能化水平不断扩大,能够应用于精准的控制仪器设备,并且大容量信息数据传输的实现,也应用依托在不断发展的家用电器的设备上。可见,电气自动化控制系统在生活中发挥着举足轻重的作用。在机械制造、航天领域、医术领域以及交通等领域电气自动化控制系统将得到普遍应用,而随着新技术的不断开发,电气自动化不断地融合进新的内容,诸如智能化系统和大容量的信息输送系统。进一步提高电气自动化在工业领域的应用。
一、电气自动化控制系统的功能
电气系统的控制,根据电池单元和电气控制的优点,包括在ECS监测。它的基本功能是:
1.出口220kV/500k变压器组断路器和保护开关的控制和操作。工厂监控系统的变压器保护。
2.220kV/500kV较上年同期并网的网络和手动自动开关。自动控制功能。的高电压和高电流的开关设备的体积,一般是操作系统用于控制分合闸,尤其是当设备发生故障,需要切换自动切断电路,有它自己的调整控制系统,用于电自动控制设备
3.6KV高压厂用电源监控,辅助电压快速切割设备状态监测工作,投票,手动启动。
4.380V LV辅助电源测量,操作,控制低电压器件,考虑。测量功能。灯和声音信号只能定性显示的设备的工作状态,如果你想知道的电气设备数量的工作,但还需要有各种仪器设备,测量线路的各种参数,如电压,电流, ,频率和功率的大小。在操作和监控设备,传统的组件的操作,控制了大部分的电器,仪器仪表及信号设备的计算机控制系统和电子元件可以更换,但仍然有一个小装置和地方的控制电路的应用,这也是微电脑全自动控制电路基础。
5.柴油发电机组的安全监控和运行。
6.直流系统的LPS系统的控制工作。
二、电气自动化控制系统组成及安装
电源供电回路。供电回路的供电电源有ac380v和220v等多种-保护回路-信号回路。能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路,如不同颜色的信号灯,不同声响的音响设备。自动与手动问路-制动停车回路-自锁及闭锁同路。编写程序的人员可以选择他们喜欢的编程语言进行编程。这样就使得培训时间大大缩短,节约系统利用的时间。当然该平台除了可以使用DK方式,还应该支持可视化开发,并能集成逻辑调试、测试和发送。这样经过测试后的程序可以适时地发送给主体,让它按照新的方式工作。另外如果选择在该平台做开发工作,那么所选的程序语言就不再是按部就班,可以按照不同的系统的需要系统来执行语言操作。
三、电气自动化控制系统的设计思想
总体的设计思想是集中监控方式、远程监控方式、现场总线监控方式相结合。集中控制方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高,系统设计容易;远程监控方式。远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高、组装灵活等优点;现场总线监控方式。目前,对于以太网、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站整体的自动化系统中,且已经掌握了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了稳步的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了丰富的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的技术语言,这样可以按照控制的不同需要进行安装。
四、电气自动化控制系统的未来发展方向
PC控制系统是未来的发展趋势。该工厂是否接受新的系统,该系统在很大程度上取决于它的操作是否适合基本操作。如果控制系统的设计不考虑人的因素和个别的移动设备的设计操作。系统安装过程中,感觉最终让未来的维护和操作设备的工作人员了解安装过程中,这将使他们的情绪控制系统。 PC模块的设计,充分扩大产能,以满足发展的需要。通常情况下,一般只需要更换或更新控制系统,可以。但在安装控制系统的过程中,往往需要安装类似设备。电脑应用程序总是要考虑未来的福利,系统的扩展,以及目前的需求。很强的可操作性控制系统会为未来准备的备用设备,使成本和加速经济增长。随着的,OPC(OIJEforProcess Control)技术,IEC61131颁布,以及广泛的Microsoft Windows平台上的应用程序,使得相结合,电工技术,计算机被越来越多地发挥着不可替代的作用。 IEC61131已经成为国际标准,是主要的控制系统制造商广泛采用
参考文献:
[1]周艳惠.电气自动化控制系统的设计[J].中国新技术新产品,2010,2
集控工作思路范文第4篇
关键词：模糊控制；单片机；电阻炉
1．引言
1965年美国的控制论专家L. A. Zadeh教授创立了模糊集合论，从而为描述，研究和处理模糊性现象提供了一种新的工具。一种利用模糊集合的理论来建立系统模型，设计控制器的新型方法—模糊控制也随之问世了。模糊控制是基于规则的智能控制方式，它不依赖于被控对象的精确数学模型，特别适合对具有多输入—多输出的强耦合性、参数的时变性、严重非线性与不确定性的复杂系统或过程的控制，且控制方法简单，鲁棒性好。
本文的设计思想是，以AT8051单片机为平台，把反映炉温的热电偶电势与设定炉温电势比较后得到的误差，经冷端补偿的变送器放大后，经过A/D转换成为数字信号，经过数字滤波、线性化处理、标度变换后送入单片机，通过LED显示；送入单片机的误差信号经过模糊推理，作出模糊控制决策的结果，通过单片机I/O口去改变控制脉冲宽度，从而改变晶闸管在一个固定周期内的导通时间。即而改变电阻炉的平均输出功率，达到控制炉温的目的。
2．模糊控制系统的组成及工作原理
（1）模糊控制系统的组成
图1 模糊控制系统框图
51kaifa.com
3.本系统模糊控制结构
本系统采用二维模糊控制器。模糊变量为三个：e—温度误差；ec—误差变化模糊子集；u—输出量模糊子集。模糊变量e的模糊集：{负，零，正小，正中，正大}；ec的模糊集：{负大，负中，负小，零，正小，正中，正大}；u的模糊集：{零，正小，正中，正大}。模糊控制器的结构框图如图2所示。该控制器中K1取1，K2取2，K3取19。
图2 模糊控制器结构框图
4.硬件和软件设计
本系统硬件由温度传感器, AT89c51单片机、执行机构，电路包括键盘，LED显示以及保护电路构成的闭环控制回路，控制对象为水温。系统的原理框图如图3所示。
图3 系统原理框图
软件程序主要包括主程序、按键子程序、LED显示子程序、模糊控制子程序等。其中主程序如图4、
图4 主程序
本文用AT8051单片机实现控制，为了便于用户根据不同的实际需要对工作方式及其他参数组态进行修改，所有的参数及组态状况均可通过面板的几个操作键输入、检查和修改。系统的测量值和所有设定参数均由LED数码管直接显示，读数清晰，直观。电阻炉的温度控制范围在400℃-1000℃内、温控精度
参考文献：
[1] 涂时亮 张友德．单片微机控制技术[M]．上海：复旦大学出版社，1994
[2] 雷建龙．基于单片机的模糊控制器的设计[J]．微计算机信息, 2006, 22(6)：49－51
集控工作思路范文第5篇
设计思想与总体方案
1 非接触式验电器的设计思想
本次开发的验电器主要用于铁路中高压输电线路的监测工作，其设计要求是监测铁路中高压线路的运行情况，要求能正确判断高压线是否带电，并将有电、无电信号通过发光二极管显示出来，同时还要发出相应状态的语音提示信息。
另外，验电器通常安装在室外，因此本装置还要满足室外工作的要求。
2 总体设计方案和框图
本验电器以SPE61A单片机作为检测和控制核心。装置采用铜片式传感器监测高压线附近电场，将电场信号转化为电压信号后送往信号处理电路，信号处理电路将该模拟信号转换成直流的有电、无电的状态信号送往单片机。单片机将接收到的信号与上一次信号进行比较，如果本次采集的信号跟上次采集信号相同，则继续下一次信号的采集，如果不同，则发出新的信号到语音模块、指示模块和信号传送模块，同时将本次采集的信号进行锁存，用以对下次采集的信号进行比较。语音模块收到信号后发出有电或无电语音提示；指示模块收到信号后发出有电或无电指示；信号传送模块收到信号后发出有电或无电状态信号送到室内监控计算机。硬件结构图如图1所示。
系统的硬件设计
1 单片机
本系统采用凌阳SPE61A单片机作为检测和控制核心。SPCE061A是继μ'nSP系列产品SPCE500A等之后凌阳科技公司推出的又一个16位结构的微控制器。它设计有2个16位10端口。该控制器可以在较宽的电源电压范围(2.6～5.5V)及系统时钟频率范围(0.375～24.576MHz)内工作，除了数据总线增至16位从而提高了工作速度外，SPE61A 16位单片机内集成了更多的系统资源。其中有大容量ROM及静态RAM、红外通信接口、RS-232通用异步全双工串行接口、10位A/D及D/A转换、内置式带自动增益控制的扩音器输入通道、32768Hz实时时钟以及低电压复位／低电压监测系统。另外，SPE61A中还嵌入了LCD控制驱动和双音多频信令(DTMF)发生器功能等。
SPE61A最大的特点就是内置7通道10位电压模／数转换器(ADC)和单通道声音模／数转换器，其中，声音模／数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能。这使得SPE61A具备了初步的语音播放和识别功能。
在本系统中，SPE61A单片机主要监测和处理输入信号。在接收到来自信号处理模块的信号后单片机将相应的判断，并将处理结果发送到后续电路。
2 传感器
传感器用于读取电场信号，是整个设备的信号源。传感器被安装在距离高压线0.8m的正下方，用于读取和转换高压线附近的电场信号。本装置中的传感器采用铜片电容设计，从电容两端分别引出两根导线，其中一根导线作为信号输出的正极，另一根接地，作为地线。
另外，为了安全需要，在传感器的地线端多引出了一条地线(称为检测地线)作为电路中指示模块、语音提示模块和信号传送模块的地线，用于判断传感器传输线路是否完好。此时，若信号传输线路断开，则此地线亦断开，那么指示模块、语音提示模块和信号传送模块均不能工作，信号指示灯不能发光，语音模块被能发出语音信息，传送电脑的有电和无电信号也同时断掉，不会发出错误信号，提高了系统的可靠性，避免信号线断开时发出错误的无电信号，造成事故。
传感器采用封闭式半球形光滑外壳设计，能够彻底防水，满足室外工作要求。
3 信号处理模块
信号处理由信号跟随电路、滤波电路、倍压整流电路、减法电路、放大电路、施密特触发电路、信号指示和监控信号发送电路组成，其原理图如图2所示。输入信号来自传感器的送出的工频交流电压信号，该信号经过信号跟随电路跟随并正向偏置后进行滤波，然后将交流信号倍压整流成直流信号，减法器减掉相邻线路间的干扰信号，放大器将信号进行必要的放大后送入施密特触发器，触发器根据输入信号的大小送出有电、无电两种信号到单片机。
相关文献中对本装置的各模块功能结构和原理已经进行过详细的论述，本文不再累述。
4 语音模块
语音提示信息处理由SPE61A自带的语音模块完成。本系统中直接在该模块中外接功放电路和喇叭，语音提示信息通过外接喇叭发出。
5 指示模块
指示模块由两只发光二极管组成，分别为红色和绿色，红色表示有电，绿色表示无电。由于SPE61A端口有足够的驱动能力，因此，本系统中直接将发光二极管接入到单片机端口中。
6 信号发传送模块
本验电器不仅要把高压线是否带电状况在指示模块中显示出来，还要将该信号送往室内监控计算机中进行监控。如果将信号通过验电器装置发送到计算机就遇到一个共地线问题，要让计算机正确地识别验电器传送过来的信号就必须使计算机和验电器共一个地线，否则，会因传送线路过长不共地线而导致计算机识别信号出错。本装置的信号传送方式如图3所示，由计算机发送信号，验电器内部通过继电器开关来控制有电或无电线路的导通或断开，计算机接收由自己发送的经过继电器开关送来的两路信号，若有电线路送来高电平信号，则无电线路送来低电平，此时高压线有电；若无电线路送来高电平信号，则有电线路送来低电平，高压线无电，若两路线路都送来高电平信号或低电平信号则电路出错。
语音模块中的功放电路、指示模块中发光二极管和信号发送模块中控制电路都以检测地线作为地线，这样就可以完成对传感器传输线路的判断，避免传感器线路的断开而发出错误的指示信息。
另外，由于硬件都必须在室外工作，因此，整个硬件设备都被安装在以各特殊设计的防水金属外壳中。
系统的软件设计
系统软件设计如图4所示。在系统第一次上电运行时先初始化到有电状态并将该信号端口中的指示模块中显示结果，调用语音子程序输出语音提示信息。延时Is后将状态锁存。系统先对输入端口进行扫描，再将扫描结果与锁存器中数据进行比较，如果相同则直接清看门狗返回到端口扫描进入下一次循环，如果不相同则将扫描结果(有电或无电)输出到端口中的指示模块中显示结果，然后调用语音子程序输出语音提示信息，再清看门狗，返回到状态锁存，将本次采集的状态信号进行锁存，用于下一次采集信号时比较之用，然后进入下一次循环。为了保证系统能正常运行，在两个分支循环中都设有清看门狗程序。
系统整个工作流程如下：第一次上电工作或重启后工作显示为有电状态，并且发出有电语音提示，延时1秒后如果指示状态没有改变则表明线路有电，否则延时结束会改变指示状态，并且有无电语音提示，表明线路无电。
另外，在语音输出中语音提示为“线路上电，请注意安全”和“线路断电”等两句语音。
