该技术属于电器故障告警技术领域，主要是涉及一种周期供电电器的故障告警方法、检测告警装置及系统，特别是路灯的故障告警。
背景技术：
随着市政建设快速发展，路灯的铺设范围不断地扩大，相应地路灯数量也不断增加，路灯的管理问题就变得越来越突出，尤其是路灯故障及时维修问题成了一个工作难题。
最常见的路灯故障是路灯不亮，产生的原因可能是路灯灯具损坏，也可能是埋设在地底下的路灯输电线缆损坏(例如施工错误切断)或被盗(由于含有贵金属，价值较高，盗窃频发)。
现有的路灯故障检测告警包括人工巡检和自动检测，自动检测通常通过电流互感器或其他装置来判断路灯是否正常工作，主要存在两方面的问题：1)自动检测依赖于路灯线缆内有电流通过的状态，检测告警装置是被动工作，在发生电缆被盗的情况下，路灯中根本没有电输入，则无法实现主动检测和告警；2)故障发生后，路灯即进入熄灭状态，不能继续提供照明；3)不能预先区分故障到底来源于灯具损坏，还是电缆被盗，维修人员需要赶到现场再确定，而二者维修方法、工具、材料均不同。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种周期供电电器的故障告警方法、检测告警装置及系统，实现低成本而有效的路灯故障及时告警。
本发明提供一种周期供电电器的故障告警方法，包括如下步骤：
步骤1：接收计时信号的计时长度t，并检测电器电路中是否通电，如果通电则进入步骤2，如果未通电则判断该计时长度t是否超过规律供电周期时段计时上限，如果未超过则持续接收计时信号并检测电器电路中是否通电，如果超过则进入步骤3；
步骤2：将所述计时长度t置零，重新开始记录t，并监测通电是否被切断，未被切断则持续监测，如果切断，记录该段通电时间长度ts＝t，比较该通电时间长度ts与上一个周期的通电时间长度ts-1，若ts<(ts-1-k)，其中k为预设的通电时间长度波动阈值范围，如果否，设置ts-1＝ts，并返回步骤1，如果是，进入步骤3；
步骤3：产生并发送电器故障告警信号。
进一步地，所述规律供电周期时段计时上限是，以24小时为一个供电周期，并设置一定的时间浮动阈值m，当所述计时长度t>(24+m)仍未通电时，则判定电器的输电电路发生故障。
本发明还提供一种周期供电电器的故障检测告警装置，包括与被检测电器连接的通电检测模块，所述通电检测模块通信连接单片机，所述单片机与计时器双向通信连接，所述计时器和所述单片机由电池供电，所述单片机内置包括如上所述一种周期供电电器的故障告警方法的执行程序，所述计时器用于记录时间长度t。
进一步地，所述计时器为晶振。
进一步地，所述故障检测告警装置连接路灯，所述通电检测模块包括电压检测单元和电流检测单元，所述电压检测单元与所述路灯的路灯灯具并联，所述电流检测单元与所述路灯灯具串联，所述单片机通过如上所述一种周期供电电器的故障告警方法和电压检测单元内是否通电判断来源于输电电路的故障，当检测到正常通电时，通过所述电压检测单元和所述电流检测单元检测路灯的故障。
进一步地，所述电池为可充电电池，所述可充电电池与所述路灯的路灯线缆连接，所述路灯线缆正常通电时为所述可充电电池供电，所述可充电电池通过电压转换模块为所述计时器和所述单片机供电，所述单片机判断所述路灯发生来源于输电电路的故障并告警后，控制所述可充电电池为所述路灯灯具供电。
进一步地，所述故障检测告警装置还包括本地报警器，所述本地报警器设置在所述故障检测告警装置的外壳上。
进一步地，所述故障检测告警装置包括焊接在所述路灯灯杆上的圆弧形的后端盖板和与所述后端盖板连接的前壳罩，所述后端盖板上设置电源线接口，所述电源线接口提供所述通电检测模块和所述可充电电池与所述路灯线缆之间的连接，所述前壳罩内固定安装电路板，所述本地报警器设置在所述前壳罩上。
本发明还提供一种周期供电电器的故障检测告警系统，包括如上所述故障检测告警装置和与所述故障检测告警装置连接的远程控制中心，所述故障检测告警装置发送的告警信号的同时发送唯一地址编码信息，所述远程控制中心根据所述唯一地址编码信息确定发生故障的路灯的具体位置，所述远程控制中心将发生故障的路灯的位置信息和故障类型信息发送给检修人员。
进一步地，所述故障检测告警装置还包括无线信号发送模块，所述故障检测告警装置通过所述无线信号发送模块发送告警信号给所述远程控制中心。
本发明提供的周期供电电器的故障告警方法、故障检测告警装置及系统，提供了一种通过记录时间差推算送电时间和断电时间以推定是否电路中电缆被盗的方法，该方法可满足非24小时连续供电(间隔一定时间有规律地供电)的电路中电缆的防盗告警，通过在用电电器端进行计时，当时间达到供电周期时段时，如果没有接收到供电，则由电器端主动发出告警信号提示管理控制端，将检测的主动权下放给电器端，电器端只有在判断故障发生时才需要向管理控制端发送信号，管理控制端不需要向电器端发送检测信号，而只需要负责排出检修人员，减轻了系统相互之间通信的负担，从而本发明也提供简单而节约的对应的故障检测告警装置和系统，由于时间长度t的记录长度只要求在一个规律供电周期时段上限以内即可，记录中不存在累积时间误差，只需利用晶振电路和简单的计算即可实现，成本低、监控效果好，能较及时通知管理人员电缆被盗和路灯故障等问题，及时维修、保证电力供应，实现最低成本的路灯故障告警及通知人员维修。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例。
图1为一种周期供电电器的故障告警方法流程图；图中h代表小时；
图2为一种周期供电电器的故障告警装置及系统原理结构示意图；
图3为一种路灯故障自动检测装置原理结构示意图；
图4为一种路灯的故障告警装置安装结构示意图。
图中：
故障检测告警装置1、电源线接口11、可充电电池12、电压转换模块13、晶振14、单片机15、无线信号发送模块16、本地报警器17、报警灯171、蜂鸣器172；
通电检测模块18、电压检测单元181、电流检测单元182；
路灯2、路灯灯具21、路灯线缆22；远程控制中心3。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步的说明，以便于本领域技术人员理解本发明。
本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变；所有用编号命名的技术特征，仅用于指代，而无指明数量或重要性的含义；所有“连接”或类似的词汇，应做广义理解，例如连接可以是机械连接或电气连接、直接连接或间接连接、固定连接或可拆卸连接等等，具体根据技术方案实际表明的意图确定；多个实施例的技术特征之间在无冲突的情况下可相互自由组合，只要能构成相应解决技术问题的技术方案即可；实施例中所描述的技术方案在于实现本发明的目的，未详述的部分为可采用现有技术实现。
如附图1所示，本发明提供一种周期供电电器的故障告警方法，包括如下步骤：
步骤1：接收计时信号的计时长度t，并检测电器电路中是否通电，如果通电则进入步骤2，如果未通电则判断该计时长度t是否超过规律供电周期时段计时上限，如果未超过则持续接收计时信号并检测电器电路中是否通电，如果超过则进入步骤3；
步骤2：将所述计时长度t置零，重新开始记录t，并监测通电是否被切断，未被切断则持续监测，如果切断，记录该段通电时间长度ts＝t，比较该通电时间长度ts与上一个周期的通电时间长度ts-1，若ts<(ts-1-k)，其中k为预设的通电时间长度波动阈值范围(等于计时误差加送电时间长度可变范围)，如果否，设置ts-1＝ts，并返回步骤1，如果是，进入步骤3；
步骤3：产生并发送电器故障告警信号。
进一步地，所述规律供电周期时段计时上限是，以24小时为一个供电周期，并设置一定的时间浮动阈值m(等于计时误差加供电时间可变范围)，当所述计时长度t>(24+m)仍未通电时，则判定电器的输电电路发生故障。
进一步地，所述电器是路灯。
所述一种周期供电电器的故障告警方法，通过在用电电器端进行计时，当时间达到供电周期时段时，如果没有接收到供电，则由电器端主动发出告警信号提示管理控制端，以提醒电路出现了故障；以路灯为例，路灯是每天夜晚点亮，例如，一个城市冬季每晚18:00为路灯供电，则在路灯端每次接收到正常的供电信号，则将计时t置零，第二日，如果t达到24小时仍未供电，则意味着可能出现故障，考虑到季节变化可能带来的供电延时，比如夏季更改为每晚19:00供电，以及计时精度存在一定误差，则判断进入规律供电周期时段的方法设置一个下限(24-n)和一个上限(24+m)，下限相对没有那么重要，只要供电则将计时长度t清零，这一步是重点，即使因故障发生维修，导致前一次通电与后一次通电时差不足24小时，由于每次通电都将计时t置零，仍然不影响之后的故障检测告警，而超过上限时间尚未供电则说明可能出现了电缆被盗的故障；或者在供电过程中供电意外中断，此时通过比较该供电时长与前一天的供电时长进行，也考虑季节变化带来的变动，例如冬季开灯至清晨6:00，夏季开灯至清晨5:00，则设置一个通电时间长度波动阈值范围k，当然也可以考虑将开灯、关灯时间综合考虑来设置k，k的具体设值可以是一个数值，也可以是一个计算公式，并不脱离本发明设计思想，前后两天的供电时长差不多，则说明是正常关灯，相差较多，而且明显供电时间短，则说明可能因故障中断了供电，则向管理中心发出故障告警信号；该故障告警方法只需要通过设置一个简单的计时电路就可以从电器端检测未及时供电的故障，从而向管理控制端发送告警信号，将检测的主动权下放给电器端，电器端只有在判断故障发生时才需要向管理控制端发送信号，管理控制端不需要向电器端发送检测信号，而只需要负责排出检修人员，减轻了系统相互之间通信的负担，从而本发明也提供简单而节约的对应的故障检测告警装置和系统。
如附图2-4所示，本发明还提供一种周期供电电器的故障检测告警装置1，包括与被检测电器连接的通电检测模块18，所述通电检测模块18通信连接单片机15，所述单片机15与计时器(晶振14)双向通信连接，所述计时器(晶振14)和所述单片机15由电池(可充电电池12)供电，所述单片机15内置包括如上所述一种周期供电电器的故障告警方法的执行程序，所述计时器(晶振14)用于记录时间长度t。由于时间长度t的记录长度只要求在一个规律供电周期时段上下限以内即可(例如大于24小时小于36小时)，记录中不存在累积时间误差(例如计时器如果需要以北京时间记录时间，则存在校时的需要，本发明中只关心时间长度，不关心具体时间，所以不存在累积时间误差)，所以使用一个简单的晶振14即可实现计时，无需设计复杂的计时、校时电路。
进一步地，所述故障检测告警装置1连接路灯2，所述通电检测模块18包括电压检测单元181和电流检测单元182，所述电压检测单元181与所述路灯2的路灯灯具21并联，所述电流检测单元182与所述路灯灯具1串联，所述单片机15通过如上所述一种周期供电电器的故障告警方法和电压检测单元181内是否通电判断来源于输电电路的故障，当检测到正常通电时，通过所述电压检测单元181和所述电流检测单元182检测路灯2的故障。比如，电压正常、电流为零，则表明路灯不亮；电流不稳定，则路灯闪烁；也包括电压过压、欠压等故障；对路灯各种类型故障的检测属于现有技术，可以与本发明结合使用。
进一步地，所述电池为可充电电池12，所述可充电电池12与所述路灯2的路灯线缆22连接，所述路灯线缆22正常通电时为所述可充电电池12供电，所述可充电电池12通过电压转换模块13为所述计时器(晶振14)和所述单片机15供电，所述单片机15判断所述路灯发生来源于输电电路的故障并告警后，控制所述可充电电池12为所述路灯灯具21供电。在电缆被盗没有被及时发现和修理的情况下，路段容易发生交通事故，本技术方案提供电缆被盗情况下的持续路灯供电方案，避免损坏检修前不能提供照明的问题。
进一步地，所述故障检测告警装置1还包括本地报警器17。进一步地，所述本地报警器17包括报警灯171和蜂鸣器172。进一步地，所述本地报警器17设置在所述故障检测告警装置1的外壳上。通过本地报警器17的设置，检修人员巡检时可以根据本地报警器17的报警信号定位发生故障的路灯2，结合可充电电池12可提供不断电的故障告警排查检修方案。
进一步地，所述故障检测告警装置1包括焊接在所述路灯灯杆上的圆弧形的后端盖板和与所述后端盖板连接的前壳罩，所述后端盖板上设置电源线接口11，所述电源线接口11提供所述通电检测模块18和所述可充电电池12与所述路灯线缆11之间的连接，所述前壳罩内固定安装电路板，所述本地报警器17设置在所述前壳罩上。
本发明还提供一种周期供电电器的故障检测告警系统，包括如上所述故障检测告警装置1和与所述故障检测告警装置1连接的远程控制中心3，所述故障检测告警装置1发送的告警信号的同时发送唯一地址编码信息，所述远程控制中心3根据所述唯一地址编码信息确定发生故障的路灯2的具体位置，所述远程控制中心3将发生故障的路灯2的位置信息和故障类型信息发送给检修人员。检修人员进行检修时可根据故障类型信息确定检修方案和帮助排查检修部位，如果是灯具损坏则直接跟换灯具，如果是输电电路故障则进一步排查，根据故障路灯的位置可以减轻排查工作量。
进一步地，所述故障检测告警装置1还包括无线信号发送模块16，所述故障检测告警装置1通过所述无线信号发送模块16发送告警信号给所述远程控制中心3。进一步地，所述无线信号发送模块16可以采用gprs、nb-iot、zigbee、wifi等等多种形式。
以上实施例仅用于说明本发明的具体实施方式，而不是用于限定本发明，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明所要求的保护范围。
1.一种周期供电电器的故障告警方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：接收计时信号的计时长度t，并检测电器电路中是否通电，如果通电则进入步骤2，如果未通电则判断该计时长度t是否超过规律供电周期时段计时上限，如果未超过则持续接收计时信号并检测电器电路中是否通电，如果超过则进入步骤3；
步骤2：将所述计时长度t置零，重新开始记录t，并监测通电是否被切断，未被切断则持续监测，如果切断，记录该段通电时间长度ts＝t，比较该通电时间长度ts与上一个周期的通电时间长度ts-1，若ts<(ts-1-k)，其中k为预设的通电时间长度波动阈值范围，如果否，设置ts-1＝ts，并返回步骤1，如果是，进入步骤3；
步骤3：产生并发送电器故障告警信号。
2.根据权利要求1所述的周期供电电器的故障告警方法，其特征在于，所述规律供电周期时段计时上限是，以24小时为一个供电周期，并设置一定的时间浮动阈值m，当所述计时长度t>(24+m)仍未通电时，则判定电器的输电电路发生故障。
3.一种周期供电电器的故障检测告警装置，其特征在于，包括与被检测电器连接的通电检测模块，所述通电检测模块通信连接单片机，所述单片机与计时器双向通信连接，所述计时器和所述单片机由电池供电，所述单片机内置包括权利要求1-2任意一项所述的周期供电电器的故障告警方法的执行程序，所述计时器用于记录时间长度t。
4.根据权利要求3所述的周期供电电器的故障检测告警装置，其特征在于，所述计时器为晶振。
5.根据权利要求3或4所述的周期供电电器的故障检测告警装置，其特征在于，所述故障检测告警装置连接路灯，所述通电检测模块包括电压检测单元和电流检测单元，所述电压检测单元与所述路灯的路灯灯具并联，所述电流检测单元与所述路灯灯具串联，所述单片机通过如上所述一种周期供电电器的故障告警方法和电压检测单元内是否通电判断来源于输电电路的故障，当检测到正常通电时，通过所述电压检测单元和所述电流检测单元检测路灯的故障。
6.根据权利要求5所述的周期供电电器的故障检测告警装置，其特征在于，所述电池为可充电电池，所述可充电电池与所述路灯的路灯线缆连接，所述路灯线缆正常通电时为所述可充电电池供电，所述可充电电池通过电压转换模块为所述计时器和所述单片机供电，所述单片机判断所述路灯发生来源于输电电路的故障并告警后，控制所述可充电电池为所述路灯灯具供电。
7.根据权利要求3或4或6所述的周期供电电器的故障检测告警装置，其特征在于，所述故障检测告警装置还包括本地报警器，所述本地报警器设置在所述故障检测告警装置的外壳上。
8.根据权利要求7所述的周期供电电器的故障检测告警装置，其特征在于，所述故障检测告警装置包括焊接在所述路灯灯杆上的圆弧形的后端盖板和与所述后端盖板连接的前壳罩，所述后端盖板上设置电源线接口，所述电源线接口提供所述通电检测模块和所述可充电电池与所述路灯线缆之间的连接，所述前壳罩内固定安装电路板，所述本地报警器设置在所述前壳罩上。
9.一种周期供电电器的故障检测告警系统，其特征在于，包括权利要求3-8任意一项所述的故障检测告警装置和与所述故障检测告警装置连接的远程控制中心，所述故障检测告警装置发送告警信号的同时发送唯一地址编码信息，所述远程控制中心根据所述唯一地址编码信息确定发生故障的路灯的具体位置，所述远程控制中心将发生故障的路灯的位置信息和故障类型信息发送给检修人员。
10.根据权利要求9所述的周期供电电器的故障检测告警系统，其特征在于，所述故障检测告警装置还包括无线信号发送模块，所述故障检测告警装置通过所述无线信号发送模块发送告警信号给所述远程控制中心。
技术总结