CN105072787A - 一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪及检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪及检测系统，检测仪包括电能采样模块、电能测量模块、环境信息采样模块、控制处理模块、存储模块和通信模块，所述检测系统包括检测仪和主站服务器。本发明通过计算差值曲线并结合用电数据和环境数据，进而与故障模式数据进行比较，从而判断得出路灯状态信息，当路灯出现故障时会发出告警信息进行通知，使得工作人员能及时对故障进行处理。而且还能通过通信模块将实时检测数据传输至主站服务器，工作人员可以通过主站服务器随时掌握路灯的工作情况，不需要维护工作人员到现场进行检测，不但大大减轻了工作人员的劳动强度，也节省了路灯的使用、维护成本。本发明可广泛应用于路灯检测领域中。
Description
技术领域
本发明涉及一种故障检测装置，尤其涉及一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪及检测系统。
背景技术
城市公共照明系统是与人们生活息息相关的重要公共基础设施，一方面保证了夜间车辆交通的安全，另一方面承担了整个城市形象美化的重任。
然而，目前的城市公共照明系统的管理和维护主要是通过管理员定时地去路上巡检以发现设备故障并进行处理，这种管理和维护方式不仅工作量大，容易造成遗漏。而且，故障出现时不能及时发现，就会导致故障出现时得不到及时处理，可能造成一定的安全隐患，例如，发生交通事故等。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能实时检测路灯状态的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪及检测系统。
本发明所采用的技术方案是：
一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪，包括：
电能采样模块，用于实时采集至少一个路灯的用电数据并对其进行传输；
电能测量模块，用于接收用电数据并对其进行处理，得到实时用电数据和实时功率；
环境信息采样模块，用于实时采集环境数据并对其进行传输；
控制处理模块，用于根据实时用电数据、实时功率和环境数据，结合预存储的故障模式数据，进而判断得出路灯状态信息；
存储模块，用于预先存储功率变化曲线和故障模式数据；
通信模块，用于与外部设备进行数据交互通信；
主站服务器，用于接收通信模块发送过来的数据信息；
所述电能采样模块的输出端通过电能测量模块进而与控制处理模块的输入端连接，所述控制处理模块分别与环境信息采样模块和存储模块相连接，所述控制处理模块与通信模块相连接。
作为所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪的进一步改进，还包括显示模块，用于显示路灯状态信息和用电量；
所述显示模块的输入端与控制处理模块的输出端连接。
作为所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪的进一步改进，所述电能采样模块包括：
电流采样模块，用于实时采集电流数据并其进行传输至电能测量模块；
电压采样模块，用于实时采集电压数据并其进行传输至电能测量模块；
所述电流采样模块的输出端与电能测量模块的第一输入端连接，所述电压采样模块的输出端与电能测量模块的第二输入端连接。
作为所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪的进一步改进，所述电能测量模块包括：
数据接收模块，用于接收传输过来的用电数据，所述用电数据包括电流数据和电压数据；
数据处理模块，用于对电流数据和电压数据分别进行滤波、去除直流分量、偏置、相乘和积分处理，进而得到实时电流数据、实时电压数据和实时功率；
所述电流采样模块的输出端与数据接收模块的第一输入端连接，所述电压采样模块的输出端与数据接收模块的第二输入端连接，所述数据接收模块的输出端通过数据处理模块进而与控制处理模块的输入端连接。
作为所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪的进一步改进，所述环境信息采样模块包括：
温度采样模块，用于实时采集温度数据并其进行传输至控制处理模块；
湿度采样模块，用于实时采集湿度数据并其进行传输至控制处理模块；
所述控制处理模块分别与温度采样模块和湿度采样模块相连接。
作为所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪的进一步改进，所述控制处理模块包括：
实时功率曲线生成模块，用于根据实时功率，生成实时功率曲线；
差值曲线计算模块，用于根据实时功率曲线，结合实时用电数据和环境数据，与预存的功率变化曲线进行比较，得出差值曲线；
故障判断模块，用于根据差值曲线，与预先存储的故障模式数据进行比较，判断差值曲线是否在正常波动范围内，若是，则路灯状态信息设为正常状态；反之，则路灯状态信息设为故障状态，并将告警信息和实时功率曲线发送至主站服务器。
作为所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪的进一步改进，还包括：
时钟模块，用于为控制处理模块提供时间信息；
所述时钟模块与控制处理模块连接。
本发明的另一技术方案是：
一种具有路灯故障检测功能的检测系统，其包括所述一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪，所述检测系统还包括：
主站服务器，用于接收通信模块发送过来的数据信息；
所述主站服务器与通信模块相连接。
作为所述的一种具有路灯故障检测功能的检测系统的进一步改进，所述检测系统还包括移动终端，所述移动终端通过无线通信方式与所述现场检测仪连接。
作为所述的一种具有路灯故障检测功能的检测系统的进一步改进，所述检测系统还用于完成步骤：利用移动终端的定位功能定位发生故障路灯的位置范围。
本发明的有益效果是：
本发明一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪通过计算差值曲线并结合用电数据和环境数据，进而与故障模式数据进行比较，从而判断得出路灯状态信息，当路灯出现故障时会发出告警信息进行通知，使得工作人员能及时对故障进行处理。
本发明的另一个有益效果是：
本发明一种具有路灯故障检测功能的检测系统还能通过通信模块将实时检测数据传输至主站服务器，工作人员可以通过主站服务器随时掌握路灯的工作情况，不需要维护工作人员到现场进行检测，不但大大减轻了工作人员的劳动强度，也节省了路灯的使用、维护成本。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪的原理方框图；
图2是本发明一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪中电能测量模块的原理方框图；
图3是本发明一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪中控制处理模块的原理方框图；
图4是本发明一种具有路灯故障检测功能的检测系统的原理方框图。
具体实施方式
参考图1，一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪，包括：
电能采样模块，用于实时采集至少一个路灯的用电数据并对其进行传输；
电能测量模块，用于接收用电数据并对其进行处理，得到实时用电数据和实时功率；
环境信息采样模块，用于实时采集环境数据并对其进行传输；
控制处理模块，用于根据实时用电数据、实时功率和环境数据，结合预存储的故障模式数据，进而判断得出路灯状态信息；
存储模块，用于预先存储功率变化曲线和故障模式数据；
通信模块，用于与外部设备进行数据交互通信；
主站服务器，用于接收通信模块发送过来的数据信息；
所述电能采样模块的输出端通过电能测量模块进而与控制处理模块的输入端连接，所述控制处理模块分别与环境信息采样模块和存储模块相连接，所述控制处理模块与通信模块相连接。
进一步作为优选的实施方式，还包括显示模块，用于显示路灯状态信息和用电量；所述显示模块的输入端与控制处理模块的输出端连接。所述显示模块能显示路灯状态信息和用电量等数据，方便客户了解线路用电情况。
进一步作为优选的实施方式，所述电能采样模块包括：电流采样模块，用于实时采集电流数据并其进行传输至电能测量模块；电压采样模块，用于实时采集电压数据并其进行传输至电能测量模块；
所述电流采样模块的输出端与电能测量模块的第一输入端连接，所述电压采样模块的输出端与电能测量模块的第二输入端连接。
参考图2，进一步作为优选的实施方式，所述电能测量模块包括：
数据接收模块，用于接收传输过来的用电数据，所述用电数据包括电流数据和电压数据；
数据处理模块，用于对电流数据和电压数据分别进行滤波、去除直流分量、偏置、相乘和积分处理，进而得到实时电流数据、实时电压数据和实时功率；
所述电流采样模块的输出端与数据接收模块的第一输入端连接，所述电压采样模块的输出端与数据接收模块的第二输入端连接，所述数据接收模块的输出端通过数据处理模块进而与控制处理模块的输入端连接。
进一步作为优选的实施方式，所述环境信息采样模块包括：温度采样模块，用于实时采集温度数据并其进行传输至控制处理模块；湿度采样模块，用于实时采集湿度数据并其进行传输至控制处理模块；所述控制处理模块分别与温度采样模块和湿度采样模块相连接。所述温度采样模块和湿度采样模块通过串行总线与控制处理模块通讯，可以随时采集温度湿度信息，用于故障检测时候的参数校正。
参考图3，进一步作为优选的实施方式，所述控制处理模块包括：
实时功率曲线生成模块，用于根据实时功率，生成实时功率曲线；
差值曲线计算模块，用于根据实时功率曲线，结合实时用电数据和环境数据，与预存的功率变化曲线进行比较，得出差值曲线；
故障判断模块，用于根据差值曲线，与预先存储的故障模式数据进行比较，判断差值曲线是否在正常波动范围内，若是，则路灯状态信息设为正常状态；反之，则路灯状态信息设为故障状态，并将告警信息和实时功率曲线发送至主站服务器。
进一步作为优选的实施方式，还包括：时钟模块，用于为控制处理模块提供时间信息；所述时钟模块与控制处理模块连接。
参考图4，本发明一种具有路灯故障检测功能的检测系统，其包括所述一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪，所述检测系统还包括：主站服务器，用于接收通信模块发送过来的数据信息；所述主站服务器与通信模块相连接。
进一步作为优选的实施方式，所述检测系统还包括移动终端，所述移动终端通过无线通信方式与所述现场检测仪连接。所述移动终端可以为手机、平板电脑或笔记本等，无线通信方式可以是WIFI、蓝牙、红外等。
进一步作为优选的实施方式，所述检测系统还用于完成步骤：利用移动终端的定位功能定位发生故障路灯的位置范围。例如，当移动终端为手机时，可以利用手机的GPS定位模块定位手机位置，由于手机和现场检测仪通过蓝牙或WIFI无线通信方式连接，可判断相应的现场检测仪就在手机附近范围内，而现场检测仪所检测到的故障路灯或故障路灯线路也必定在该范围内。有利于工作人员对故障地点的定位追踪。
本发明具体实施例中，所述电能采样模块采用电流采样电路和电压采样电路构成，所述电能测量模块采用测量芯片实现，所述控制处理模块采用微处理器实现，所述显示模块采用LED显示屏和/或LCD显示屏实现，所述通信模块采用GPRS模块、RS485总线、红外模块、蓝牙模块和wifi模块实现，所述环境信息采样模块中的温度采样模块采用温度传感器实现，所述湿度采样模块采用湿度传感器实现，所述时钟模块采用时钟芯片，所述存储模块采用存储电路，用于保存系统的控制参数、用电量和操作记录等数据，更重要的是存储功率变化曲线和故障模式数据，以用来判断线路上路灯故障。检测仪的供电来自外部220V交流电，AC-DC转换由电源模块完成，电源工作范围大为85V—300V。电源模块执行AC-DC转换后,用于为电表内部各模块(包括但不限于控制处理模块)供电。停电时，可依靠后备电池，维持时钟模块的工作。
系统工作时，通过电压采样电路和电流采样电路，将220V交流电的电压、电流值，转换为合适的电压数据和电流数据，输出至计量芯片。所述计量芯片通过滤波、去除直流分量、偏置、相乘、积分等处理可以得到实时电流数据、实时电压数据和实时功率。所述微处理器通过实时功率生成实时功率曲线，进而结合实时用电数据和环境数据，将其与预存的功率变化曲线进行比较，得出差值曲线。比如一个检测仪对应一条线路，而一条线路上有30盏路灯，如果一盏路灯损坏，理论上功率波动会达到3%，与预存的功率变化曲线比较，加上电压，温度，湿度的校正因子，将曲线修正后与标准曲线比较，得出差值曲线，然后再与系统预先存储的故障模式数据比较，就能够比较准确判断路灯状态是故障还是正常的波动，当判断出有路灯出现故障时则发出告警信息进行通知，使得工作人员能及时对故障进行处理。而且还能通过通信模块将实时检测的数据传输至主站服务器，工作人员可以通过主站服务器随时掌握路灯的工作情况以及进一步判断故障的情况，不需要维护工作人员到现场进行检测，不但大大减轻了工作人员的劳动强度，也节省了路灯的使用、维护成本。
所述GPRS模块、wifi模块、红外模块、蓝牙模块均与微处理器连接，用于提供多种通信方式与外部设备进行通信。所述RS485总线用于与外部设备进行有线互联。LED显示屏和LCD显示屏的输入端均与微处理器的输出端连接，用于显示路灯状态信息和用电量等数据。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪，其特征在于，包括：
电能采样模块，用于实时采集至少一个路灯的用电数据并对其进行传输；
电能测量模块，用于接收用电数据并对其进行处理，得到实时用电数据和实时功率；
环境信息采样模块，用于实时采集环境数据并对其进行传输；
控制处理模块，用于根据实时用电数据、实时功率和环境数据，结合预存储的故障模式数据，进而判断得出路灯状态信息；
存储模块，用于预先存储功率变化曲线和故障模式数据；
通信模块，用于与外部设备进行数据交互通信；
所述电能采样模块的输出端通过电能测量模块进而与控制处理模块的输入端连接，所述控制处理模块分别与环境信息采样模块和存储模块相连接，所述控制处理模块与通信模块相连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪，其特征在于：还包括显示模块，用于显示路灯状态信息和用电量；
所述显示模块的输入端与控制处理模块的输出端连接。
3.根据权利要求1所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪，其特征在于：所述电能采样模块包括：
电流采样模块，用于实时采集电流数据并其进行传输至电能测量模块；
电压采样模块，用于实时采集电压数据并其进行传输至电能测量模块；
所述电流采样模块的输出端与电能测量模块的第一输入端连接，所述电压采样模块的输出端与电能测量模块的第二输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪，其特征在于：所述电能测量模块包括：
数据接收模块，用于接收传输过来的用电数据，所述用电数据包括电流数据和电压数据；
数据处理模块，用于对电流数据和电压数据分别进行滤波、去除直流分量、偏置、相乘和积分处理，进而得到实时电流数据、实时电压数据和实时功率；
所述电流采样模块的输出端与数据接收模块的第一输入端连接，所述电压采样模块的输出端与数据接收模块的第二输入端连接，所述数据接收模块的输出端通过数据处理模块进而与控制处理模块的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪，其特征在于：所述环境信息采样模块包括：
温度采样模块，用于实时采集温度数据并其进行传输至控制处理模块；
湿度采样模块，用于实时采集湿度数据并其进行传输至控制处理模块；
所述控制处理模块分别与温度采样模块和湿度采样模块相连接。
6.根据权利要求5所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪，其特征在于：所述控制处理模块包括：
实时功率曲线生成模块，用于根据实时功率，生成实时功率曲线；
差值曲线计算模块，用于根据实时功率曲线，结合实时用电数据和环境数据，与预存的功率变化曲线进行比较，得出差值曲线；
故障判断模块，用于根据差值曲线，与预先存储的故障模式数据进行比较，判断差值曲线是否在正常波动范围内，若是，则路灯状态信息设为正常状态；反之，则路灯状态信息设为故障状态，并将告警信息和实时功率曲线发送至主站服务器。
7.根据权利要求1所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪，其特征在于：还包括：
时钟模块，用于为控制处理模块提供时间信息；
所述时钟模块与控制处理模块连接。
8.一种具有路灯故障检测功能的检测系统，其特征在于，其包括如权利要求1至7任一项所述的一种具有路灯故障检测功能的现场检测仪，所述检测系统还包括：
主站服务器，用于接收通信模块发送过来的数据信息；
所述主站服务器与通信模块相连接。
9.根据权利要求8所述的一种具有路灯故障检测功能的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括移动终端，所述移动终端通过无线通信方式与所述现场检测仪连接。
10.根据权利要求9所述的一种具有路灯故障检测功能的检测系统，其特征在于，所述检测系统还用于完成步骤：利用移动终端的定位功能定位发生故障路灯的位置范围。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151118 |