CN105785895A - 一种变电站智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变电站智能监控系统，该系统包括变电站监控装置以及远程监控中心，变电站监控装置包括主控单元、存储单元、无线传输模块、视频监控装置、门禁子系统、环境检测子系统、供电检测子系统、应急处理子系统，通过采集人员的图像信以及RFID标签发送的人员身份信息双重匹配的方式实现对变电站工作人员身份的验证，主控单元与子系统之间采用基于竞争的TDMA协议进行数据交互，主控单元根据远程监控中心发送的算法索引与密钥索引对信息将待发送数据分段，并从本地的算法与密钥数据库中获取算法和密钥，按照对应的编号对数据分段进行加密。本发明能够对变电站的安防、环境以及设备进行全面的监控，并且能够保证变电站数据传输的安全性。

Description

一种变电站智能监控系统

技术领域

本发明涉及变电站监控领域，具体涉及一种变电站智能监控系统。

背景技术

随着社会经济的发展，各行业对电力供应的要求越来越高，变电站的稳定运行对于提供稳定可靠的电力供应起到了至关重要的作用，这就要求需要对变电站内的各个供电设备进行缜密的检查维护，对变电站的环境进行有效的监控。

因此，有必要设立一个变电站智能监控系统，对变电站环境参数，如，温度，湿度，水位，烟雾，火焰，浸水传感器，SF6，风速，粉尘等，进行实时监控，并且在出现异常后，及时提醒工作人员，并自动启动应急设备将危害消灭在萌芽状态，此外，还需要更可靠安全的门禁系统以避免员工工号，工牌或指纹被盗用而造成非法人员的闯入。

发明内容

本发明为克服现有技术中存在的不足，提供了一种变电站智能监控系统。

本发明解决其技术问题所采用如下技术方案：

一种变电站智能监控系统，该系统包括：变电站监控装置以及远程监控中心，其中，变电站监控装置，包括：主控单元；存储单元，用于存储采集到的数据和信息；无线传输模块，用于与远程监控中心进行数据交互；视频监控装置，包括布置在变电站多个位置的多个高清晰摄像机，实现变电站现场图像采集和视频拍摄；门禁子系统，包括：门禁单元，红外探测器，RFID控制设备，当红外探测器检测到有人员靠近时，将检测信号发送的主控单元，主控单元向高清晰摄像机以及RFID控制设备发送启动信号，高清晰摄像机采集人员的图像信息并传输到主控单元，RFID控制设备向发送人员携带的RFID标签发送唤醒信号，RFID标签接收到唤醒信号后，使用唤醒信号中的能源进行充电并且比较唤醒信号中包含的认证码与自身存储的认证码，两者一致时激活RFID标签，RFID标签向RFID控制设备发送人员身份信息，RFID控制设备转发该人员身份信息到主控单元，主控单元将人员的图像信息和人员身份信息进行匹配，若匹配成功，主控单元控制门禁单元开启，允许人员进入，否则主控单元输出告警信息；环境检测子系统，包括：温度传感器，湿度传感器，烟雾火焰传感器，浸水传感器，水位传感器，SF6传感器，风速测速仪，粉尘检测器，其中，温度传感器实现变电站温度的实时监控，湿度传感器实现变电站湿度的实时监控，烟雾火焰传感器实现变电站火灾情况的监控，浸水传感器实现变电站内部漏水情况的监控，水位传感器实现变电站水位的实时监控，SF6传感器实现SF6的实时检测，风速测速仪实现变电站风速的实时检测，粉尘检测器实现变电站内粉尘浓度的检测；供电检测子系统，包括电压传感器，电流传感器，断电检测器，电压传感器，电流传感器以及断电检测器均安装在变电站供电线路上，电压传感器实时采集供电线路的电压值，电流传感器实时采集供电线路的电流值，断电检测器实时监控供电线路是否正常供电应急处理子系统，包括水泵，风机，空调，除湿机，灭火装置；主控单元与各子系统之间采用基于竞争的TDMA协议进行数据交互，具体为：时隙结构包含固定分配时隙和竞争使用时隙，主控单元分别为高清晰摄像机，RFID控制设备，温度传感器，湿度传感器，烟雾火焰传感器，浸水传感器，水位传感器，SF6传感器，风速测速仪，粉尘检测器，电压传感器，电流传感器，断电检测器固定分配一个时隙，每个固定分配的时隙包含监听部分，竞争部分和数据部分，当有数据需要上传到主控单元的时候，设备在属于自己的时隙的监听部分发送请求消息，如果在监听部分结束前接收到主控单元返回的确认消息，则在时隙的数据部分发送数据，如果在监听部分结束时未接收到主控单元返回的确认消息，则在时隙的竞争部分发送时隙竞争请求，主控单元接收到时隙竞争请求后，在竞争使用时隙中选择一个时隙，并返回时隙号，设备在接收到时隙号后，等待时隙到来并在该时隙发送数据；主控单元接收到环境检测子系统，供电检测子系统发送到检测数据后，进行判断，当判断出现异常情况时，向高清晰摄像机发送启动命令，高清晰摄像机对事故发生现场进行现场图像采集和视频拍摄，向报警子系统发送告警命令，报警子系统接收到告警命令后发出告警，向应急处理子系统发送应急设备启动命令，具体为：当主控单元判断温度出现异常时，向空调发送启动命令；当主控单元判断水位出现异常时，向水泵发送启动命令；当主控单元判断湿度出现异常时，向除湿机发送启动命令；当主控单元判断烟雾或粉尘出现异常时，向风机发送启动命令；当主控单元判断发生明火时，向灭火装置发送启动命令；主控单元通过无线传输模块向远程监控中心发送数据发送请求消息，远程监控中心接收到数据发送请求消息后，在本地的算法与密钥数据库中选取多组算法索引与密钥索引对，并将选取的多组算法索引与密钥索引对及对应的编号携带在数据发送允许消息中发送给主控单元，主控单元根据算法索引与密钥索引对的数量将待发送数据分段，并根据算法索引与密钥索引从本地的算法与密钥数据库中获取算法和密钥，按照对应的编号对数据分段进行加密，然后将加密后的数据分段组合并添加变电站的标识信息形成新的文件后发送给远程监控中心。远程监控中心对接收到的文件进行解密，将解密后的数据保存在数据库，并在显示屏上实时显示。

优选的，高清晰摄像机具体为CCD摄像机。

优选的，RFID控制设备与RFID标签之间基于Zigbee协议进行数据传输。

优选的，告警为声音告警或红色光告警。

优选的，无线传输模块采用GPRS，3G或4G模式与远程监控中心进行数据交互。

附图说明

图1为本发明一种变电站智能监控系统的结构原理框图。

图2为主控单元与各子系统间数据交互流程图。

图3为本发明中主控单元与远程监控中心数据交互流程图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

图1示出了本发明一种变电站智能监控系统的结构原理框图，该系统包括：变电站监控装置以及远程监控中心，其中，变电站监控装置，包括：主控单元；存储单元，用于存储采集到的数据和信息；无线传输模块，用于与远程监控中心进行数据交互；视频监控装置，包括布置在变电站多个位置的多个高清晰摄像机，实现变电站现场图像采集和视频拍摄；门禁子系统，包括：门禁单元，红外探测器，RFID控制设备；环境检测子系统，包括：温度传感器，湿度传感器，烟雾火焰传感器，浸水传感器，水位传感器，SF6传感器，风速测速仪，粉尘检测器；供电检测子系统，包括电压传感器，电流传感器，断电检测器；应急处理子系统，包括水泵，风机，空调，除湿机，灭火装置。

通过主控单元与门禁子系统以及视频监控装置之间的交互，实现对变电站工作人员身份的验证，防止非法人员进入变电站，验证方式具体为：当红外探测器检测到有人员靠近时，将检测信号发送的主控单元，主控单元向高清晰摄像机以及RFID控制设备发送启动信号，高清晰摄像机采集人员的图像信息并传输到主控单元，RFID控制设备向发送人员携带的RFID标签发送唤醒信号，RFID标签接收到唤醒信号后，使用唤醒信号中的能源进行充电并且比较唤醒信号中包含的认证码与自身存储的认证码，两者一致时激活RFID标签，RFID标签向RFID控制设备发送人员身份信息，RFID控制设备转发该人员身份信息到主控单元，主控单元将人员的图像信息和人员身份信息进行匹配，若匹配成功，主控单元控制门禁单元开启，允许人员进入，否则主控单元输出告警信息。

环境检测子系统中的温度传感器实现变电站温度的实时监控，湿度传感器实现变电站湿度的实时监控，烟雾火焰传感器实现变电站火灾情况的监控，浸水传感器实现变电站内部漏水情况的监控，水位传感器实现变电站水位的实时监控，SF6传感器实现SF6的实时检测，风速测速仪实现变电站风速的实时检测，粉尘检测器实现变电站内粉尘浓度的检测。

供电检测子系统中的电压传感器，电流传感器以及断电检测器均安装在变电站供电线路上，电压传感器实时采集供电线路的电压值，电流传感器实时采集供电线路的电流值，断电检测器实时监控供电线路是否正常供电。

图2示出了主控单元与各子系统之间采用基于竞争的TDMA协议进行数据交互的流程图，如图2所示，时隙结构包含固定分配时隙和竞争使用时隙，主控单元分别为高清晰摄像机，RFID控制设备，温度传感器，湿度传感器，烟雾火焰传感器，浸水传感器，水位传感器，SF6传感器，风速测速仪，粉尘检测器，电压传感器，电流传感器，断电检测器固定分配一个时隙，每个固定分配的时隙包含监听部分，竞争部分和数据部分，当有数据需要上传到主控单元的时候，设备在属于自己的时隙的监听部分发送请求消息，如果在监听部分结束前接收到主控单元返回的确认消息，则在时隙的数据部分发送数据，如果在监听部分结束时未接收到主控单元返回的确认消息，则在时隙的竞争部分发送时隙竞争请求，主控单元接收到时隙竞争请求后，在竞争使用时隙中选择一个时隙，并返回时隙号，设备在接收到时隙号后，等待时隙到来并在该时隙发送数据。

主控单元接收到环境检测子系统，供电检测子系统发送到检测数据后，进行判断，当判断出现异常情况时，向高清晰摄像机发送启动命令，高清晰摄像机对事故发生现场进行现场图像采集和视频拍摄，向报警子系统发送告警命令，报警子系统接收到告警命令后发出告警，向应急处理子系统发送应急设备启动命令，具体为：

当主控单元判断温度出现异常时，向空调发送启动命令；

当主控单元判断水位出现异常时，向水泵发送启动命令；

当主控单元判断湿度出现异常时，向除湿机发送启动命令；

当主控单元判断烟雾或粉尘出现异常时，向风机发送启动命令；

当主控单元判断发生明火时，向灭火装置发送启动命令。

图3示出了主控单元与远程监控中心数据交互流程图，如图3所示，主控单元通过无线传输模块向远程监控中心发送数据发送请求消息，远程监控中心接收到数据发送请求消息后，在本地的算法与密钥数据库中选取多组算法索引与密钥索引对，并将选取的多组算法索引与密钥索引对及对应的顺序编号携带在数据发送允许消息中发送给主控单元，主控单元根据算法索引与密钥索引对的数量将待发送数据分段，并根据算法索引与密钥索引从本地的算法与密钥数据库中获取算法和密钥，按照对应的顺序编号对数据分段进行加密，如，顺序编号为1的算法和密钥对对编号为1的数据分段进行编码，顺序编号为2的算法和密钥对对编号为2的数据分段进行编码，顺序编号为3的算法和密钥对对编号为3的数据分段进行编码，并以此类推。然后将加密后的数据分段组合并添加变电站的标识信息形成新的文件后发送给远程监控中心。

远程监控中心对接收到的文件进行解密，将解密后的数据保存在数据库，并在显示屏上实时显示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种变电站智能监控系统，该系统包括：变电站监控装置以及远程监控中心，其中，

变电站监控装置，包括：

主控单元；

存储单元，用于存储采集到的数据和信息；

无线传输模块，用于与远程监控中心进行数据交互；

视频监控装置，包括布置在变电站多个位置的多个高清晰摄像机，实现变电站现场图像采集和视频拍摄；

门禁子系统，包括：门禁单元，红外探测器，RFID控制设备，当红外探测器检测到有人员靠近时，将检测信号发送的主控单元，主控单元向高清晰摄像机以及RFID控制设备发送启动信号，高清晰摄像机采集人员的图像信息并传输到主控单元，RFID控制设备向发送人员携带的RFID标签发送唤醒信号，RFID标签接收到唤醒信号后，使用唤醒信号中的能源进行充电并且比较唤醒信号中包含的认证码与自身存储的认证码，两者一致时激活RFID标签，RFID标签向RFID控制设备发送人员身份信息，RFID控制设备转发该人员身份信息到主控单元，主控单元将人员的图像信息和人员身份信息进行匹配，若匹配成功，主控单元控制门禁单元开启，允许人员进入，否则主控单元输出告警信息；

环境检测子系统，包括：温度传感器，湿度传感器，烟雾火焰传感器，浸水传感器，水位传感器，SF6传感器，风速测速仪，粉尘检测器，其中，温度传感器实现变电站温度的实时监控，湿度传感器实现变电站湿度的实时监控，烟雾火焰传感器实现变电站火灾情况的监控，浸水传感器实现变电站内部漏水情况的监控，水位传感器实现变电站水位的实时监控，SF6传感器实现SF6的实时检测，风速测速仪实现变电站风速的实时检测，粉尘检测器实现变电站内粉尘浓度的检测；

供电检测子系统，包括电压传感器，电流传感器，断电检测器，电压传感器，电流传感器以及断电检测器均安装在变电站供电线路上，电压传感器实时采集供电线路的电压值，电流传感器实时采集供电线路的电流值，断电检测器实时监控供电线路是否正常供电

应急处理子系统，包括水泵，风机，空调，除湿机，灭火装置；

主控单元与各子系统之间采用基于竞争的TDMA协议进行数据交互，具体为：时隙结构包含固定分配时隙和竞争使用时隙，主控单元分别为高清晰摄像机，RFID控制设备，温度传感器，湿度传感器，烟雾火焰传感器，浸水传感器，水位传感器，SF6传感器，风速测速仪，粉尘检测器，电压传感器，电流传感器，断电检测器固定分配一个时隙，每个固定分配的时隙包含监听部分，竞争部分和数据部分，当有数据需要上传到主控单元的时候，设备在属于自己的时隙的监听部分发送请求消息，如果在监听部分结束前接收到主控单元返回的确认消息，则在时隙的数据部分发送数据，如果在监听部分结束时未接收到主控单元返回的确认消息，则在时隙的竞争部分发送时隙竞争请求，主控单元接收到时隙竞争请求后，在竞争使用时隙中选择一个时隙，并返回时隙号，设备在接收到时隙号后，等待时隙到来并在该时隙发送数据；

主控单元接收到环境检测子系统，供电检测子系统发送到检测数据后，进行判断，当判断出现异常情况时，向高清晰摄像机发送启动命令，高清晰摄像机对事故发生现场进行现场图像采集和视频拍摄，向报警子系统发送告警命令，报警子系统接收到告警命令后发出告警，向应急处理子系统发送应急设备启动命令，具体为：

当主控单元判断温度出现异常时，向空调发送启动命令；

当主控单元判断水位出现异常时，向水泵发送启动命令；

当主控单元判断湿度出现异常时，向除湿机发送启动命令；

当主控单元判断烟雾或粉尘出现异常时，向风机发送启动命令；

当主控单元判断发生明火时，向灭火装置发送启动命令；

主控单元通过无线传输模块向远程监控中心发送数据发送请求消息，远程监控中心接收到数据发送请求消息后，在本地的算法与密钥数据库中选取多组算法索引与密钥索引对，并将选取的多组算法索引与密钥索引对及对应的编号携带在数据发送允许消息中发送给主控单元，主控单元根据算法索引与密钥索引对的数量将待发送数据分段，并根据算法索引与密钥索引从本地的算法与密钥数据库中获取算法和密钥，按照对应的编号对数据分段进行加密，然后将加密后的数据分段组合并添加变电站的标识信息形成新的文件后发送给远程监控中心；

远程监控中心对接收到的文件进行解密，将解密后的数据保存在数据库，并在显示屏上实时显示。

2.如权利要求1所述的变电站智能监控系统，其中，高清晰摄像机具体为CCD摄像机。

3.如权利要求1所述的变电站智能监控系统，其中，RFID控制设备与RFID标签之间基于Zigbee协议进行数据传输。

4.如权利要求1所述的变电站智能监控系统，其中，所述告警为声音告警或红色光告警。

5.如权利要求1所述的变电站智能监控系统，其中，无线传输模块采用GPRS，3G或4G模式与远程监控中心进行数据交互。