CN106208385A - 一种基于物联网平台的用电检查系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于物联网平台的用电检查系统，智能感知层与物联网关层通信连接，物联网关层与网络层通信连接，网络层与应用层通信连接；智能感知层包含多个电设备采集客户端和无线控制开关，负责采集电设备运行数据，将电设备运行数据变成电信号传输；智能感知层包含多个电设备采集客户端和无线控制开关，负责采集电设备运行数据，将电设备运行数据变成电信号传输；并且将检测和采集的数据信息在物联网关层、网络层和应用层进行传输并展示到检测人员或巡检人员操作界面前，使检测人员或巡检人员无论是在设备运行状态下，还是非运行状态下都能够实时连接配电设备的情况，提高检测和巡检的工作效率，保证检测和巡检工作的准确性和针对性。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于物联网平台的用电检查系统。
背景技术
电力系统中，通常对各个配电设备的检测和巡检由人工排班完成。但是，在人工对配电设备检测和巡检的过程中，存在人为疏忽的因素。有时配电设备出现隐患但为发出明显的现象时，在配电设备的运行过程中，人为的检测和巡检很难发现，在累积一段时间后，容易造成大范围的故障发生，将导致配电设备无法正常运行，影响人们的生产和生活。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于，提供一种基于物联网平台的用电检查系统，包括：智能感知层、物联网关层、网络层和应用层；
智能感知层与物联网关层通信连接，物联网关层与网络层通信连接，网络层与应用层通信连接；
所述智能感知层包含多个电设备采集客户端和无线控制开关，负责采集电设备运行数据，将电设备运行数据变成电信号传输；
电设备采集客户端包括：信息查验模块，用于采集用电户电量信息的抄表模块，用于采集电表周边环境信息的温湿度监测模块，用于采集变压器各侧电流、电压、有功功率、无功功率、线圈温度的变压器数据信息采集模块，用于采集变压器低压侧供电线路的电流、有功功率、无功功率的供电线路采集模块，用于采集母线的电压、频率的母线采集模块，用于采集现场设备的开关量的开关量采集模块，数据标识动态模块；开关量包括：高压断路器位置、隔离开关、接地刀闸位置、断路器开关位置、保护动作总信号、断路器操动机构异常信号、控制回路断线信号、保护报警信号、保护装置故障信号、供电设备的异常信号；
信息查验模块用于收集变压器数据信息采集模块采集的变压器数据信息、供电线路采集模块采集的供电线路数据信息、母线采集模块采集的母线数据信息、开关量采集模块采集现场设备的开关量信息、抄表模块采集用电户电量信息，将所述各个信息进行汇总，通过计算和验证采集用电户电量信息，并折算出变压器的电损耗，供电线路的电损耗，母线的电损耗，开关量的电损耗发送至物联网关层；
所述物联网关层用于对智能感知层中电设备运行数据进行动态适配和控制，并对采集的电设备运行数据进行解析和存储，然后传输至网络层；
所述网络层包括：用于储存电设备运行数据的数据存储服务器；
所述应用层包括：设置有浏览器的访问设备；
所述物联网关层包括：数据库模块、网络穿透服务器控制器模块、嵌入式Web服务器、嵌入式Web服务器控制器模块、屏幕显示模块、网关设置模块、动态路由表生成模块；
数据库模块用于对信息本地存储；
网络穿透服务器控制器模块用于开关网络穿透服务器，实现远程访问内网地址；
嵌入式Web服务器和嵌入式Web服务器控制器模块用于对Web页面资源控制；
屏幕显示模块用于为用户提供直接通过浏览器软件查控电设备运行数据；
网关设置模块包括网络设置，时间设置和修改账户；
所述动态路由表生成模块用于对每个电设备采集客户端生成动态路由表并发送至各个电设备采集客户端；
所述数据标识动态模块用于将电设备运行数据和地址编码信息生成数据包，通过动态路由表查找出对应的全局标识号，再将该全局标识号与所述电设备运行数据封装成数据传输包，每个所述数据传输包只包含来自一个电设备的信息；
所述动态路由表包括电设备采集客户端的标识号以及与该电设备采集客户端标识号惟一对应的全局标识号。
优选地，所述应用层还包括：客户端判断模块，客户端执行模块；
所述客户端判断模块用于判断用户使用的客户端与系统是否属于同一网段；
所述客户端执行模块用于所述客户端判断模块判断用户使用的客户端与系统是否属于同一网段，当所述客户端判断模块判断用户使用的客户端与系统属于同一网段时，判断为私网用户，所述客户端执行模块获准所述客户端直接访问；当所述客户端判断模块判断用户使用的客户端与系统不属于同一网段时，判断为公网用户，所述客户端通过公网服务器，经过网络穿透服务器访问物联网系统。
优选地，所述应用层还包括：资源访问模块；
资源访问模块用于使用户通过智能设备的浏览器发出URI请求查控电设备运行数据，嵌入式Web服务器的Servlet模块响应请求，并向请求端提供查控电设备运行数据信息，用户所需的电设备运行数据通过智能感知层得到，所需的电设备运行数据历史信息可直接从数据存储服务器查找得到。
优选地，资源访问模块还用于电设备运行数据采集控制指令到达嵌入式Web服务器后，嵌入式Web服务器向智能感知层传达电设备运行数据采集指令，智能感知层生成相应的命令发送到各个电设备采集客户端，对电设备运行数据进行数据采集。
优选地，所述智能感知层包括：电设备运行数据采集控制模块；
电设备运行数据采集控制模块用于对各个电设备采集客户端采集的信息进行查看，信息包含电表的地址编码、当前电设备运行数据，电设备运行数据采集时间、电设备运行数据历史表格数据和电设备运行数据历史折线图数据；电设备运行数据采集控制模块还用于对个电设备采集客户端进行增删。
优选地，所述嵌入式服务器包括：客户浏览器工作模式、Web服务器工作模式；
客户浏览器工作模式使用户通过智能移动设备或者台式电脑使用浏览器，获取网关信息和对物联网关进行控制，当用户通过浏览器访问Web服务器网址时，浏览器产生电设备运行数据请求查询消息，浏览器把用户请求转发给服务器，服务器端接收到用户的请求消息后，使用Servlet对用户请求进行执行；
Web服务器工作模式用于将执行的请求转换为请求的命令发送到数据库模块，数据库模块调用数据库中的增删改查操作语句，得到用户最终所需数据或完成对数据库中数据的操作，嵌入式物联网关服务器再把用户数据返回给浏览器，浏览器利用JavaScript对数据进行解析，并以网页的形式最终展现给用户。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
智能感知层包含多个电设备采集客户端和无线控制开关，负责采集电设备运行数据，将电设备运行数据变成电信号传输；并且将检测和采集的数据信息在物联网关层、网络层和应用层进行传输并展示到检测人员或巡检人员操作界面前，使检测人员或巡检人员无论是在设备运行状态下，还是非运行状态下都能够实时连接配电设备的情况，提高检测和巡检的工作效率，保证检测和巡检工作的准确性和针对性。
基于物联网平台的用电检查系统实现了移动客户端浏览器可通过该系统远程访问或控制智能接入设备，扩展了物联网关系统的访问范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为基于物联网平台的用电检查系统的整体示意图；
图2为基于物联网平台的用电检查系统的架构图；
图3为模块交互图；
图4访问控制信息流程图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
本实施例提供一种基于物联网平台的用电检查系统，如图1至4所示，包括：智能感知层1、物联网关层2、网络层3和应用层4；
智能感知层1与物联网关层2通信连接，物联网关层2与网络层3通信连接，网络层3与应用层4通信连接；
所述智能感知层1包含多个电设备采集客户端和无线控制开关，负责采集电设备运行数据，将电设备运行数据变成电信号传输；
电设备采集客户端包括：信息查验模块，用于采集用电户电量信息的抄表模块，用于采集电表周边环境信息的温湿度监测模块，用于采集变压器各侧电流、电压、有功功率、无功功率、线圈温度的变压器数据信息采集模块，用于采集变压器低压侧供电线路的电流、有功功率、无功功率的供电线路采集模块，用于采集母线的电压、频率的母线采集模块，用于采集现场设备的开关量的开关量采集模块，数据标识动态模块；开关量包括：高压断路器位置、隔离开关、接地刀闸位置、断路器开关位置、保护动作总信号、断路器操动机构异常信号、控制回路断线信号、保护报警信号、保护装置故障信号、供电设备的异常信号；
信息查验模块用于收集变压器数据信息采集模块采集的变压器数据信息、供电线路采集模块采集的供电线路数据信息、母线采集模块采集的母线数据信息、开关量采集模块采集现场设备的开关量信息、抄表模块采集用电户电量信息，将所述各个信息进行汇总，通过计算和验证采集用电户电量信息，并折算出变压器的电损耗，供电线路的电损耗，母线的电损耗，开关量的电损耗发送至物联网关层；这样使电设备运行数据更为细化，有针对性的了解配电设备运行，也能采集到配电设备的故障率。
所述物联网关层2用于对智能感知层中电设备运行数据进行动态适配和控制，并对采集的电设备运行数据进行解析和存储，然后传输至网络层；
所述网络层3包括：用于储存采集电设备运行数据的数据存储服务器；
所述应用层4包括：设置有浏览器的访问设备。
所述物联网关层2包括：数据库模块5、网络穿透服务器控制器模块6、嵌入式Web服务器7、嵌入式Web服务器控制器模块8、屏幕显示模块9、网关设置模块10、动态路由表生成模块；
数据库模块5用于对信息本地存储；网络穿透服务器控制器模块6用于开关网络穿透服务器，实现远程访问内网地址；嵌入式Web服务器7和嵌入式Web服务器控制器模块8用于对Web页面资源控制；屏幕显示模块9用于为用户提供直接通过浏览器软件查控电设备运行数据；网关设置模块10包括网络设置，时间设置和修改账户。
所述动态路由表生成模块用于对每个电设备采集客户端生成动态路由表并发送至各个电设备采集客户端；
所述数据标识动态模块用于将电设备运行数据和地址编码信息生成数据包，通过动态路由表查找出对应的全局标识号，再将该全局标识号与所述电设备运行数据封装成数据传输包，每个所述数据传输包只包含来自一个电设备的信息；
所述动态路由表包括电设备采集客户端的标识号以及与该电设备采集客户端标识号惟一对应的全局标识号。这样保证了每个电设备采集客户端数据传输的唯一性，避免混淆。
在图1中，i表示传感器节点，S表示汇聚节点，T表示无线开关，11表示为本地使用的终端。
本实施例中，所述应用层4还包括：客户端判断模块，客户端执行模块；
所述客户端判断模块用于判断用户使用的客户端与系统是否属于同一网段；所述客户端判断模块用于判断用户使用的客户端与系统是否属于同一网段；所述客户端执行模块用于所述客户端判断模块判断用户使用的客户端与系统是否属于同一网段，当所述客户端判断模块判断用户使用的客户端与系统属于同一网段时，判断为私网用户，所述客户端执行模块获准所述客户端直接访问；当所述客户端判断模块判断用户使用的客户端与系统不属于同一网段时，判断为公网用户，所述客户端通过公网服务器，经过网络穿透服务器访问物联网系统。
本实施例中，所述应用层4还包括：资源访问模块；
资源访问模块用于使用户通过智能设备的浏览器发出URI请求查控电设备运行数据，嵌入式Web服务器的Servlet模块响应请求，并向请求端提供查控电设备运行数据信息，用户所需的电设备运行数据通过智能感知层得到，所需的电设备运行数据历史信息可直接从数据存储服务器查找得到。
本实施例中，资源访问模块还用于电设备运行数据采集控制指令到达嵌入式Web服务器后，嵌入式Web服务器向智能感知层传达电设备运行数据采集指令，智能感知层生成相应的命令发送到各个电设备采集客户端，对电表进行数据采集。
本实施例中，所述智能感知层1包括：电设备运行数据采集控制模块；电设备运行数据采集控制模块用于对各个电设备采集客户端采集的信息进行查看，信息包含电设备运行数据的地址编码、当前电设备运行数据，电设备运行数据采集时间、电设备运行数据历史表格数据和电设备运行数据历史折线图数据；电设备运行数据采集控制模块还用于对个电设备采集客户端进行增删。
本实施例中，所述嵌入式服务器7括：客户浏览器工作模式、Web服务器工作模式；客户浏览器工作模式使用户通过智能移动设备或者台式电脑使用浏览器，获取网关信息和对物联网关进行控制，当用户通过浏览器访问Web服务器网址时，浏览器产生电设备运行数据请求查询消息，浏览器把用户请求转发给服务器，服务器端接收到用户的请求消息后，使用Servlet对用户请求进行执行；Web服务器工作模式用于将执行的请求转换为请求的命令发送到数据库模块，数据库模块调用数据库中的增删改查操作语句，得到用户最终所需数据或完成对数据库中数据的操作，嵌入式物联网关服务器再把用户数据返回给浏览器，浏览器利用JavaScript对数据进行解析，并以网页的形式最终展现给用户。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种基于物联网平台的用电检查系统，其特征在于，包括：智能感知层、物联网关层、网络层和应用层；
智能感知层与物联网关层通信连接，物联网关层与网络层通信连接，网络层与应用层通信连接；
所述智能感知层包含多个电设备采集客户端和无线控制开关，负责采集电设备运行数据，将电设备运行数据变成电信号传输；
电设备采集客户端包括：信息查验模块，用于采集用电户电量信息的抄表模块，用于采集电表周边环境信息的温湿度监测模块，用于采集变压器各侧电流、电压、有功功率、无功功率、线圈温度的变压器数据信息采集模块，用于采集变压器低压侧供电线路的电流、有功功率、无功功率的供电线路采集模块，用于采集母线的电压、频率的母线采集模块，用于采集现场设备的开关量的开关量采集模块，数据标识动态模块；开关量包括：高压断路器位置、隔离开关、接地刀闸位置、断路器开关位置、保护动作总信号、断路器操动机构异常信号、控制回路断线信号、保护报警信号、保护装置故障信号、供电设备的异常信号；
信息查验模块用于收集变压器数据信息采集模块采集的变压器数据信息、供电线路采集模块采集的供电线路数据信息、母线采集模块采集的母线数据信息、开关量采集模块采集现场设备的开关量信息、抄表模块采集用电户电量信息，将所述各个信息进行汇总，通过计算和验证采集用电户电量信息，并折算出变压器的电损耗，供电线路的电损耗，母线的电损耗，开关量的电损耗发送至物联网关层；
所述物联网关层用于对智能感知层中电设备运行数据进行动态适配和控制，并对采集的电设备运行数据进行解析和存储，然后传输至网络层；
所述网络层包括：用于储存电设备运行数据的数据存储服务器；
所述应用层包括：设置有浏览器的访问设备；
所述物联网关层包括：数据库模块、网络穿透服务器控制器模块、嵌入式Web服务器、嵌入式Web服务器控制器模块、屏幕显示模块、网关设置模块、动态路由表生成模块；
数据库模块用于对信息本地存储；
网络穿透服务器控制器模块用于开关网络穿透服务器，实现远程访问内网地址；
嵌入式Web服务器和嵌入式Web服务器控制器模块用于对Web页面资源控制；
屏幕显示模块用于为用户提供直接通过浏览器软件查控电设备运行数据；
网关设置模块包括网络设置，时间设置和修改账户；
所述动态路由表生成模块用于对每个电设备采集客户端生成动态路由表并发送至各个电设备采集客户端；
所述数据标识动态模块用于将电设备运行数据和地址编码信息生成数据包，通过动态路由表查找出对应的全局标识号，再将该全局标识号与所述电设备运行数据封装成数据传输包，每个所述数据传输包只包含来自一个电设备的信息；
所述动态路由表包括电设备采集客户端的标识号以及与该电设备采集客户端标识号惟一对应的全局标识号。
2.根据权利要求1所述的基于物联网平台的用电检查系统，其特征在于，
所述应用层还包括：客户端判断模块，客户端执行模块；
所述客户端判断模块用于判断用户使用的客户端与系统是否属于同一网段；
所述客户端执行模块用于所述客户端判断模块判断用户使用的客户端与系统是否属于同一网段，当所述客户端判断模块判断用户使用的客户端与系统属于同一网段时，判断为私网用户，所述客户端执行模块获准所述客户端直接访问；当所述客户端判断模块判断用户使用的客户端与系统不属于同一网段时，判断为公网用户，所述客户端通过公网服务器，经过网络穿透服务器访问物联网系统。
3.根据权利要求1所述的基于物联网平台的用电检查系统，其特征在于，
所述应用层还包括：资源访问模块；
资源访问模块用于使用户通过智能设备的浏览器发出URI请求查控电设备运行数据，嵌入式Web服务器的Servlet模块响应请求，并向请求端提供查控电设备运行数据信息，用户所需的电设备运行数据通过智能感知层得到，所需的电设备运行数据历史信息可直接从数据存储服务器查找得到。
4.根据权利要求3所述的基于物联网平台的用电检查系统，其特征在于，
资源访问模块还用于电设备运行数据采集控制指令到达嵌入式Web服务器后，嵌入式Web服务器向智能感知层传达电设备运行数据采集指令，智能感知层生成相应的命令发送到各个电设备采集客户端，对电设备运行数据进行数据采集。
5.根据权利要求1所述的基于物联网平台的用电检查系统，其特征在于，
所述智能感知层包括：电设备运行数据采集控制模块；
电设备运行数据采集控制模块用于对各个电设备采集客户端采集的信息进行查看，信息包含电表的地址编码、当前电设备运行数据，电设备运行数据采集时间、电设备运行数据历史表格数据和电设备运行数据历史折线图数据；电设备运行数据采集控制模块还用于对个电设备采集客户端进行增删。
6.根据权利要求1所述的基于物联网平台的用电检查系统，其特征在于，
所述嵌入式服务器包括：客户浏览器工作模式、Web服务器工作模式；
客户浏览器工作模式使用户通过智能移动设备或者台式电脑使用浏览器，获取网关信息和对物联网关进行控制，当用户通过浏览器访问Web服务器网址时，浏览器产生电设备运行数据请求查询消息，浏览器把用户请求转发给服务器，服务器端接收到用户的请求消息后，使用Servlet对用户请求进行执行；
Web服务器工作模式用于将执行的请求转换为请求的命令发送到数据库模块，数据库模块调用数据库中的增删改查操作语句，得到用户最终所需数据或完成对数据库中数据的操作，嵌入式物联网关服务器再把用户数据返回给浏览器，浏览器利用JavaScript对数据进行解析，并以网页的形式最终展现给用户。
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