CN106597997B - 基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统及方法，包括：自动门配置模块、自动门数据存储服务器、自动门中心处理模块、自动门控制模块、自动门状态查询模块、自动门信息展示模块和无线通信模块；本发明有益效果：采用移动机器人控制范围可以覆盖整个变电站。采用网络通信方式传输自动门控制命令，缩短命令传输时间。采用无线传输方式可以有效的降低现场的线路部署成本。

Description

基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统及方法

技术领域

本发明属于电力系统的运行检修领域，特别涉及一种基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统及方法。

背景技术

随着变电站智能化进程的不断推进，数字化变电站正逐渐向智能变电站过度，智能化变电站对站内各种设施的控制需要远程自动化，以实现变电站真正的无人值班，并提高变电站的安全运行水平。由于变电站基础建设智能化的不断提高，变电站内出现不同类型的自动门，例如变电站的不同电压等级之间时常采用设置栅栏门的方式进行间隔。许多保护室安装了控制门，控制维护人员的进出。因此针对站内自动门智能化实现智能化控制变得尤为重要。

现在自动门控制方法大致相同，中国专利申请号为200780009638.X的公开自动门控制系统中提到控制自动门方式采用总线顺序轮询方式进行控制命令的分发，自动门控制系统与每一个自动门通过控制总线进行相连，将控制命令按照地址顺序逐一将控制命令发送给每一个自动门，自动门通过比对控制命令中的门地址和自身的地址，决定是否执行自动门控制系统发过来的控制命令。该专利存在如下不足之处：

1.如果各个自动门数据量比较大，现场总线的部署工作量比较大，以及总线本身时间长了会有一些损耗。

2.按地址逐步轮询的方式，随着自动门的数量增加，必然降低自动门对控制命令的相应效率。

3.总线的长度过长将影响命令发送和接受。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统及方法，该系统及方法利用巡检机器人机动、灵活的特点，在机器人本体和各个自动门安装无线通信装置，并给每个自动门分配地址，机器人在自动门附近根据当前自动门地址发送控制命令，这样缩短了发送命令的距离，并且采用无线通信方式省去了控制总线部署繁重的工作，不必考虑自动门的数量，从而提高自动门控制效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统，包括：

自动门配置模块：用于录入并管理自动门配置信息；

自动门数据存储服务器：用于对自动门配置信息、自动门位置信息以及自动门与门控制点信息关联关系的存储；

自动门中心处理模块：用于读取位置点信息，并对读取到的位置信息进行分析处理；

自动门控制模块：用于将自动门控制命令通过无线通信模块发送给自动门；

自动门状态查询模块：用于查询自动门当前状态，并将查询结果发送至自动门信息展示模块进行展示；

自动门信息展示模块：用于展示当前自动门的当前状态；

无线通信模块：用于将自动门控制模块或自动门状态查询模块与自动门之间进行命令和状态的信息进行交互；

自动门配置模块、自动门数据存储服务器、自动门中心处理模块和自动门控制模块依次连接；自动门控制模块通过无线通信模块与自动门状态查询模块、自动门信息展示模块依次连接；自动门控制模块通过无线通信模块与自动门通信。

所述自动门中心处理模块包括：

读取位置点模块：用于读取自动门附近部署的RFID点信息；

分析处理模块：用于根据位置点的信息从自动门数据存储服务器中得到自动门控制命令和自动门地址，传给自动门控制模块或自动门状态查询模块进行控制。

所述自动门中心处理模块读取位置点模块读取位置点，并将读取到位置点的信息发给分析处理模块进行分析，分析处理模块根据收到的信息分析出该点的自动门命令和地址，将自动门命令和门地址按照事先与自动门控制模块或自动门状态查询模块约定后的命令组织格式，组织成自动门命令传送给自动门控制模块或自动门状态查询模块进行相应操作。

所述无线通信模块包括：安装在机器人上的机器人通信模块以及安装在自动门上的自动门无线通信模块。

一种基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统的控制方法，包括：

自动门配置模块中录入的信息存储到自动门数据存储服务器中；

自动门中心处理模块在读取到的位置点信息中找关联的自动门号，根据自动门号从自动门数据存储服务器读取自动门的配置信息，进而产生自动门控制命令；

自动门中心处理模块将组织好的控制命令通过自动门控制模块转换成自动门识别的控制命令，通过无线通信通信模块发送给自动门，自动门执行相应操作；

自动门状态查询模块通过无线通信模块向自动门发送查询状态，自动门反馈当前的状态给自动门状态查询模块；

自动门状态查询模块将接收到反馈的状态显示在自动门信息展示模块上。

包括以下步骤：

步骤一：配置站内所有自动门的自身信息，将配置好的自动门信息存储到自动门数据存储服务器中；

步骤二：移动机器人结束充电，离开充电室，启动巡视任务；

步骤三：机器人运动到开门命令的位置点，自动门的读取位置点模块读取到位置点信息，并发送给自动门中心处理模块；

步骤四：自动门中心处理模块收到位置点信息后，根据位置点的信息从数据存储服务器中获取该点是否为自动门控制点，如果不是，则移动机器人将继续行走；否则，从数据存储服务器中获取到开门命令和自动门地址，然后将开门命令和自动门地址信息发送给自动门控制模块；

步骤五：自动门控制模块收到信息后，组织自动门的控制命令，通过机器人无线通信模块将控制命令发送给自动门无线通信模块，自动门无线通信模块收到命令后，核对命令中的门地址与自动门地址是否一致；

如果不一致则不响应；如果一致，执行开门指令，并发送反馈指令给自动门控制模块，自动门控制模块将反馈信息发给自动门中心处理模块；

步骤六：自动门中心处理模块接收到开门响应反馈后，发命令让自动门状态查询模块反馈当前自动门的状态；

步骤七：自动门状态查询模块收到命令后，定时发送查询自动门状态指令给自动门，自动门返回当前自动门的状态给自动门状态查询模块，自动门状态查询模块将查询的结果不断的反馈给自动门分析处理模块；

步骤八：自动门中心处理模块接收到自动门的状态，将状态发给自动门信息展示模块显示当前的自动门的状态；同时根据反馈的状态分析自动门是否打开；

如果未打开，将继续等待；如果打开，停止自动门状态的查询，机器人将继续行走通过自动门；

步骤九：通过自动门后，自动门中心处理模块检测到关门位置点后，重复步骤三～步骤八，完成关门操作。

本发明的有益效果是：

1.只需在自动门上安装无线通信模块，采用无线传输方式可以有效的降低现场的线路部署成本。

2.直接从数据存储服务器中获取到开门命令和自动门地址，提高了自动门控制命令响应效率。

3.由于采用近距离带校验的无线网络TCP通信，增加了移动机器人与自动门通信数据交互的可靠性。

附图说明

图1为本发明自动门集中控制系统结构图；

图2为本发明自动门集控方法流程图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

应当理解，本专利中的变电站巡检机器人是典型的机电产品，包括机械部分和控制部分，本专利所涉及重点在于对变电站自动门集中控制系统进行的改进，其中涉及到的变电站巡检机器人是典型的机电产品，本领域技术人员应知结构以及具体工作方式，因此，本申请对其做的简要说明，本领域技术人员依据本领域相关知识容易确知。

图1表示基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统，包括自动门配置模块、自动门数据存储服务器、自动门中心处理模块、自动门控制模块、自动门状态查询模块、自动门信息展示模块、无线通信模块和变电站巡检机器人等。

自动门配置模块主要负责自动门信息的录入和管理。自动门配置信息包括标识号、地址和名称。

自动门数据存储服务器主要负责自动门配置信息的存储和控制门位置信息存储，其中控制门位置信息包括机器人给自动门发送控制命令的位置和该位置控制自动门的标示号。发送控制命令的位置通常部署一个RFID点来实现。

自动门控制模块主要负责将自动门控制命令通过无线通信模块发送给自动门。

自动门状态查询模块主要负责查询自动门当前状态，通过无线通信模块发送查询指令给自动门，自动门反馈当前的状态给自动门状态查询模块，自动门状态查询模块将当前的状态显示在自动门信息展示模块上。

无线通信通信模块主要负责将自动门控制模块或自动门状态查询模块与自动门之间进行命令和状态的信息交互，无线通信模块有两部分，一部分安装在机器人上，另一部分安装在自动门上。

自动门配置模块中录入的信息存储到自动门数据存储服务器中，自动门中心处理模块会将读取到的位置点信息中找关联的自动门号，根据自动门号从自动门数据存储服务器读取自动门的配置信息，进而产生自动门控制命令。然后自动门中心处理模块将组织好的控制命令通过自动门控制模块转换成自动门识别的控制命令，有无线通信通信模块发送给自动门，自动门执行相应操作。自动门状态查询模块通过无线通信模块向自动门发送查询状态，自动门将反馈当前的状态。自动门状态查询模块将接收到反馈的状态显示在自动门信息展示模块上。

自动门中心处理模块包括读取位置点模块和分析处理模块，自动门中心处理模块主要负责通过读取位置点模块读取位置点，并将读取到位置点的信息发给分析处理模块进行分析，分析处理模块根据收到的信息分析出该点的自动门命令和地址，然后将自动门命令和门地址按照事先与自动门控制模块或自动门状态查询模块约定后的命令组织格式，组织成自动门命令传送给自动门控制模块或自动门状态查询模块进行相应操作。

读取位置点处理模块主要负责读取自动门附近部署的RFID点信息。

分析处理模块主要与读取位置点模块、自动门控制模块、自动门数据存储服务器和自动门状态查询模块等进行信息的交互，主要负责根据位置点的信息从自动门数据存储服务器中得到自动门控制命令和自动门地址传给自动门控制模块或自动门状态查询模块进行控制。

一种基于移动机器人的变电站自动门集中控制方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤一：自动门配置模块中，配置站内所有自动门自身信息(标识号、地址、名字)，将配置好的自动门信息存储到自动门数据存储服务器中；

步骤二：移动器人结束充电，离开充电室，启动巡视任务，开始进行全站的日常巡视工作，按照预先设定的巡视路线，巡视变电站中每一个区域，当移动机器人巡视到自动门附近，需要开启自动门，通过自动门后关闭自动门。

步骤三：自动门分析处理模块收到位置点后，根据位置点的信息从数据存储服务器102中获取该点是否为自动门控制点，如果不是，则移动机器人将继续行走；否则，从数据存储服务器中获取到开门命令和自动门地址，然后将开门命令和自动门地址发送给自动门控制模块。

步骤四：自动门中心处理模块收到位置点信息后，根据位置点的信息从数据存储服务器中获取该点是否为自动门控制点，如果不是，则移动机器人将继续行走；否则，从数据存储服务器中获取到开门命令和自动门地址，然后将开门命令和自动门地址信息发送给自动门控制模块；

步骤五：自动门控制模块收到自动门控制信息后，组织自动门的控制命令，通过机器人上的无线通信模块将控制命令发送给自动门的无线通信模块，自动门的无线通信收到命令后，核对命令中的地址与自动门的地址是否一致，如果不一致则不响应。如果一致，执行开门指令，并将发送反馈指令给自动门控制模块，自动门控制模块将反馈信息发给自动门分析处理模块。

步骤六：自动门分析处理模块待收到开门响应反馈后，发命令让自动门状态查询模块反馈当前自动门的状态。

步骤七：自动门状态查询模块收到命令后，定时通过无线通信模块发送查询自动门状态指令给自动门，自动门的无线通信模块会返回当前自动门的状态给自动门状态查询模块，自动门状态查询模块将收到的查询结果反馈给自动门分析处理模块。

步骤八：自动分析处理模块收到自动门的状态，一方面将当前的状态发给自动门信息展示模块显示当前的自动门状态，另一方面根据反馈的状态分析自动门是否打开，如果未打开，将继续等待。如果打开，停止自动门状态的查询，机器人将继续行走通过自动门。

步骤九：通过自动门后，读取位置点模块检测到关门位置点后，重复步骤三～步骤八，完成关门操作。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统，其特征是，包括：

自动门配置模块：用于录入并管理自动门配置信息；

自动门数据存储服务器：用于对自动门配置信息、自动门位置信息以及自动门与门控制点信息关联关系的存储；

自动门中心处理模块：用于读取位置点信息，并对读取到的位置信息进行分析处理；

自动门控制模块：用于将自动门控制命令通过无线通信模块发送给自动门；

自动门状态查询模块：用于查询自动门当前状态，并将查询结果发送至自动门信息展示模块进行展示；

自动门信息展示模块：用于展示当前自动门的当前状态；

无线通信模块：用于进行自动门控制模块或自动门状态查询模块与自动门之间的命令和状态信息交互；

自动门配置模块、自动门数据存储服务器、自动门中心处理模块和自动门控制模块依次连接；自动门控制模块通过无线通信模块与自动门状态查询模块、自动门信息展示模块依次连接；自动门控制模块通过无线通信模块与自动门通信。

2.如权利要求1所述的一种基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统，其特征是，所述自动门中心处理模块包括：

读取位置点模块：用于读取自动门附近部署的RFID点信息；

分析处理模块：用于根据位置点的信息从自动门数据存储服务器中得到自动门控制命令和自动门地址，传给自动门控制模块或自动门状态查询模块进行控制。

3.如权利要求2所述的一种基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统，其特征是，所述自动门中心处理模块读取位置点模块读取位置点，并将读取到位置点的信息发给分析处理模块进行分析，分析处理模块根据收到的信息分析出该点的自动门命令和地址，将自动门命令和门地址按照事先与自动门控制模块或自动门状态查询模块约定好的命令组织格式，组织成自动门命令传送给自动门控制模块或自动门状态查询模块进行相应操作。

4.如权利要求1所述的一种基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统，其特征是，所述无线通信模块包括：安装在机器人上的机器人通信模块以及安装在自动门上的自动门无线通信模块。

5.一种如权利要求1所述的基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统的控制方法，其特征是，包括：

自动门配置模块中录入的信息存储到自动门数据存储服务器中；

自动门中心处理模块在读取到的位置点信息中找关联的自动门号，根据自动门号从自动门数据存储服务器读取自动门的配置信息，进而产生自动门控制命令；

自动门中心处理模块将组织好的控制命令通过自动门控制模块转换成自动门识别的控制命令，通过无线通信模块发送给自动门，自动门执行相应操作；

自动门状态查询模块通过无线通信模块向自动门发送查询状态，自动门反馈当前的状态给自动门状态查询模块；

自动门状态查询模块将接收到反馈的状态显示在自动门信息展示模块上。

6.如权利要求5所述的一种基于移动机器人的变电站自动门集中控制系统的控制方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：配置站内所有自动门的自身信息，将配置好的自动门信息存储到自动门数据存储服务器中；

步骤二：移动机器人结束充电，离开充电室，启动巡视任务；

步骤三：机器人运动到开门命令的位置点，自动门的读取位置点模块读取到位置点信息，并发送给自动门中心处理模块；

步骤四：自动门中心处理模块收到位置点信息后，根据位置点的信息从数据存储服务器中获取该点是否为自动门控制点，如果不是，则移动机器人将继续行走；否则，从数据存储服务器中获取到开门命令和自动门地址，然后将开门命令和自动门地址信息发送给自动门控制模块；

步骤五：自动门控制模块收到信息后，组织自动门的控制命令，通过机器人无线通信模块将控制命令发送给自动门无线通信模块，自动门无线通信模块收到命令后，核对命令中的门地址与自动门地址是否一致；

如果不一致则不响应；如果一致，执行开门指令，并发送反馈指令给自动门控制模块，自动门控制模块将反馈信息发给自动门中心处理模块；

步骤六：自动门中心处理模块接收到开门响应反馈后，发命令让自动门状态查询模块反馈当前自动门的状态；

步骤七：自动门状态查询模块收到命令后，定时发送查询自动门状态指令给自动门，自动门返回当前自动门的状态给自动门状态查询模块，自动门状态查询模块将查询的结果不断的反馈给自动门分析处理模块；

步骤八：自动门中心处理模块接收到自动门的状态，将状态发给自动门信息展示模块显示当前的自动门的状态；同时根据反馈的状态分析自动门是否打开；

如果未打开，将继续等待；如果打开，停止自动门状态的查询，机器人将继续行走通过自动门；

步骤九：通过自动门后，自动门中心处理模块检测到关门位置点后，重复步骤三～步骤八，完成关门操作。