CN107389132A - 基于物联网的电缆工作井智能监管系统 - Google Patents

基于物联网的电缆工作井智能监管系统 Download PDF

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Abstract

本发明基于物联网的电缆工作井智能监管系统,系统包括:井盖,其包括:井盖状态侦测单元,用于检测井盖的不良状态,井盖的不良状态包括移动及破损;无源智能锁,用于锁固井盖于井口,且供与相配对的有源钥匙结合而形成电性连接,以解锁井盖;一或多个井下环境侦测单元,设于电缆工作井井盖内侧,以侦测井下环境数据,并能与外部无线通讯以发送井下环境数据;电子信息标识,设于所述井盖,供读取以从中提取存储的工作井内电缆的相关信息,相关信息包括:电缆资产信息和/或电缆使用信息;本发明的系统中的井盖可区分不同的不良状态,以供采取对应措施,且可通过无线通信来传送井下数据,同时亦能通过读取电子信息标识即可获悉电缆信息,便于巡检。

Description

基于物联网的电缆工作井智能监管系统
技术领域
本发明涉及电力设备的物联网感知设备技术领域,特别是涉及基于物联网的电缆工作井智能监管系统。
背景技术
目前,现有电缆工作井的巡检,均需要人工执行,目前路边不同电压等级的电缆工作井比较接近,易于混淆,给现场巡视与作业人员的查找带来了不便。
为了能进一步获悉哪个井盖下的电缆是目标电缆,需取下工作井井盖,再抽完电缆工作井内的积水,人工下井进行检查,并从井下的电缆标签了解电缆的规格、走向等信息;整个过程时间较长且极费人工,效率低下,并且电缆工作井内的环境温度、水位以及有毒有害气体,也会对下井作业人员的身心健康、人身安全带来危害,以及会对施工作业效率与计划制定带来影响。
另外,电缆工作井的井盖也是极为重要的,其一般会有破损、丢失、意外开启等问题,目前虽然已有防盗井盖,但是其仅能防盗,对于井盖的各种上述不同问题的状态无法区分及采取相应措施,仍然容易造成安全遗患,特别是因井盖破坏而造成的井内电缆被盗问题日趋增多,带来的直接经济损失重大。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供基于物联网的电缆工作井智能监管系统,用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种基于物联网的电缆工作井智能监管系统,所述电缆工作井包括位于地面的井口,所述系统包括:井盖,设于所述井口;所述井盖包括:井盖状态侦测单元,用于检测井盖的不良状态,所述井盖的不良状态包括移动及破损;无源智能锁,用于锁固所述井盖于井口,且供与相配对的有源钥匙结合而形成电性连接,以解锁所述井盖;一或多个井下环境侦测单元,设于所述电缆工作井的井盖内侧,以侦测井下环境数据,并能与外部无线通讯以发送所述井下环境数据;电子信息标识,设于所述井盖,供读取以从中提取预先存储的工作井内电缆的相关信息,所述相关信息包括:电缆资产信息和/或电缆使用信息。
本发明实施简单,只需现场更换带有:“井盖侦测单元、无源智能锁、井下环境侦测单元及电子信息标识”的内井盖即可。
于本发明的一实施例中,所述井盖状态侦测单元包括:移动检测模块,其包括:角度传感器,设于所述井盖,用于采集所述井盖的转动角度信息;处理器,连接所述角度传感器,用于在所述转动角度信息满足预设条件时判定所述井盖处于移动状态。
于本发明的一实施例中,所述井盖状态侦测单元包括:破损检测模块,其包括:导电体,分布设于所述井盖中,其处于断开状态时表示所述井盖处于破损状态。
于本发明的一实施例中,所述无源智能锁包括:存储器,用于存储开锁条件信息;处理器,连接所述存储器,用于在获得供电时,判断所述有源钥匙的开锁动作是否符合所述开锁条件,从而确定是否解锁。
于本发明的一实施例中,所述开锁条件信息包括:有源钥匙是否获得开锁授权和/或开锁时间是否在预设时间内。
于本发明的一实施例中,所述井下环境侦测单元包括:环境传感器及无线通信器;所述环境传感器,用于采集所述井下环境数据;所述无线通信器,用于向外部发送所述井下环境数据;所述环境传感器的类型包括:温度传感器、水位传感器及气体传感器中的任意一种。
于本发明的一实施例中,所述井下环境侦测单元包括供电电池。
于本发明的一实施例中,所述电缆资产信息包括:电缆尺寸、规格、及出厂时间中的任意一种或多种组合。
于本发明的一实施例中,所述使用信息包括:电缆的电压等级及供电方向中的一种或多种组合。
于本发明的一实施例中,所述电子信息标识包括:RFID标签信息、一维条码、或二维码。
于本发明的一实施例中,所述井盖包括叠合的外盖及内盖,所述移动检测模块、无源智能锁、井下环境侦测单元及电子信息标识中的一或多个设于所述内盖。
如上所述,本发明一种基于物联网的电缆工作井智能监管系统,所述电缆工作井包括位于地面的井口,所述系统包括:井盖,设于所述井口;所述井盖包括:井盖状态侦测单元,用于检测井盖的不良状态,所述井盖的不良状态包括移动及破损;无源智能锁,用于锁固所述井盖于井口,且供与相配对的有源钥匙结合而形成电性连接,以解锁所述井盖;一或多个井下环境侦测单元,设于所述电缆工作井的井盖内侧,以侦测井下环境数据,并能与外部无线通讯以发送所述井下环境数据;电子信息标识,设于所述井盖,供读取以从中提取预先存储的工作井内电缆的相关信息,所述相关信息包括:电缆资产信息和/或电缆使用信息;本发明的系统中的井盖可区分不同的不良状态,以供采取对应措施,且可通过无线通信来传送井下数据,同时亦能通过读取电子信息标识即可获悉电缆信息,便于巡检。
附图说明
图1显示为本发明于一实施例中基于物联网的电缆工作井智能监管系统的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种基于物联网的电缆工作井智能监管系统的实施例,所述电缆工作井包括位于地面的井口,所述电缆工作井内设有电缆;一般而言,电缆工作井下具有地下水的积水,且随时间形成有沼气;如果要进行电缆检查,则需要打开井盖,通过井口进行排气,并抽出积水,然后方可检查。
可选的,所述电缆工作井具有两个井口,一个用于进气,一个用于出气,以便于快速排放沼气。
如图1所示,所述电缆104工作井智能监管系包括:井盖101及井下环境侦测单元103。
所述井盖101,设于所述井口,其包括:井盖状态侦测单元102,用于检测井盖101的不良状态。于本发明的一实施例中,所述井盖101的不良状态包括移动及破损,所述井盖101的移动会引起井盖101的意外开启,所述破损会造成井盖101无法完全封闭井口,所述遗失会造成井口完全无遮挡,此三种不良状态均有可能对行人造成危险。
所述井盖状态检测单元102包括:移动检测模块、破损检测模块及遗失检测模块中的一或多个,分别用于侦测并及时发现不良状态。
所述移动检测模块,其包括:角度传感器,设于所述井盖101,用于采集所述井盖101的转动角度信息;处理器,连接所述角度传感器,用于在所述转动角度信息满足预设条件时判定所述井盖101处于移动状态。
具体的,在所述井盖101未移动时,其与地面理想状态下呈0度夹角;当井盖101移动,其与地面间的夹角会发生变化,所述角度传感器即监测该角度的变化量,当该变化量达到一预设值时即满足该预设条件时,判定所述井盖101处于移动状态;例如,角度传感器侦测到井盖101相对原始位置转动角度20度,处理器比较20度大于预设角度3度,即认为所述井盖101翘起,该翘起可能是因为搬动或震动所引发;同理,在通过此方式确定井盖101处于移动状态,就可以避免井盖101被移走,进而避免井盖101被偷或电缆104被偷的问题。
优选的,所述处理器在判定井盖101移动时,生成对应的警报信号,发送到一设于井盖101的警报器,以进行报警;所述警报器可以是扬声器和/或显示装置,可以进行鸣叫、语音报警,和/或发光、电子图案显示报警。
所述破损检测模块,包括导电体,分布设于所述井盖101中,其处于断开状态时表示所述井盖101处于破损状态。于本发明的一实施例中,所述导电体可以是线形态,优选的,可以是适应所述井盖101形状的由一根导线绕成从里到外的多圈的结构;所述破损检测模块还可包括与所述导电体构成回路的电性部件,例如包括电源及电流/电压表,当该回路不通时,判定导电体断开,而所述导电体断开一般是由于井盖101破损导致的,故可利用此方式来侦测井盖101是否破损。
所述无源智能锁,用于锁固所述井盖101于井口,且供与相配对的有源钥匙结合而形成电性连接,以解锁所述井盖101。于本发明的一实施例中,所述无源智能锁和有源钥匙之间可通过触点等电性接口进行电性连接。
采用无源智能锁的好处在于可以不需要电池,可长久使用下去而不必在电池用尽时即必须全部更换井盖101。
于本发明的一实施例中,所述无源智能锁包括:存储器,用于存储开锁条件信息;处理器,连接所述存储器,用于在获得供电时,判断所述有源钥匙的开锁动作是否符合所述开锁条件,从而确定是否解锁;举例来说,所述开锁条件可以是有源钥匙是否获得开锁授权和/或开锁时间是否在预设时间内,例如,所述开锁条件设定为“A、B、C身份信息的钥匙可以开启”,每把有源钥匙中可以设置存储器来存储钥匙的身份信息,当钥匙插入无源智能锁而与其电性接通时,无源智能锁即可读取该有源钥匙中的身份信息,例如身份信息是A,则符合开锁条件,无源智能锁解锁,此时可以搬动井盖101。
需说明的是,所述井盖状态检测单元102的移动检测模块、破损检测模块及遗失检测模块、及无源智能锁等中的部分或全部进行数据处理使用包含处理器、存储器的处理系统可为同一套,从而节省成本,也利于集中控制管理。
所述电子信息标识105,设于所述井盖101,供读取以从中提取预先存储的工作井内电缆104的相关信息,所述相关信息包括:电缆104资产信息和/或电缆104使用信息。
于本发明的一实施例中,所述电子信息标识105包括:RFID标签信息、一维条码、或二维码,巡检人员通过对井盖101上的电子信息标识105进行扫描即可读取其内部的信息,此方式利于巡检作业人员无需下井即可快速获取井下电缆104的信息,避免现有技术中因工作井间接近而难以辨认,或者下井费时费力等问题。
于本发明的一实施例中,所述电缆104资产信息包括:电缆104尺寸、规格、及出厂时间中的任意一种或多种组合;所述使用信息包括:电缆104的电压等级及供电方向中的一种或多种组合;从该些信息中,巡检人员即可明确获得所需巡检的电缆104信息。
所述井下环境侦测单元103有一或多个,设于所述电缆104工作井的井盖内侧,以侦测井下环境数据,并能与外部无线通讯以发送所述井下环境数据;每个环境侦测单元的架构中,包括环境传感器及无线通信器。于本发明的一实施例中,所述环境传感器和无线传感器均电性连接并受控于一处理器,从而实现数据采集及无线发送的控制。
于本发明的一实施例中,所述环境传感器,用于采集所述井下环境数据,其类型包括:温度传感器、水位传感器及气体传感器中的任意一种,可采集井下的温度数据、积水的水位数据、及气体数据(例如沼气浓度等);所述无线通信器,用于向外部发送所述井下环境数据,从而令外部可以知道井下的情况,以利于施工。
所述无线通信器可以是WiFi模块、低功耗窄带无线网络(PLWAN)通信模块、Zigbee模块、Lora模块等,可以直接与用户终端(例如服务器、台式机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑等)无线通信来发送该井下环境数据,也可以通过基站转发该井下环境数据给用户终端;另外,所述井下环境数据的发送可以是定时发送,令用户终端可以实时监测到数据的动态变化。
优选的,采用所述低功耗窄带无线网络(PLWAN)无线通信方式,可实现2km半径区域(无建筑遮挡物)内的传感器的数据通信覆盖,可显著降低在无线公网的流量运行成本开支。
于本发明的一实施例中,所述井下环境侦测单元103包括供电电池,以给该环境传感器、无线通信器等供电,所述供电电池可以是锂电池。
为应对井下恶劣的环境,所述井下环境侦测单元103具备防尘防水的结构设计。
于本发明的一实施例中,所述井盖101包括叠合的外盖及内盖,外盖可以是水泥制作,叠盖于该内盖上;所述移动检测模块、无源智能锁及电子信息标识105中的一或多个设于所述内盖,从而通过令该井盖101中的电子部件位于内盖,而受到外盖的保护,避免受损。
综上所述,本发明一种基于物联网的电缆工作井智能监管系统,所述电缆工作井包括位于地面的井口,所述系统包括:井盖,设于所述井口;所述井盖包括:井盖状态侦测单元,用于检测井盖的不良状态,所述井盖的不良状态包括移动及破损;无源智能锁,用于锁固所述井盖于井口,且供与相配对的有源钥匙结合而形成电性连接,以解锁所述井盖;一或多个井下环境侦测单元,设于所述电缆工作井的井盖内侧,以侦测井下环境数据,并能与外部无线通讯以发送所述井下环境数据;电子信息标识,设于所述井盖,供读取以从中提取预先存储的工作井内电缆的相关信息,所述相关信息包括:电缆资产信息和/或电缆使用信息;本发明的系统中的井盖可区分不同的不良状态,以供采取对应措施,且可通过无线通信来传送井下数据,同时亦能通过读取电子信息标识即可获悉电缆信息,便于巡检。
本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种基于物联网的电缆工作井智能监管系统,其特征在于,所述电缆工作井包括位于地面的井口,所述系统包括:
井盖,设于所述井口;所述井盖包括:井盖状态侦测单元,用于检测井盖的不良状态,所述井盖的不良状态包括移动及破损;无源锁,用于锁固所述井盖于井口,且供与相配对的有源钥匙结合而形成电性连接,以解锁所述井盖;
一或多个井下环境侦测单元,设于所述电缆工作井的井盖内侧,以侦测井下环境数据,并能与外部无线通讯以发送所述井下环境数据;
电子信息标识,设于所述井盖,供读取以从中提取预先存储的工作井内电缆的相关信息,所述相关信息包括:电缆资产信息和/或电缆使用信息。
2.根据权利要求1所述的电缆工作井智能监管系统,其特征在于,所述井盖状态侦测单元包括:
移动检测模块,其包括:角度传感器,设于所述井盖,用于采集所述井盖的转动角度信息;处理器,连接所述角度传感器,用于在所述转动角度信息满足预设条件时判定所述井盖处于移动状态。
3.根据权利要求1所述的电缆工作井智能监管系统,其特征在于,所述井盖状态侦测单元包括:
破损检测模块,其包括:导电体,分布设于所述井盖中,其处于断开状态时表示所述井盖处于破损状态。
4.根据权利要求1所述的电缆工作井智能监管系统,其特征在于,所述无源智能锁包括:存储器,用于存储开锁条件信息;处理器,连接所述存储器,用于在获得供电时,判断所述有源钥匙的开锁动作是否符合所述开锁条件,从而确定是否解锁。
5.根据权利要求4所述的电缆工作井智能监管系统,其特征在于,所述开锁条件信息包括:有源钥匙是否获得开锁授权和/或开锁时间是否在预设时间内。
6.根据权利要求1所述的电缆工作井智能监管系统,其特征在于,所述井下环境侦测单元包括:环境传感器及无线通信器;所述环境传感器,用于采集所述井下环境数据;所述无线通信器,用于向外部发送所述井下环境数据;所述环境传感器的类型包括:温度传感器、水位传感器及气体传感器中的任意一种。
7.根据权利要求6所述的电缆工作井智能监管系统,其特征在于,所述井下环境侦测单元包括供电电池。
8.根据权利要求1所述的电缆工作井智能监管系统,其特征在于,所述电缆资产信息包括:电缆型号、规格、运行数据及出厂时间中的任意一种或多种组合。
9.根据权利要求1所述的电缆工作井智能监管系统,其特征在于,所述使用信息包括:电缆的电压等级及供电方向中的一种或多种组合。
10.根据权利要求1所述的电缆工作井智能监管系统,其特征在于,所述电子信息标识包括:RFID标签信息、一维条码、或二维码。
11.根据权利要求2所述的电缆工作井智能监管系统,其特征在于,所述井盖包括叠合的外盖及内盖,所述移动检测模块、无源智能锁、井下环境侦测单元及电子信息标识中的一或多个设于所述内盖上。
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