CN107588799A - 一种建筑电气设备在线监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑电气设备在线监控系统,包括数据采集模块、巡检机器人模块、危险动作识别模块、中央处理器、预测分析模块、专家评估模块、电动断路器、身份数据识别模块和人机交互模块。本发明能够实现电力设施的远程全方位的监控,以及电力设施周围环境的调控,实现了监测数据的储存,同时自带传感器工作状态监测功能,并可以在紧急情况时实现远程断电。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备监控领域,具体涉及一种建筑电气设备在线监控系统。
背景技术
现有的建筑电气设备(端子箱、机构箱、箱变、环网柜等)由其本身结构,加上密封不严、密封条老化、封堵不规范等因素,很容易使得设备内部受潮、结露、箱体锈蚀等,易造成保护误发信号,电源短路、接地等问题,给电线路安全供电造成很多隐患,也给变电站运行人员带来诸多不便。
申请号为201410170117.4,申请公布号为CN103941784A的中国发明专利公开了开一种配电站环境监控集系统,该采集系统包含:传感器,其设置于配电站中实时采集配电站环境信息并上传;监控测控装置,其电路连接传感器的输出端,接收传感器采集的配电站环境信息;通讯模块,其双向电路连接监控测控装置,将采集到得的配电站环境信息向外通讯输出。该发明设有温湿度采集器、水浸传感器和点型感烟器可分别探测配电站的温湿度、是否进水和火灾情况,如发生异常则实时告警并向外上传相应信息,全方位的对配电站环境进行监测,保证电网安全和供电可靠性。
申请号为201410857240.3,申请公布号为CN 104597816 A的中国发明专利公开了一种智能环境监控系统,其包括:单片机;温度传感器,其将感应到的温度值发送给单片机;湿度传感器,其将感应到的湿度值发送给单片机;烟感传感器,其将感应到的烟感值发送给单片机;水浸传感器,其将感应到的水浸值发送给单片机;震动传感器,其将感应到的震动值发送给单片机;气压传感器,其将感应到的气压值发送给单片机;颗粒度传感器,其将感应到的颗粒度值发送给单片机;预警装置,其与单片机配合连接;外部数据存储模块,其与单片机连接。该发明实现了除了中心节点通信之外,各节点之间也可以进行通信,在通信失效的情况下启动智能自处理机制,而且也采用了无线通信的方式,稳定性非常强。
但是,现有电力行业的监控系统并没有融入大数据技术,没有查询、存储功能,不能给用户实时查询以及历史数据的分析。另外,现有监控系统的监控参数单一,不能满足对电气设备全方位的监控,且在传感器发生故障的时候无法及时发现,从而使得整个系统存在很大的漏洞;所有采集到的数据都是实时数据,需要人为进行评估分析,也无法实现数据发展情况的预测分析。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种建筑电气设备在线监控系统,能够实现电力设施的远程全方位的监控,以及电力设施周围环境的调控,实现了监测数据的储存,同时自带传感器工作状态监测功能,并可以在紧急情况时实现远程断电。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种建筑电气设备在线监控系统,包括
数据采集模块,每个采集模块内均设有RFID身份识别芯片,用于电气设备基本情况数据的采集,并将采集到的数据通过数据传输模块发送到中央处理器;
巡检机器人模块,每个巡检机器人内均设有RFID身份识别芯片,用于进行电子设备周围环境视频数据的采集,并将采集到的数据通过数据传输模块发送到中央处理器和危险动作识别模块;
危险动作识别模块,用于通过kinect深度传感器进行图片中骨骼信息的获取,并消除所获得骨骼信息的抖动和噪声干扰,计算所有骨骼对应的角度旋转移动S03矩阵信息,并将所获取的角度旋转移动S03矩阵信息与危险动作数据库内的S03矩阵信息进行比较,并将相似度最高的控制命令输出至中央处理器,并发送到人机交互模块进行显示;
中央处理器,用于接收数据采集模块和巡检机器人发送的数据,并将这些数据用其对应的身份信息进行标记后发送到数据库进行储存,将完成标记的数据发送到预测分析模块和专家评估模块;还用于根据接收到的数据采集模块和巡检机器人模块发送的数据进行加热设备、制冷设备、粉尘清理设备、通风设备、报警模块、巡检机器人以及电动断路器的相应控制命令的输出;
预测分析模块,采用统计回归和数据驱动方法建立短期预测单元,利用采集到的相关电气设备基本情况数据生成短期电子设备安全情况预报信息,发送到对应的数据库进行储存,并发送到人机交互模块进行显示;
专家评估模块,用于储存各类典型的电气设备基本情况数据及其所可能带来的安全隐患模型,用于将接收到的数据与所存储的数据进行类似度对比,并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后,发送给人机交互模块进行显示;
电动断路器,用于根据中央处理器的控制命令实现电力设备的远程断开和启动。
优选地,所述报警模块包括
语音报警模块,用于根据中央处理器发送的控制命令发出语音报警;
短信编辑发送模块,用于根据中央处理器发送的控制命令发送预警短信至指定的移动终端;发送的短信至少包括电子设备型号、所在位置以及目前数据采集模块所检测到的数据。
优选地,所述数据采集模块至少包括:
辐射传感器,用于检测待监测电力设备的发热以及放电情况;
湿度传感器,用于检测待监测电力设备周围空气的湿度情况;
电压采集模块,用于检测待监测电力设备的输入电压和输出电压数据;
声与振动传感模块,用于进行待监测电力设备机械结构系统及间隙放电的故障情况;
表面电位变化或感应电流的检测模块,用于进行待监测电力设备内部绝缘的完好程度数据;
磁光效应检测模块,用于待监测电力设备电流以及周围磁场的数据的采集;
光弹性效应监测模块,用于待监测电力设备变形以及周围环境压力的数据的采集。
优选地,还包括架设在电力设备周围的加热设备、制冷设备、粉尘清理设备和通风设备,加热设备、制冷设备、粉尘清理设备和通风设备通过无线与中央控制器相连。
优选地,还包括一身份数据识别模块,用于通过对所采集到的数据内的RFID身份数据的识别完成各数据采集传感器工作状态的判断,若未识别到某一数据采集传感器的身份数据,则发送该数据采集传感器的代码到指定的移动终端,提醒及时进行维修更换。
优选地,还包括一人机交互模块,安装在监控中线,由高性能服务器及其显示终端组成,用于对数据预处理中间过程、预测分析的结果进行图像化展示;同时用于实现数据采集模块采集到的数据、监测信息图形化、预测结果、巡检机器人状态、巡检机器人采集到数据的多画面同步展示。
优选地,所述数据传输模块包括GPRS网络、有线通信网络、远程无线网络、超远程无线网络和电台通信中的至少一种,无线传输终端运用GPRS或3G技术将数据传出,采集的信息通过无线通信方式进行通信传输,并组成电子设备无线传感器监测分布式网络,通过协议协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,再将采集来的数据信息,通过优化后经无线通讯传输到监控中心。
本发明具有以下有益效果:
通过数据采集模块以及巡检机器人实现了电力设施的远程全方位的监控,同时通过预设的环境调整设备实现了电力设施周围环境的调控;所有的监测数据均自带身份信息,一方面方便了数据的分类储存和调用,另一方面提高可整个系统的评估精确度;同时系统自带传感器工作状态监测功能,可以及时发现发生故障的传感器,进一步提高了整个系统的安全性;系统自带数据分析以及电力设备未来情况发展预测功能,可以在故障发生前及时发现异常,从而降低了电路设备的故障率,延长了电力设备的使用寿命;同时在发生紧急情况时。可通过监控中心实现远程断电。
附图说明
图1本发明实施例一种建筑电气设备在线监控系统的系统框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明实施例提供了一种建筑电气设备在线监控系统,包括
数据采集模块,每个采集模块内均设有RFID身份识别芯片,用于电气设备基本情况数据的采集,并将采集到的数据通过数据传输模块发送到中央处理器;至少包括:
辐射传感器,用于检测待监测电力设备的发热以及放电情况;
湿度传感器,用于检测待监测电力设备周围空气的湿度情况;
电压采集模块,用于检测待监测电力设备的输入电压和输出电压数据;
声与振动传感模块,用于进行待监测电力设备机械结构系统及间隙放电的故障情况;
表面电位变化或感应电流的检测模块,用于进行待监测电力设备内部绝缘的完好程度数据;
磁光效应检测模块,用于待监测电力设备电流以及周围磁场的数据的采集;
光弹性效应监测模块,用于待监测电力设备变形以及周围环境压力的数据的采集。
巡检机器人模块,每个巡检机器人内均设有RFID身份识别芯片,用于进行电子设备周围环境视频数据的采集,并将采集到的数据通过数据传输模块发送到中央处理器和危险动作识别模块;
危险动作识别模块,用于通过kinect深度传感器进行图片中骨骼信息的获取,并消除所获得骨骼信息的抖动和噪声干扰,计算所有骨骼对应的角度旋转移动S03矩阵信息,并将所获取的角度旋转移动S03矩阵信息与危险动作数据库内的S03矩阵信息进行比较,并将相似度最高的控制命令输出至中央处理器,并发送到人机交互模块进行显示;
中央处理器,用于接收数据采集模块和巡检机器人发送的数据,并将这些数据用其对应的身份信息进行标记后发送到数据库进行储存,将完成标记的数据发送到预测分析模块和专家评估模块;还用于根据接收到的数据采集模块和巡检机器人模块发送的数据进行加热设备、制冷设备、粉尘清理设备、通风设备、报警模块、巡检机器人以及电动断路器的相应控制命令的输出;
预测分析模块,采用统计回归和数据驱动方法建立短期预测单元,利用采集到的相关电气设备基本情况数据生成短期电子设备安全情况预报信息,发送到对应的数据库进行储存,并发送到人机交互模块进行显示;
专家评估模块,用于储存各类典型的电气设备基本情况数据及其所可能带来的安全隐患模型,用于将接收到的数据与所存储的数据进行类似度对比,并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后,发送给人机交互模块进行显示;
电动断路器,用于根据中央处理器的控制命令实现电力设备的远程断开和启动;
身份数据识别模块,用于通过对所采集到的数据内的RFID身份数据的识别完成各数据采集传感器工作状态的判断,若未识别到某一数据采集传感器的身份数据,则发送该数据采集传感器的代码到指定的移动终端,提醒及时进行维修更换;同时也可以实现巡检机器人工作状态的确认。
人机交互模块,安装在监控中线,由高性能服务器及其显示终端组成,用于对数据预处理中间过程、预测分析的结果进行图像化展示;同时用于实现数据采集模块采集到的数据、监测信息图形化、预测结果、巡检机器人状态、巡检机器人采集到数据的多画面同步展示。
架设在电力设备周围的加热设备、制冷设备、粉尘清理设备和通风设备,加热设备、制冷设备、粉尘清理设备和通风设备通过无线与中央控制器相连。
所述报警模块包括
语音报警模块,用于根据中央处理器发送的控制命令发出语音报警;
短信编辑发送模块,用于根据中央处理器发送的控制命令发送预警短信至指定的移动终端;发送的短信至少包括电子设备型号、所在位置以及目前数据采集模块所检测到的数据。
所述数据传输模块包括GPRS网络、有线通信网络、远程无线网络、超远程无线网络和电台通信中的至少一种,无线传输终端运用GPRS或3G技术将数据传出,采集的信息通过无线通信方式进行通信传输,并组成电子设备无线传感器监测分布式网络,通过协议协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,再将采集来的数据信息,通过优化后经无线通讯传输到监控中心。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种建筑电气设备在线监控系统,其特征在于,包括
数据采集模块,每个采集模块内均设有RFID身份识别芯片,用于电气设备基本情况数据的采集,并将采集到的数据通过数据传输模块发送到中央处理器;
巡检机器人模块,每个巡检机器人内均设有RFID身份识别芯片,用于进行电子设备周围环境视频数据的采集,并将采集到的数据通过数据传输模块发送到中央处理器和危险动作识别模块;
危险动作识别模块,用于通过kinect深度传感器进行图片中骨骼信息的获取,并消除所获得骨骼信息的抖动和噪声干扰,计算所有骨骼对应的角度旋转移动S03矩阵信息,并将所获取的角度旋转移动S03矩阵信息与危险动作数据库内的S03矩阵信息进行比较,并将相似度最高的控制命令输出至中央处理器,并发送到人机交互模块进行显示;
中央处理器,用于接收数据采集模块和巡检机器人发送的数据,并将这些数据用其对应的身份信息进行标记后发送到数据库进行储存,将完成标记的数据发送到预测分析模块和专家评估模块;还用于根据接收到的数据采集模块和巡检机器人模块发送的数据进行加热设备、制冷设备、粉尘清理设备、通风设备、报警模块、巡检机器人以及电动断路器的相应控制命令的输出;
预测分析模块,采用统计回归和数据驱动方法建立短期预测单元,利用采集到的相关电气设备基本情况数据生成短期电子设备安全情况预报信息,发送到对应的数据库进行储存,并发送到人机交互模块进行显示;
专家评估模块,用于储存各类典型的电气设备基本情况数据及其所可能带来的安全隐患模型,用于将接收到的数据与所存储的数据进行类似度对比,并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后,发送给人机交互模块进行显示;
电动断路器,用于根据中央处理器的控制命令实现电力设备的远程断开和启动。
2.根据权利要求1所述的一种建筑电气设备在线监控系统,其特征在于,所述报警模块包括
语音报警模块,用于根据中央处理器发送的控制命令发出语音报警;
短信编辑发送模块,用于根据中央处理器发送的控制命令发送预警短信至指定的移动终端;发送的短信至少包括电子设备型号、所在位置以及目前数据采集模块所检测到的数据。
3.根据权利要求1所述的一种建筑电气设备在线监控系统,其特征在于,所述数据采集模块至少包括:
辐射传感器,用于检测待监测电力设备的发热以及放电情况;
湿度传感器,用于检测待监测电力设备周围空气的湿度情况;
电压采集模块,用于检测待监测电力设备的输入电压和输出电压数据;
声与振动传感模块,用于进行待监测电力设备机械结构系统及间隙放电的故障情况;
表面电位变化或感应电流的检测模块,用于进行待监测电力设备内部绝缘的完好程度数据;
磁光效应检测模块,用于待监测电力设备电流以及周围磁场的数据的采集;
光弹性效应监测模块,用于待监测电力设备变形以及周围环境压力的数据的采集。
4.根据权利要求1所述的一种建筑电气设备在线监控系统,其特征在于,还包括架设在电力设备周围的加热设备、制冷设备、粉尘清理设备和通风设备,加热设备、制冷设备、粉尘清理设备和通风设备通过无线与中央控制器相连。
5.根据权利要求1所述的一种建筑电气设备在线监控系统,其特征在于,还包括一身份数据识别模块,用于通过对所采集到的数据内的RFID身份数据的识别完成各数据采集传感器工作状态的判断,若未识别到某一数据采集传感器的身份数据,则发送该数据采集传感器的代码到指定的移动终端,提醒及时进行维修更换。
6.根据权利要求1所述的一种建筑电气设备在线监控系统,其特征在于,还包括一人机交互模块,安装在监控中线,由高性能服务器及其显示终端组成,用于对数据预处理中间过程、预测分析的结果进行图像化展示;同时用于实现数据采集模块采集到的数据、监测信息图形化、预测结果、巡检机器人状态、巡检机器人采集到数据的多画面同步展示。
7.根据权利要求1所述的一种建筑电气设备在线监控系统,其特征在于,所述数据传输模块包括GPRS网络、有线通信网络、远程无线网络、超远程无线网络和电台通信中的至少一种,无线传输终端运用GPRS或3G技术将数据传出,采集的信息通过无线通信方式进行通信传输,并组成电子设备无线传感器监测分布式网络,通过协议协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,再将采集来的数据信息,通过优化后经无线通讯传输到监控中心。
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