CN108198377B - 基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控系统及方法 - Google Patents

基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及智能监控领域,公开了一种基于NB‑IoT无线通信技术的动力环境监控系统及方法,以改善系统性能。本发明系统包括:以NB‑IoT无线连接的监控终端与监控终端管理系统;与监控终端管理系统建立数据连接的至少一个动环监控平台,各动环监控平台与符合权限的至少一个信息录入终端建立数据连接;信息录入终端,用于采集各监控终端的信息,并与动环监控平台交互,且交互包括获取监控终端的ID信息并与动环监控平台一起创建监控终端的归属关系,归属关系包括:各监控终端的ID信息与站点及动环监控平台之间的匹配关系;动环监控平台用于以站点为单位监控相关的各监控终端;监控终端管理系统用于管理各监控终端的在线更新。

Description

基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控系统及方法
技术领域
本发明涉及智能监控领域,尤其涉及一种基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控系统及方法。
背景技术
动力环境监控系统有大有小,大的系统有数以万计的信号采集点,比如运营商基站的动力环境监控,全国的基站数量以百万计,每个基站又包含多种监控信息,所有的监控点数据都会上传到一个成为“运维管理平台”或者“监控中心”的平台上;小的系统可能就是一个独立的小机房,如小企业的独立小机房,只需要一台监控主机外加几个传感器即可构成一个监控系统。
对于大的动力环境监控系统,ZigBee无线通信组网必须要使用“网关”,也就是说,使用ZigBee网络的底层传感器,必须要通过ZigBee网关,才能将信号上传到平台上。即便是机房只需要1个传感器,比如温湿度传感器,也需要使用网关才能将数据通过公网或者内网传输到平台去。而且,ZigBee无线网络工作在公用频段,从理论和实践上来说此频段的无线信号非常多,在这个频段上工作的工业设备其通信不是非常可靠的。
另一方面,在现有的动力环境监控系统中,设备的安装和配置,对工程人员的工作能力要求高,布线复杂且相应的工程实施费用高。
发明内容
本发明目的在于公开一种基于NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,基于蜂窝的窄带物联网)无线通信技术的动力环境监控系统及方法,以改善现有动力环境监控系统的诸多不足。
为实现上述目的,本发明公开一种基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控系统,包括:
以NB-IoT无线连接的监控终端与监控终端管理系统;
与所述监控终端管理系统建立数据连接的至少一个动环监控平台,各所述动环监控平台与符合权限的至少一个信息录入终端建立数据连接;
所述信息录入终端,用于采集各所述监控终端的信息,并与所述动环监控平台交互,且所述交互包括获取监控终端的ID信息并与所述动环监控平台一起创建所述监控终端的归属关系,所述归属关系包括:各所述监控终端的ID信息与站点及动环监控平台之间的匹配关系;
所述动环监控平台,用于以站点为单位监控相关的各所述监控终端;
所述监控终端管理系统,用于管理各所述监控终端的在线更新。
为实现上述目的,本发明还公开一种基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控方法,包括以下步骤:
步骤S1、构建网络拓扑关系,所构建的网络拓扑关系包括:
至少两个监控终端以NB-IoT无线连接监控终端管理系统;与所述监控终端管理系统建立数据连接的至少一个动环监控平台,各所述动环监控平台与符合权限的至少一个信息录入终端建立数据连接;
所述信息录入终端,用于采集各所述监控终端的信息,并与所述动环监控平台交互,且所述交互包括获取监控终端的ID信息并与所述动环监控平台一起创建所述监控终端的归属关系,所述归属关系包括:各所述监控终端的ID信息与站点及动环监控平台之间的匹配关系;
所述动环监控平台,用于以站点为单位监控相关的各所述监控终端;
所述监控终端管理系统,用于管理各所述监控终端的在线更新;
步骤S2、基于所述网络拓扑关系进行动力环境监控。
本发明中,可选的,上述监控终端管理系统对应有至少两个以上所述动环监控平台,各所述动环监控平台还用于:将各所述监控终端的归属关系发送给所述监控终端管理系统,以供所述监控终端管理系统对接入的各所述监控终端集中进行分流、配置更新管理,且在与各所述监控终端建立数据连接之后,将站点内各所述监控终端的状态实时反馈给相应的移动终端,所述状态包括对站点安装流程进行跟踪的状态,并在安装过程中,根据所述移动终端与所述站点之间的实时位置关系进行授权;其中,所述信息录入终端为安装有与所述动环监控平台交互的APP的移动终端。
又或者,当上述监控终端管理系统仅对应一个所述动环监控平台时,将所述监控终端管理系统与所述动环监控平台的数据处理功能集成于一台物理服务器中,且所述物理服务器以监控终端的集成商为授权对象;其中,所述信息录入终端为安装有与所述物理服务器交互的APP的移动终端,或者是各所述集成商专用的第三方通信终端;进一步的,所述信息录入终端还用于以套装的形式录入各所述监控终端的信息。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明的实施对安装人员的要求低,只需要了解设备基础安装知识即可,现场人员只需要完成扫描设备二维码、安装设备等操作;布线工作可以最大限度免除,配置数据的工作可依托平台和监控中心值班人员来完成,装站时间短、效率高。
2、监控终端与动环监控平台之间可形成二级监控系统,有数据不需要通过网关上传动环监控平台,使得站点的监控点配置非常灵活。例如,即便是只需要部署一个监控点,用单个监控设备即可实现。
3、基于运营商提供的NB-IoT数据网络进行数据传输,无线干扰和入侵的问题,相比于公用频段无线技术的要可靠,提高了系统数据网络可靠性。
下面对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
本实施例公开一种基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控系统,包括:
以NB-IoT无线连接的监控终端与监控终端管理系统;
与所述监控终端管理系统建立数据连接的至少一个动环监控平台,各所述动环监控平台与符合权限的至少一个移动终端建立移动数据连接;
所述移动终端,用于在各所述监控终端的安装过程中采集各所述监控终端的信息,并以所安装的APP与所述动环监控平台交互,且所述交互包括获取监控终端的ID信息并与所述动环监控平台一起创建所述监控终端的归属关系,所述归属关系包括:各所述监控终端的ID信息与站点及动环监控平台之间的匹配关系;
所述动环监控平台,用于以站点为单位监控相关的各所述监控终端,并将各所述监控终端的归属关系发送给所述监控终端管理系统,以供所述监控终端管理系统对接入的各所述监控终端集中进行分流、配置更新管理,且在与各所述监控终端建立数据连接之后,将站点内各所述监控终端的状态实时反馈给相应的所述移动终端,所述状态包括对站点安装流程进行跟踪的状态,并在安装过程中,根据所述移动终端与所述站点之间的实时位置关系进行授权。
本实施例中,优选地,当上述监控终端管理系统仅对应一个动环监控平台时,将两者的数据处理功能集成于一台物理服务器中。可选地,各所述监控终端为包括但不限于增设有NB-IoT无线模块的以下类别中的任意一种或任意组合:
温湿度传感器,用来检测空气温度和相对湿度的传感器。
烟雾报警器,用来探测是否有烟雾产生的一种传感器。
漏水报警器,用来探测是否出现漏水的一种传感器。
门磁开关,通过磁场感应的方式,来探测门是否打开或者关闭的一种传感器。
振动传感器,能够感应出异常振动,来判断设备是否处于搬运、拆卸状态的一种传感器。
红外探测器,全称被动红外人体探测器,靠被动接收、探测来自环境的红外辐射来感应进入探测范围的人体,并发出告警信号;目前还有一部分红外探测器,还会使用微波探测技术来做补充,或称为双技术报警探测器。
智能电表,一般除具备传统电能表基本用电量的计量功能外,还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能。
蓄电池监控单元,一种针对电源系统的蓄电池组进行实时在线检测与管理的装置,一般通过测量蓄电池单体或蓄电池组的电压、电流、内阻等参数,来判断蓄电池的工作状态。
智能门锁,在传统机械锁的基础上,增加无线通信功能,在管理性方面更符合监控运维公司需求的锁具,是门禁系统中开门、锁门的执行部。
模拟量转换模块,一般用于将0~5V电压或者4~20mA电流模拟量信号转换为数字量。
干接点转换模块,用于将干接点数字信号转换为数字量,并通过NB-IoT无线网络发送到监控中心的终端模块。
串口转换模块,用于将RS-485接口等串口转为NB-IoT无线网络接口的终端模块。以及
使用触发抓图方式的监控摄像头,由于NB-IoT的带宽很小,是属于小数据量的无线通信技术;使用触发抓图方式以降低数据的传输量等。
本实施例中,优选地,所述动环监控平台还用于设置各所述监控终端的告警触发及解除条件;以及对各站点的安装流程进行跟踪并经APP实时反馈给安装人员。
下面结合一个实例来详细阐述上述系统的工作原理和方法:
运维公司Y负责维护S市所有的无线通信基站,运营有动环监控平台,其IP地址为IPY;同时运营有运维APP,其后端服务器即为上述地址为IPY的动环监控平台;平台下有一个账户AZQ,被授予安装维护Q区所有基站的权限,但是不具有删除站点的权限。设备供应商G公司为本发明实施者,供应全套监控终端设备,同时开发并运营着一套监控终端管理系统,其IP地址为IPG,备用IP地址为IPG2,供应的所有监控终端设备内置了IPG和IPG2两个地址以连接到监控终端管理系统上去;Y公司的动环监控平台和APP都由G公司开发和维护。
运维公司Y有2个新站需要纳入监控,位于Q区,名称分别为滨江路1站、滨江路2站。滨江路1站规划有如下数据需要纳入监控范围:市电三相供电,烟雾告警,室内水浸告警,室外门旁水浸告警,非法闯入告警,基站室内温湿度,空调外机防盗告警,2套直流蓄电池监控,门禁,通信直流电源监控(RS-232接口),站内视频图像监控;滨江路2站规划有如下数据需要纳入监控范围:单相市电供电,烟雾告警,室内水浸告警,非法闯入告警,基站室内温湿度,空调外机防盗告警,2套直流蓄电池监控,门禁,通信直流电源监控(RS-485接口)。另有1个维护站,位于P区,名称为广场站,维护内容为查看温湿度传感器为何没有上传数据,在监控中心查询到温湿度传感器离线,且在离线前未发出电池电量不足的告警,可能温湿度传感器损坏,或者电池受损,需要更换设备。
为满足以上需求,每个站点领取如下监控终端设备:
滨江路1站:三相智能电表1个、烟雾传感器1个、漏水传感器2个、红外报警器1个,温湿度传感器1个,振动传感器1个,蓄电池监控传感器2个,智能门锁1个,门磁传感器1个,RS-232串口转换器1个,监控摄像头(支持有线和运营商无线数据网络传输)1个。
滨江路2站:单相智能电表1个、烟雾传感器1个、漏水传感器1个、红外报警器1个,温湿度传感器1个,振动传感器1个,蓄电池监控传感器2个,智能门锁1个,门磁传感器1个,RS-485串口转换器1个。
广场站:温湿度传感器1个。
安装人员按上述类型和数量领取监控终端设备,并计划一小时内装两个站,为此提前将两个站的监控终端设备数据配置工作做好,配置安装步骤及整个系统的交互过程如下:
1.安装员使用AZQ账号登录APP,新建名为“滨江路1站”的监控站点并进入站点页面,设置好站点隶属关系、地理位置、安装维护人员联系方式等相关信息。
2.进入滨江路1站的新增监控点页面,扫描分配给滨江路1站的三相智能电表外包装上的二维码。
3.APP识别出其二维码为IDSM3P1001,将其上报到地址为IPY的动环监控平台,平台判断其为智能电表后下发相应的配置数据项列表到APP,另外将此ID通报给地址为IPG的监控终端管理系统。监控终端管理系统记录下ID号为IDSM3P1001的设备动环监控平台接入地址是IPY、录入时间等相关信息。
4.安装员在APP上根据实际情况编辑好弹出的配置数据项,然后上传平台进行保存。
5.对于烟雾传感器(编码为IDSMD1001)、漏水传感器(编码为IDWLD1001)、红外报警器(编码为IDPIRS1001),温湿度传感器(编码为IDTHS1001),振动传感器(编码为IDVBS1001),蓄电池监控传感器(编码为IDBIU1001),智能门锁(编码为IDSMLK1001),门磁传感器(编码为IDDMS1001),串口转换器(编码为ID232SP1001),监控摄像头(编码为IDSCAM1001),重复步骤2~4。由于所有的监控终端都是没有上电、没有联网的,因此在平台和APP上本站的监控终端全部显示“未注册”。至此,完成滨江路1站的设备配置。
6.对于“滨江路2站”,重复步骤1~5,但其属监控终端设备编码不同,分别为:单相智能电表IDSM1P1001、烟雾传感器IDSMD1002、漏水传感器IDWLD1003和IDWLD1004、红外报警器IDPIRS1002、温湿度传感器IDTHS1002、振动传感器IDVBS1002、蓄电池监控传感器IDBIU1003和IDBIU1004、智能门锁IDSMLK1002、门磁传感器IDDMS1002、串口转换器ID485SP1001,同样这批监控终端也显示“未注册”。
安装员携带上述监控终端,先到达滨江路1站,将隶属本站的所有监控终端设备安装好,设备得电后会自动运行,做相应的数据交互操作。
(1)智能电表得电后通过NB-IoT网络连接上IP地址为IPG监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为IDSM3P1001和SM3PV1.0。监控终端管理系统中存有智能电表最新固件版本为SM3PV1.1,判断应对IDSM3P1001号设备进行升级,执行升级流程。自动重启后,再次连接上IP地址为IPG的监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为IDSM3P1001和SM3PV1.1,监控终端管理系统将IPY作为动环监控平台的接入地址下发。之后设备连接到IP地址为IPY的监控中心,上报ID号IDSM3P1001和版本号SM3PV1.1,监控中心判断其类型为智能电表,在数据库中找出AZQ安装员所编辑上传的配置数据项,并将其同步到IDSM3P1001设备上,完成后设备即按照配置数据项所设定的规则运行,定时向监控中心服务器上报数据。监控中心服务器收到有效数据后,IDSM3P1001这个设备的页面上会显示“设备在线”,数据页面上会展示出此设备上传或与之相关的部分数据。
(2)烟雾传感器得电后通过NB-IoT网络连接上IP地址为IPG监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为IDSMD1001和SMDV1.0。监控终端管理系统中存有烟感最新固件版本为SMDV1.0,判断不需要对其升级,并将IPY作为动环监控平台的接入地址下发。之后设备连接到IPY的监控中心,上报ID号IDSMD1001和版本号SMDV1.0,监控中心判断其类型为烟雾传感器,在数据库中找出AZQ安装员所编辑上传的配置数据项,并将其同步到IDSMD1001设备上,完成后设备即按照配置数据项所设定的规则运行,定时向监控中心服务器上报数据。监控中心服务器收到有效数据后,IDSMD1001这个设备的页面上会显示“设备在线”,数据页面上会展示烟雾传感器所探测到的状态“正常”、后备电池电量“充足”。
(3)漏水传感器得电后通过NB-IoT网络连接上IP地址为IPG监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为IDWLD1001和WLDV1.0。监控终端管理系统中存有烟感最新固件版本为WLDV1.0,判断不需要对其升级,并将IPY作为动环监控平台的接入地址下发。之后设备连接到IPY的监控中心,上报ID号IDWLD1001和版本号WLDV1.0,监控中心判断其类型为漏水传感器,在数据库中找出AZQ安装员所编辑上传的配置数据项,并将其同步到IDWLD1001设备上,完成后设备即按照配置数据项所设定的规则运行,定时向监控中心服务器上报数据。监控中心服务器收到有效数据后,IDWLD1001这个设备的页面上会显示“设备在线”,数据页面上会展示烟雾传感器所探测到的状态“正常”、后备电池电量“充足”。另外一个漏水传感器其ID号为IDWLD1002,交互流程是一样的。
(4)红外报警器得电后通过NB-IoT网络连接上IP地址为IPG监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为IDPIRS1001和PIRSV1.0。监控终端管理系统中存有红外报警器最新固件版本为PIRSV1.0,判断不需要对其升级,并将IPY作为发动环监控平台的接入地址下发。之后设备连接到IPY的监控中心,上报ID号IDPIRS1001和版本号PIRSV1.0,监控中心判断其类型为漏水传感器,在数据库中找出AZQ安装员所编辑上传的配置数据项,并将其同步到IDPIRS1001设备上,完成后设备即按照配置数据项所设定的规则运行,定时向监控中心服务器上报数据。监控中心服务器收到有效数据后,IDPIRS1001这个设备的页面上会显示“设备在线”,数据页面上会展示烟雾传感器所探测到的状态“正常”、后备电池电量“充足”。
(5)温湿度传感器得电后通过NB-IoT网络连接上IP地址为IPG监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为IDTHS1001和THSV1.0。监控终端管理系统中存有温湿度传感器最新固件版本为THSV1.0,判断不需要对其升级,并将IPY作为动环监控平台的接入地址下发。之后设备连接到IPY的监控中心,上报ID号IDTHS1001和版本号THSV1.0,监控中心判断其类型为温湿度传感器,在数据库中找出AZQ安装员所编辑上传的配置数据项,并将其同步到IDTHS1001设备上,完成后设备即按照配置数据项所设定的规则运行,定时向监控中心服务器上报数据。监控中心服务器收到有效数据后,IDTHS1001这个设备的页面上会显示“设备在线”,数据页面上会展示烟雾传感器所探测到的状态“正常”、后备电池电量“充足”。
(6)振动传感器得电后通过NB-IoT网络连接上IP地址为IPG监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为IDVBS1001和VBSV1.0。监控终端管理系统中存有振动传感器最新固件版本为VBSV1.0,判断不需要对其升级,并将IPY作为动环监控平台的接入地址下发。之后设备连接到IPY的监控中心,上报ID号IDVBS1001和版本号VBSV1.0,监控中心判断其类型为振动传感器,在数据库中找出AZQ安装员所编辑上传的配置数据项,并将其同步到IDVBS1001设备上,完成后设备即按照配置数据项所设定的规则运行,定时向监控中心服务器上报数据。监控中心服务器收到有效数据后,IDVBS1001这个设备的页面上会显示“设备在线”,数据页面上会展示振动传感器所探测到的状态“正常”、后备电池电量“充足”。
(7)蓄电池监控传感器得电后通过NB-IoT网络连接上IP地址为IPG监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为IDBIU1001和BIUV1.0。监控终端管理系统中存有蓄电池监控传感器最新固件版本为BIUV1.0,判断不需要对其升级,并将IPY作为动环监控平台的接入地址下发。之后设备连接到IPY的监控中心,上报ID号IDBIU1001和版本号BIUV1.0,监控中心判断其类型为蓄电池监控传感器,在数据库中找出AZQ安装员所编辑上传的配置数据项,并将其同步到IDBIU1001设备上,完成后设备即按照配置数据项所设定的规则运行,定时向监控中心服务器上报数据。监控中心服务器收到有效数据后,IDBIU1001这个设备的页面上会显示“设备在线”,数据页面上会展示电池监控传感器所探测到的状态“正常”、电源形式“外接电源”、后备电池电量“充足”。第二个蓄电池监控传感器,其ID号为IDBIU1002,数据交互过程是一样的。
(8)智能门锁得电后通过NB-IoT网络连接上IP地址为IPG监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为IDSMLK1001和SMLKV1.0。监控终端管理系统中存有智能门锁最新固件版本为SMLKV1.0,判断不需要对其升级,并将IPY作为动环监控平台的接入地址下发。之后设备连接到IPY的监控中心,上报ID号IDSMLK1001和版本号SMLKV1.0,监控中心判断其类型为智能门锁,在数据库中找出AZQ安装员所编辑上传的配置数据项,并将其同步到IDSMLK1001设备上,完成后设备即按照配置数据项所设定的规则运行,定时向监控中心服务器上报数据。监控中心服务器收到有效数据后,IDSMLK1001这个设备的页面上会显示“设备在线”,数据页面上会展示智能门锁的状态“开锁”、后备电池电量“充足”。
(9)门磁传感器得电后通过NB-IoT网络连接上IP地址为IPG监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为IDDMS1001和DMSV1.0。监控终端管理系统中存有门磁传感器最新固件版本为MCV1.0,判断不需要对其升级,并将IPY作为监控平台的接入地址下发。之后设备连接到IPY的监控中心,上报ID号IDDMS1001和版本号DMSV1.0,监控中心判断其类型为智能门锁,在数据库中找出AZQ安装员所编辑上传的配置数据项,并将其同步到IDDMS1001设备上,完成后设备即按照配置数据项所设定的规则运行,定时向监控中心服务器上报数据。监控中心服务器收到有效数据后,IDDMS1001这个设备的页面上会显示“设备在线”,数据页面上会展示门磁传感器所探测到的状态“开门”、后备电池电量“充足”。
(10)RS-232串口转换器得电后通过NB-IoT网络连接上IP地址为IPG监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为ID232SP1001和232SPV1.0。监控终端管理系统中存有门磁传感器最新固件版本为232SPV1.0,判断不需要对其升级,并将IPY作为监控平台的接入地址下发。之后设备连接到IPY的监控中心,上报ID号ID232SP1001和版本号232SPV1.0,监控中心判断其类型为智能门锁,在数据库中找出AZQ安装员所编辑上传的配置数据项,并将其同步到ID232SP1001设备上,完成后设备即按照配置数据项所设定的规则运行,定时与监控中心服务器通信。监控中心服务器收到有效数据后,ID232SP1001这个设备的页面上会显示“设备在线”,如果被监控设备的通信协议是已经开发过的,那么数据页面上会展示被解析出来的部分数据。
(11)监控摄像头得电后通过运营商无线通信网络连接上IP地址为IPG监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为IDSCAM1001和SCAMV1.0。监控终端管理系统中存有监控摄像头最新固件版本为SCAMV1.0,判断不需要对其升级,并将IPY作为监控平台的接入地址下发。之后设备连接到IPY的监控中心,上报ID号IDSCAM1001和版本号SCAMV1.0,监控中心判断其类型为监控摄像头,在数据库中找出AZQ安装员所编辑上传的配置数据项,并将其同步到IDSCAM1001设备上,完成后设备即按照配置数据项所设定的规则运行,定时向监控中心服务器上报数据。监控中心服务器收到有效数据后,IDSCAM1001这个设备的页面上会显示“设备在线”,数据页面上会展示监控摄像头的工作状态“移动侦测开启”、供电电源“外接电源”。
现场门处于打开状态,安装员也处于红外报警器的探测范围之内。安装员通过APP查看“滨江路1站”的监控终端设备列表,其状态全部显示“设备在线”;查看该站点的监控告警信号,显示有如下信息:
(1)门状态异常,门磁感应状态:门打开;
(2)人体探测异常,人体感应状态:站内有人。
安装员走出站点,将门关好。门磁传感器侦测到门已经关上,会上报监控中心更新此状态;人体探测器侦测到人员不在探测范围内,会上报监控中心更新此状态。安装员再次查看告警信号列表,显示“状态正常”,无告警信息。
查看“监控站点信息总览”页面,其上各监控终端设备的部分数据如下:
(1)三相智能电表:电源:外接电源,相电压Ua:220V,相电压Ub:220V,相电压Uc:220V,线电压Uab:380V,线电压Ubc:380V,线电压Uca:380V,线电流Ia:1A,线电流Ib:2A,线电流Ic:3A,A相功率Pa:0.22kW,B相功率Pb:0.44kW,C相功率Pc:0.66kW,总功率P:1.32kW,A相无功Qa:0.01kVar,B相无功Qb:0.01kVar,C相无功Qc:0.01kVar,总无功功率Q:0.03kV,频率F:50Hz,电度量W:2kWh。
(2)烟雾传感器:电源:电池,电量:100%,感应状态:正常。
(3)漏水传感器(室内):电源:电池,电量:100%,感应状态:正常。
(4)漏水传感器(室外):电源:电池,电量:100%,感应状态:正常。
(5)红外报警器:电源:电池,电量:100%,感应状态:正常。
(6)温湿度传感器:电源:电池,电量:100%,温度:22℃,湿度:60%。
(7)振动传感器:电源:电池,电量:100%,感应状态:正常。
(8)1组蓄电池监控传感器:电源:外接电源,电量:100%,蓄电池状态:正常。
(9)2组蓄电池监控传感器:电源:外接电源,电量:100%,蓄电池状态:正常。
(10)智能门锁:电源:电池,电量:100%,锁状态:关闭,
(11)门磁传感器:电源:电池,电量:100%,感应状态:门闭合。
(12)串口转换器:电源:外接电源,串口数据发送:1100字节,串口数据接收:5100字节;
(13)监控摄像头:电源:外接电源,网络数据发送:20M字节,网络数据接收:10M;
安装员据此判断,所有数据均有效、正常。
确认好所有数据有效后,执行Y公司的测试流程。按照Y公司测试要求,要对漏水传感器、人体传感器、振动传感器、智能门锁、门磁传感器、串口转换器、监控摄像头这几个监控终端设备进行测试。按操作手册,执行这些测试,并确保满足测试要求。
确认测试成功后,将滨江路1站转为正常工作状态。至此,此站正式处于监控状态。
安装员离开滨江路1站,赶往滨江路2站。将滨江路2站的所属设备,按类似步骤7~10的要求完成安装和测试。
接着去往P区,到达广场站的站址,使用AZP账号登录APP,进入“广场站”的站点页面,点击“远程开门”。APP读取手机的定位信息,将其上报给平台,平台判断此定位信息位于广场站5米范围内,且AZP具有开门权限,即向广场站的智能门锁发开锁指令。
安装员待门锁打开后,进入站内,查看到温湿度传感器掉在地上,且被压坏。安装员在APP的设备报废页面上,填选该温湿度传感器的相关信息并提交。同时,进入广场站的新增监控点页面,扫描分配给广场站的温湿度传感器外包装上的二维码。
APP识别出其二维码为IDTHS1003,将其上报到地址为IPY的动环监控平台,平台判断其为温湿度传感器后下发相应的配置数据项列表到APP,另外将此ID通报给地址为IPG的监控终端管理系统。监控终端管理系统记录下ID号为IDTHS1003的设备动环监控平台接入地址是IPY、录入时间等相关信息。安装员在APP上根据实际情况编辑好弹出的配置数据项,其中监控点名称在老的温湿度传感器名称上加上后缀“-替换”以示区别,然后上传平台进行保存。
温湿度传感器得电后通过NB-IoT网络连接上IP地址为IPG监控终端管理系统,上报其ID和版本号,分别为IDTHS1003和THSV1.0。监控终端管理系统中存有温湿度传感器最新固件版本为THSV1.0,判断不需要对其升级,并将IPY作为动环监控平台的接入地址下发。之后设备连接到IPY的监控中心,上报ID号IDTHS1003和版本号THSV1.0,监控中心判断其类型为温湿度传感器,在数据库中找出AZQ安装员所编辑上传的配置数据项,并将其同步到IDTHS1001设备上,完成后设备即按照配置数据项所设定的规则运行,定时向监控中心服务器上报数据。监控中心服务器收到有效数据后,IDTHS1003这个设备的页面上会显示“设备在线”,数据页面上会展示烟雾传感器所探测到的状态“正常”、后备电池电量“充足”。
在实际工作中,由于系统设计时,简化装站流程、降低对工程技术人员要求是重要的目标,因此设备的可靠性和监控系统灵活性都很高。装站时可以采用简易流程,现举例介绍一下,仍然以滨江路1站为例。
安装员使用AZQ账号登录APP,新建名为“滨江路1站”的监控站点并进入站点页面,设置好站点隶属关系、地理位置、安装维护人员联系方式等相关信息。
进入滨江路1站的新增监控点页面,逐个扫描并配置好分配给滨江路1站的所有智能设备终端,配置时将APP上弹出的配置数据项按默认值上传。平台在下发配置数据项列表前,会自动填写好相应站点名称、监控点名称等信息作为默认值,以节省安装时间。
将所有设备全部安装好并上电,然后通过APP查看“滨江路1站”的监控终端设备列表,所有已安装设备全部显示“设备在线”。进入该站点的“委托审核”功能页面,向监控中心值班人员提交委托审核的申请,即清理工作现场并离开,前往滨江路2站。
监控中心的值班人员收到委托审核的请求,即调取滨江路1站的所有设备及数据,按照实际需求修改相关的配置数据,确认历史告警信息、当前告警信息、当前各监控点数据均无异常即可将站点转为正常工作状态;若存在需要现场核实的情况,通过监控中心向AZQ账号发送信息,通知安装员核查。
对于标准化程度很高的项目,由于站点数量很多,且每个站需要的设备重复性很高,还可以采用更加简易的流程,举例介绍如下。
某一批订单,由G公司发出,共5000个站点,此5000个站点的监控都接入G公司的监控中心(所述监控中心相当于上述监控终端管理系统与动环监控平台的集成体),其IP地址为IPG和IPH。其中4900个站点配置相同,为烟雾传感器1个、漏水传感器1个、温湿度传感器1个,RS-232串口转换器1个。另外100个站点的配置还需要增加单相智能电表1个。
工厂处理订单时,将5000套设备分成A、B两种,即A套装、B套装。A套装含烟雾传感器1个、漏水传感器1个、温湿度传感器1个,RS-232串口转换器1个,共计4900套。B套装含烟雾传感器1个、漏水传感器2个、温湿度传感器1个,RS-232串口转换器1个,单向智能电表1个,共计100套。监控终端总数为20100个,每个监控终端均内置了IPG和IPH两个地址,设备运行即会与这两个地址建立数据连接。出厂时,每个套装的大包装箱上印有箱内所有设备的ID信息,另专印有一个套装ID,此套装ID用于与监控中心的站点ID形成对应关系,套装ID对应了套装内所有监控终端的ID信息。厂内设置有信息录入终端,所有的ID信息全部记录并发送到IPG监控中心,总计有20100个监控终端的ID和5000个套装ID。
G公司将5000套设备发送到各安装员手中,安装员登录监控中心,将手中的套装设备全部分配并标记好安装站点信息,并登录监控中心系统,录入套装ID对应的监控站名等信息;也可以直接使用配发的移动终端,扫描套装ID后在移动终端上填写监控站名等信息。然后将各套装设备带到相应的站点,安装完成,并通知监控中心的值班人员查看数据,确认后即离开。
在此实例中,安装员进站后只需要确保设备正确安装,其他工作任务都由相关人员完成,效率非常高。
综上,本发明施例所公开的基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控系统,其核心包括:
以NB-IoT无线连接的监控终端与监控终端管理系统;
与所述监控终端管理系统建立数据连接的至少一个动环监控平台,各所述动环监控平台与符合权限的至少一个信息录入终端建立数据连接;
所述信息录入终端,用于采集各所述监控终端的信息,并与所述动环监控平台交互,且所述交互包括获取监控终端的ID信息并与所述动环监控平台一起创建所述监控终端的归属关系,所述归属关系包括:各所述监控终端的ID信息与站点及动环监控平台之间的匹配关系;
所述动环监控平台,用于以站点为单位监控相关的各所述监控终端;
所述监控终端管理系统,用于管理各所述监控终端的在线更新。
其中,可选的,上述监控终端管理系统对应有至少两个以上所述动环监控平台,各所述动环监控平台还用于:将各所述监控终端的归属关系发送给所述监控终端管理系统,以供所述监控终端管理系统对接入的各所述监控终端集中进行分流、配置更新管理,且在与各所述监控终端建立数据连接之后,将站点内各所述监控终端的状态实时反馈给相应的移动终端,所述状态包括对站点安装流程进行跟踪的状态,并在安装过程中,根据所述移动终端与所述站点之间的实时位置关系进行授权;其中,所述信息录入终端为安装有与所述动环监控平台交互的APP的移动终端。
又或者,当上述监控终端管理系统仅对应一个所述动环监控平台时,将所述监控终端管理系统与所述动环监控平台的数据处理功能集成于一台物理服务器中,且所述物理服务器以监控终端的集成商为授权对象;其中,所述信息录入终端为安装有与所述物理服务器交互的APP的移动终端,或者是各所述集成商专用的第三方通信终端;进一步的,所述信息录入终端还用于以套装的形式(具体参照上述简易安装流程)录入各所述监控终端的信息;与此同时,该套装的处理方式还适用于上段所述组网系统的信息录入。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明的实施对安装人员的要求低,只需要了解设备基础安装知识即可,现场人员只需要完成扫描设备二维码、安装设备等操作;布线工作可以最大限度免除,配置数据的工作可依托平台和监控中心值班人员来完成,装站时间短、效率高。
2、监控终端与动环监控平台之间可形成二级监控系统,有数据不需要通过网关上传动环监控平台,使得站点的监控点配置非常灵活。例如,即便是只需要部署一个监控点,用单个监控设备即可实现。
3、基于运营商提供的NB-IoT数据网络进行数据传输,无线干扰和入侵的问题,相比于公用频段无线技术的要可靠,提高了系统数据网络可靠性。
实施例2
与上述系统对应的,本实施例公开一种基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控方法,包括以下步骤:
步骤S1、构建网络拓扑关系,所构建的网络拓扑关系包括:
至少两个监控终端以NB-IoT无线连接监控终端管理系统;与所述监控终端管理系统建立数据连接的至少一个动环监控平台,各所述动环监控平台与符合权限的至少一个信息录入终端建立数据连接;
所述信息录入终端,用于采集各所述监控终端的信息,并与所述动环监控平台交互,且所述交互包括获取监控终端的ID信息并与所述动环监控平台一起创建所述监控终端的归属关系,所述归属关系包括:各所述监控终端的ID信息与站点及动环监控平台之间的匹配关系;
所述动环监控平台,用于以站点为单位监控相关的各所述监控终端;
所述监控终端管理系统,用于管理各所述监控终端的在线更新;
步骤S2、基于所述网络拓扑关系进行动力环境监控。
可选地,本实施例方法还包括:
各所述动环监控平台将各所述监控终端的归属关系发送给所述监控终端管理系统,以供所述监控终端管理系统对接入的各所述监控终端集中进行分流、配置更新管理,且在与各所述监控终端建立数据连接之后,将站点内各所述监控终端的状态实时反馈给相应的移动终端,所述状态包括对站点安装流程进行跟踪的状态,并在安装过程中,根据所述移动终端与所述站点之间的实时位置关系进行授权;其中,所述信息录入终端为安装有与所述动环监控平台交互的APP的移动终端。进一步地,参照上述实施例中的实例,在监控终端管理系统分流之前,还包括:
验证各监控终端的版本是否为最新版本,如果是旧版本,则执行对相应的监控终端在线版本升级处理。可选地,动环监控平台和/或所述APP可在同一界面中实时显示同一站点各监控终端的状态。
又或者:当所述监控终端管理系统仅对应一个所述动环监控平台时,将所述监控终端管理系统与所述动环监控平台的数据处理功能集成于一台物理服务器中,且所述物理服务器以监控终端的集成商为授权对象(通常,各该物理服务器部署于集成商的驻地,因此,不同的集成商需对应不同的物理服务器,此种情况下,也可以视为各动环监控平台是以集成商的所有产品为一个大的监控站点);其中,所述信息录入终端为安装有与所述物理服务器交互的APP的移动终端,或者是各所述集成商专用的第三方通信终端;进一步的,所述信息录入终端还用于以套装的形式录入各所述监控终端的信息。
本实施例方法中,优选地,各监控终端的ID包括有供监控终端管理系统按类识别的类别号。各监控终端的类别具体为包括但不限于增设有NB-IoT无线模块的以下终端中的任意一种或任意组合:
温湿度传感器、烟雾报警器、漏水报警器、门磁开关、振动传感器、红外探测器、智能电表、蓄电池监控单元、智能门锁、模拟量转换模块、干接点转换模块、串口转换模块、监控摄像头。
优选地,本实施例方法还包括:动环监控平台设置各监控终端的告警触发及解除条件;且动环监控平台可对各站点的安装流程进行跟踪并经APP实时反馈给安装人员,具体实施过程可参照上述实例,不做赘述。
综上,本实施例公开的基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控方法,同样具有以下有益效果:
1、本发明的实施对安装人员的要求低,只需要了解设备基础安装知识即可,现场人员只需要完成扫描设备二维码、安装设备等操作;布线工作可以最大限度免除,配置数据的工作可依托平台和监控中心值班人员来完成,装站时间短、效率高。
2、监控终端与动环监控平台之间可形成二级监控系统,有数据不需要通过网关上传动环监控平台,使得站点的监控点配置非常灵活。例如,即便是只需要部署一个监控点,用单个监控设备即可实现。
3、基于运营商提供的NB-IoT数据网络进行数据传输,无线干扰和入侵的问题,相比于公用频段无线技术的要可靠,提高了系统数据网络可靠性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控系统,其特征在于,包括:
以NB-IoT无线连接的监控终端与监控终端管理系统;
与所述监控终端管理系统建立数据连接的至少一个动环监控平台,各所述动环监控平台与符合权限的至少一个信息录入终端建立数据连接;
所述信息录入终端,用于采集各所述监控终端的信息,并与所述动环监控平台交互,且所述交互包括获取监控终端的ID信息并与所述动环监控平台一起创建所述监控终端的归属关系,所述归属关系包括:各所述监控终端的ID信息与站点及动环监控平台之间的匹配关系;
所述动环监控平台,用于以站点为单位监控相关的各所述监控终端;及将各所述监控终端的归属关系发送给所述监控终端管理系统;
所述监控终端管理系统,用于根据各所述监控终端的归属关系而记录各所述监控终端的连接动环监控平台的接入地址,并在监控终端与所述监控终端管理系统连接时下发所述接入地址,以便各所述监控终端连接对应的动环监控平台;所述监控终端管理系统,还用于管理各所述监控终端的在线更新,所述在线更新包括各所述监控终端的固件版本升级。
2.根据权利要求1所述的基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控系统,其特征在于,当所述监控终端管理系统对应的动环监控平台为至少两个时,各所述动环监控平台还用于:
将各所述监控终端的归属关系发送给所述监控终端管理系统,以供所述监控终端管理系统对接入的各所述监控终端集中进行分流、配置更新管理,且在与各所述监控终端建立数据连接之后,将站点内各所述监控终端的状态实时反馈给相应的移动终端,所述状态包括对站点安装流程进行跟踪的状态,并在安装过程中,根据所述移动终端与所述站点之间的实时位置关系进行授权;
其中,所述信息录入终端为安装有与所述动环监控平台交互的APP的移动终端。
3.根据权利要求1所述的基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控系统,其特征在于,当所述监控终端管理系统仅对应一个所述动环监控平台时,将所述监控终端管理系统与所述动环监控平台的数据处理功能集成于一台物理服务器中,且所述物理服务器以监控终端的集成商为授权对象;
其中,所述信息录入终端为安装有与所述物理服务器交互的APP的移动终端,或者是各所述集成商专用的第三方通信终端。
4.根据权利要求1至3任一所述基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控系统,其特征在于,所述信息录入终端还用于以套装的形式录入各所述监控终端的信息。
5.根据权利要求4所述的基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控系统,其特征在于,各所述监控终端为增设有NB-IoT无线模块的以下类别中的任意一种或任意组合:
温湿度传感器、烟雾报警器、漏水报警器、门磁开关、振动传感器、红外探测器、智能电表、蓄电池监控单元、智能门锁、模拟量转换模块、干接点转换模块、串口转换模块、使用触发抓图方式的监控摄像头;以及
所述动环监控平台,还用于设置各所述监控终端的告警触发及解除条件。
6.一种基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1、构建网络拓扑关系,所构建的网络拓扑关系包括:
至少两个监控终端以NB-IoT无线连接监控终端管理系统;与所述监控终端管理系统建立数据连接的至少一个动环监控平台,各所述动环监控平台与符合权限的至少一个信息录入终端建立数据连接;
所述信息录入终端,用于采集各所述监控终端的信息,并与所述动环监控平台交互,且所述交互包括获取监控终端的ID信息并与所述动环监控平台一起创建所述监控终端的归属关系,所述归属关系包括:各所述监控终端的ID信息与站点及动环监控平台之间的匹配关系;
所述动环监控平台,用于以站点为单位监控相关的各所述监控终端;及将各所述监控终端的归属关系发送给所述监控终端管理系统;
所述监控终端管理系统,用于根据各所述监控终端的归属关系而记录各所述监控终端的连接动环监控平台的接入地址,并在监控终端与所述监控终端管理系统连接时下发所述接入地址,以便各所述监控终端连接对应的动环监控平台;所述监控终端管理系统,还用于管理各所述监控终端的在线更新,所述在线更新包括各所述监控终端的固件版本升级;
步骤S2、基于所述网络拓扑关系进行动力环境监控。
7.根据权利要求6所述的基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控方法,其特征在于,当所述监控终端管理系统对应的动环监控平台为至少两个时,所述方法还包括:
各所述动环监控平台将各所述监控终端的归属关系发送给所述监控终端管理系统,以供所述监控终端管理系统对接入的各所述监控终端集中进行分流、配置更新管理,且在与各所述监控终端建立数据连接之后,将站点内各所述监控终端的状态实时反馈给相应的移动终端,所述状态包括对站点安装流程进行跟踪的状态,并在安装过程中,根据所述移动终端与所述站点之间的实时位置关系进行授权;
其中,所述信息录入终端为安装有与所述动环监控平台交互的APP的移动终端。
8.根据权利要求7所述的基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控方法,其特征在于,在所述监控终端管理系统分流之前,还包括:
验证各所述监控终端的版本是否为最新版本,如果是旧版本,则执行对相应的监控终端在线版本升级处理;且所述动环监控平台和/或所述APP在同一界面中实时显示同一站点各监控终端的状态。
9.根据权利要求6所述的基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述监控终端管理系统仅对应一个所述动环监控平台时,将所述监控终端管理系统与所述动环监控平台的数据处理功能集成于一台物理服务器中,且所述物理服务器以监控终端的集成商为授权对象;
其中,所述信息录入终端为安装有与所述物理服务器交互的APP的移动终端,或者是各所述集成商专用的第三方通信终端。
10.根据权利要求6至9任一所述的基于NB-IoT无线通信技术的动力环境监控方法,其特征在于,各所述监控终端的ID包括有供所述监控终端管理系统按类识别的类别号;和/或
所述信息录入终端还能以套装的形式录入各所述监控终端的信息。
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