CN108988483A - 基于动态二维码的配电终端及控制系统 - Google Patents

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刘玉刚
陈平
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Abstract

本发明涉及一种基于动态二维码的配电终端及控制系统，包括配电终端前面板和配电终端后面板,配电终端前面板设置有液晶显示屏、静态二维码显示区、指示灯、通信接口、操作按键。液晶显示屏设置有动态二维码显示区和数据信息显示区。配电终端后面板包括模拟量采集接线端子排、状态量采集接线端子排、控制量和电源接线端子排，本发明基于动态二维码的配电终端，方便维修人员快速的分析故障和排除故障，缩短停电时间，提高供电的可靠性。

Description

基于动态二维码的配电终端及控制系统
技术领域
本发明涉及配电终端设备的信息采集和信息处理领域，具体的说，是涉及一种基于动态二维码的配电终端。
背景技术
配电终端配合环网柜和柱上开关广泛应用于供配电线路上，起到对供配电线路的运行监视和对故障线路的快速判断、定位、隔离和恢复供电的作用，在电力系统供配电中得到广泛应用。
配电终端将采集到的数据信息通过通信协议(IEC61850)上传到主站系统，同时接受主站系统各种召唤、遥控等指令(IEC61850)，配电终端与远程主站之间实现了相互响应与互动，然而，目前配电终端与用户之间的相互响应和互动是通过中间主站环节、用户短信或GPRS流量实现的，由于通信协议是电力专用的(IEC61850)，需要在用户手机上安装相应的APP或专门的客户端对其信息进行解析后方可展示，专有的客户端或APP操作复杂，需要对其人员进行专业培训。其次，当配电线路发生故障停电后，配电终端的后备电源逐渐耗尽时，配电终端不能将故障信息上传给主站系统或用户，运维人员无法知道故障原因，导致检修和排除故障困难，延长了停电时间，在此情况下供电可靠性无从保证。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种方便维修人员快速的分析故障和排除故障，缩短停电时间，提高供电的可靠性的基于动态二维码的配电终端。
本发明所采取的技术方案是：
一种基于动态二维码的配电终端，包括配电终端前面板和配电终端后面板：配电终端前面板设置有液晶显示屏、静态二维码显示区、指示灯、通信接口、操作按键；
包括动态二维码编译器，液晶显示屏设置有动态二维码显示区和数据信息显示区。
所述配电终端后面板设置有接线端子，接线端子包括模拟量接线端子排、状态量接线端子端、控制量输出接线端子排及电源接线端子排。
所述指示灯包含状态指示灯、电源指示灯、通信指示灯、故障指示灯、运行指示灯、自检指示灯。
所述通信接口包含USB维护接口和RJ45以太网接口。
所述操作按键包含向上操作按键、向下操作按键、向左操作按键、向右操作按键，取消操作按键、确定操作按键；操作按键与配电终端中央处理器I/O口相连接。
动态二维码显示区在液晶显示屏左侧，包括上、中、下三个动态二维码显示区域，上部区域显示二维码为：实时信息动态二维码；中部区域显示二维码为：保护整定定值动态二维码；下部区域显示二维码为：故障信息动态二维码。
静态二维码显示区丝印于配电终端前面板1中下部，包含设备的固有信息。
二维码编译器和液晶显示屏采用有可充电锂电池作为后备电源。
配电终端前面板设置有红外线传感器，红外线传感器与配电终端中央处理器相连接；
操作按键内设置有发光二极管，发光二极管与配电终端中央处理器相连接。
一种基于动态二维码的配电终端控制系统，包括中央处理器，中央处理器与数字量输入端、模拟量输入端、控制量输入端、通讯模块、显示输出装置和电源相连接；
中央处理器通过光耦隔离电路与通讯模块相连接；
中央处理器通过光耦隔离电路与显示输出装置相连接；
二维码编译器与中央处理器I/O口相连接；
二维码编译器输出端与显示屏相连接；
二维码编译器将配电终端采集的实时数据：电压、电流、频率；计算数据：有功、无功、功率因数、负荷等；状态信息：开关状态，储能生成动态二维码；
动态二维码在显示屏上显示；
生成实时信息动态二维码：
液晶显示，配电终端将实时信息动态二维码发送给相应的主站系统和用户手机；
主站系统和用户手机扫一扫功能即可自动识别动态二维码，读取相应的二维码信息即可知道线路和开关当前的运行工况；
生成保护整定定值动态二维码：
液晶显示，配电终端将保护整定定值动态二维码发送给相应的主站系统和用户手机；
主站系统和用户手机扫一扫功能即可自动识别动态二维码，读取相应的二维码信息即可知道配电终端将当前设置的保护整定定值；(保护整定定值：包括接地故障整定定值、短路故障整定定值、过负荷整定定值、欠压整定定值等)；
生成故障信息动态二维码；
当线路发生故障时，将故障当前的故障类型(短路、接地、过负荷、欠压、通信故障、后备电源故障等)、发生故障时刻的电压、电流、时间、开关变位信息等动态生成故障信息二维码，主动发送给主站系统或用户手机。
一种基于动态二维码的配电终端控制系统，
红外线传感器探测人体发出的红外线后，将信号传输给配电终端中央处理器；
配电终端中央处理器发出信号，液晶显示屏、操作按键内发光二极管和指示灯接通电源；
红外线传感器探测到的人体发出的红外线消失，将信号传输给配电终端中央处理器；
配电终端中央处理器发出信号，切断液晶显示屏、操作按键内发光二极管和指示灯电源。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明基于动态二维码的配电终端，在具备配电终端原有所有功能基础上：三遥(监测与控制)、继电保护、馈线自动化、定值整定、通信、后备电源等，增加二维码功能；动态二维码生成器有独立的后备电源系统，当通信发生故障或配电终端后备电源用尽时，采用可充电锂电池作为后备电源，可维持二维码生成器和液晶显示屏(具有屏保)工作时间为30天。保持设备最后一次实时数据动态二维码、保护整定定值动态二维码、故障信息动态二维码当地显示。若在配电终端本身的后备电源有电的情况下，还可远程向主站系统和用户手机发送动态二维码。
本发明基于动态二维码的配电终端，方便维修人员快速的分析故障和排除故障，缩短停电时间，提高供电的可靠性。
本发明基于动态二维码的配电终端，为无人值守设备，只有维修人员到达现场后，显示屏、操作按键内发光二极管和指示灯才会接通电源，降低了电量消耗，当供电系统故障时，延长系统工作时间，可以保持设备最后一次实时数据的图像、故障信息图像不丢失，提高维修人员故障诊断速度。
附图说明
图1本发明基于动态二维码的配电终端结构示意图；
图2为本发明基于动态二维码的配电终端硬件原理示意图。
附图中主要部件符号说明：
图中：
1、配电终端前面板 2：配电终端后面板
3、液晶显示屏 4、动态二维码显示区
5、静态二维码 6、指示灯
7、通信接口 8、操作按键。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
附图1-2可知，一种基于动态二维码的配电终端，包括配电终端前面板1和配电终端后面板2：配电终端前面板1设置有液晶显示屏3、静态二维码显示区5、指示灯6、通信接口7、操作按键8；
包括动态二维码编译器，液晶显示屏设置有动态二维码显示区和数据信息显示区。
所述配电终端后面板设置有接线端子，接线端子包括模拟量接线端子排、状态量接线端子端、控制量输出接线端子排及电源接线端子排。
所述指示灯包含状态指示灯、电源指示灯、通信指示灯、故障指示灯、运行指示灯、自检指示灯。
所述通信接口包含USB维护接口和RJ45以太网接口。
所述操作按键包含向上操作按键、向下操作按键、向左操作按键、向右操作按键，取消操作按键、确定操作按键。
动态二维码显示区4在液晶显示屏左侧，包括上、中、下三个动态二维码显示区域，上部区域显示二维码为：实时信息动态二维码；中部区域显示二维码为：保护整定定值动态二维码；下部区域显示二维码为：故障信息动态二维码。
静态二维码显示区丝印于配电终端前面板1中下部，包含设备的固有信息。
二维码编译器和液晶显示屏采用有可充电锂电池作为后备电源。
配电终端前面板设置有红外线传感器9，红外线传感器与配电终端中央处理器相连接；
操作按键内设置有发光二极管，发光二极管与配电终端中央处理器相连接。
一种基于动态二维码的配电终端控制系统，包括中央处理器，中央处理器与数字量输入端、模拟量输入端、控制量输入端、通讯模块、显示输出装置和电源相连接；
中央处理器通过光耦隔离电路与通讯模块相连接；
中央处理器通过光耦隔离电路与显示输出装置相连接；
二维码编译器与中央处理器I/O口相连接；
二维码编译器输出端与显示屏相连接；
二维码编译器将配电终端采集的实时数据：电压、电流、频率；计算数据：有功、无功、功率因数、负荷等；状态信息：开关状态，储能生成动态二维码；
动态二维码在显示屏上显示；
生成实时信息动态二维码：
液晶显示，配电终端将实时信息动态二维码发送给相应的主站系统和用户手机(主动召唤，主站系统发送召唤动态二维码信息报文，用户手机发送短信)；
主站系统和用户手机扫一扫功能即可自动识别动态二维码，读取相应的二维码信息即可知道线路和开关当前的运行工况；
生成保护整定定值动态二维码：
液晶显示，配电终端将保护整定定值动态二维码发送给相应的主站系统和用户手机(主动召唤，主站系统发送召唤动态二维码信息报文，用户手机发送短信)；
主站系统和用户手机扫一扫功能即可自动识别动态二维码，读取相应的二维码信息即可知道配电终端将当前设置的保护整定定值；(保护整定定值：包括接地故障整定定值、短路故障整定定值、过负荷整定定值、欠压整定定值等)
生成故障信息动态二维码：
当线路发生故障时，将故障当前的故障类型(短路、接地、过负荷、欠压、通信故障、后备电源故障等)、发生故障时刻的电压、电流、时间、开关变位信息等动态生成故障信息二维码，主动发送给主站系统或用户手机。
一种基于动态二维码的配电终端控制系统，
红外线传感器9探测人体发出的红外线后，将信号传输给配电终端中央处理器；
配电终端中央处理器发出信号，液晶显示屏、操作按键内发光二极管和指示灯接通电源；
红外线传感器9探测到的人体发出的红外线消失，将信号传输给配电终端中央处理器；
配电终端中央处理器发出信号，切断液晶显示屏、操作按键内发光二极管和指示灯电源。
一种基于动态二维码的配电终端及控制方法，在具备配电终端原有所有功能基础上：三遥(监测与控制)、继电保护、馈线自动化、定值整定、通信、后备电源等，增加二维码功能，包括：
静态二维码：包含设备型号、厂家、出厂编号、生产日期、额定电流电压、所属资产、安装日期、执行标准等固有信息。丝印在设备面板上，保持不变。
动态二维码：显示在液晶屏幕上或发送给主站系统和用户手机，随时变动。包括实时信息动态二维码：将一定时间内(可设置，比如5分钟)的配电终端采集的实时数据：电压、电流、频率；计算数据：有功、无功、功率因数、负荷等；状态信息：开关状态，储能等生产动态二维码：当地液晶显示或发送给相应的主站系统和用户手机(主动召唤，主站系统发送召唤动态二维码信息报文，用户手机发送短信)，主站系统和用户手机扫一扫功能即可自动识别动态二维码，读取相应的二维码信息即可知道线路和开关当前的运行工况。保护整定定值动态二维码：自动生成保护整定定值动态二维码，当地液晶显示或发送给相应的主站系统和用户手机(主动召唤，主站系统发送召唤动态二维码信息报文，用户手机发送短信)，主站系统和用户手机扫一扫功能即可自动识别动态二维码，读取相应的二维码信息即可知道配电终端将当前设置的保护整定定值。故障信息动态二维码：当线路发生故障时，将故障当前的故障类型(短路、接地、过负荷、欠压、通信故障、后备电源故障等)、发生故障时刻的电压、电流、时间、开关变位信息等动态生成故障信息二维码，主动发送给主站系统或用户手机。
同时生成动态二维码的编译器和液晶显示屏在失去主电源供电的情况下有独立的后备电源系统，当通信发生故障或配电终端后备电源用尽时，采取可充电锂电池作为后备电源，可维持编译器和液晶显示屏(具有屏保)工作时间为30天。保持设备最后一次实时数据动态二维码、保护整定定值动态二维码、故障信息动态二维码当地显示。若在配电终端本身的后备电源有电的情况下，还可远程发送动态二维码。
本发明基于动态二维码的配电终端，在具备配电终端原有所有功能基础上：三遥(监测与控制)、继电保护、馈线自动化、定值整定、通信、后备电源等，增加二维码功能；动态二维码生成器有独立的后备电源系统，当通信发生故障或配电终端后备电源用尽时，采用可充电锂电池作为后备电源，可维持二维码生成器和液晶显示屏(具有屏保)工作时间为30天。保持设备最后一次实时数据动态二维码、保护整定定值动态二维码、故障信息动态二维码当地显示。若在配电终端本身的后备电源有电的情况下，还可远程向主站系统和用户手机发送动态二维码。
本发明基于动态二维码的配电终端，方便维修人员快速的分析故障和排除故障，缩短停电时间，提高供电的可靠性。
本发明基于动态二维码的配电终端，为无人值守设备，只有维修人员到达现场后，显示屏、操作按键内发光二极管和指示灯才会接通电源，降低了电量消耗，当供电系统故障时，延长系统工作时间，可以保持设备最后一次实时数据的图像、故障信息图像不丢失，提高维修人员故障诊断速度。
图1为本发明实施例的基于动态二维码的配电终端结构示意图；包括：
配电终端前面板1：采用不锈钢外壳，防护等级高，操作、显示和通信接口均布置在前面板上。
配电终端后面板2：主要为接线端子，包括模拟量接线端子排、状态量接线端子端、控制量输出接线端子排及电源接线端子排等。
液晶显示屏3：人机交互界面，实时显示配电终端采集的数据信息、故障信息及定值整定值等
动态二维码显示区4：在液晶显示屏左侧，上中下三个二维码显示区域，上区域显示二维码为：实时信息动态二维码；中区域显示二维码为：保护整定定值动态二维码；下区域显示二维码为：故障信息动态二维码。
静态二维码5：丝印于配电终端前面板1中下侧，包含设备的固有信息，不可更改。
指示灯6：包含状态指示灯、电源指示灯、通信指示灯、故障指示灯、运行指示灯、自检指示灯等。
通信接口7：包含USB维护接口和RJ45以太网接口。
操作按键8：包含“上、下、左、右，取消、确定”操作按键。
图2为本发明实施例的基于动态二维码的配电终端硬件原理示意图，CPU采用型号为STM32f407VG的DSC芯片，芯片的内部资源很多，存储容量大，价格便宜，同时ARM芯片有无线通信接口、以太网通信接口，也能产生PWM波，能快速处理和输出模拟量、数字量、控制信号、报警信号等。对控制信号、报警信号输出增加TLP112光耦隔离，保证输出信号的稳定性和抗干扰性。采取宏电公司的H7710系列通信模块，监控终端既能通过GPRS通信方式与主站之间交换数据，又能通过GSM通信方式把报警信号及动态二维码发送给用户手机。同时具有RS232/RS485当地通信及维护接口。
动态二维码生成器有独立的后备电源系统，当通信发生故障或配电终端后备电源用尽时，采用可充电锂电池作为后备电源，可维持二维码生成器和液晶显示屏(具有屏保)工作时间为30天。保持设备最后一次实时数据动态二维码、保护整定定值动态二维码、故障信息动态二维码当地显示。若在配电终端本身的后备电源有电的情况下，还可远程向主站系统和用户手机发送动态二维码。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。

Claims (11)

1.一种基于动态二维码的配电终端，包括配电终端前面板和配电终端后面板：配电终端前面板设置有液晶显示屏、静态二维码显示区、指示灯、通信接口、操作按键；
其特征在于，包括动态二维码编译器，液晶显示屏设置有动态二维码显示区和数据信息显示区。
2.根据权利要求1所述基于动态二维码的配电终端，其特征在于：所述配电终端后面板设置有接线端子，接线端子包括模拟量接线端子排、状态量接线端子端、控制量输出接线端子排及电源接线端子排。
3.根据权利要求1所述基于动态二维码的配电终端，其特征在于：所述指示灯包含状态指示灯、电源指示灯、通信指示灯、故障指示灯、运行指示灯、自检指示灯。
4.根据权利要求1所述基于动态二维码的配电终端，其特征在于：所述通信接口包含USB维护接口和RJ45以太网接口。
5.根据权利要求1所述基于动态二维码的配电终端，其特征在于：所述操作按键包含向上操作按键、向下操作按键、向左操作按键、向右操作按键，取消操作按键、确定操作按键；操作按键与配电终端中央处理器I/O口相连接。
6.根据权利要求1所述基于动态二维码的配电终端，其特征在于：
动态二维码显示区4在液晶显示屏左侧，包括上、中、下三个动态二维码显示区域，上部区域显示二维码为：实时信息动态二维码；中部区域显示二维码为：保护整定定值动态二维码；下部区域显示二维码为：故障信息动态二维码。
7.根据权利要求1所述基于动态二维码的配电终端，其特征在于：
静态二维码显示区丝印于配电终端前面板1中下部，包含设备的固有信息。
8.根据权利要求1所述基于动态二维码的配电终端，其特征在于：
二维码编译器和液晶显示屏采用有可充电锂电池作为后备电源。
9.根据权利要求1所述基于动态二维码的配电终端，其特征在于：
配电终端前面板设置有红外线传感器，红外线传感器与配电终端中央处理器相连接；
操作按键内设置有发光二极管，发光二极管与配电终端中央处理器相连接。
10.根据权利要求1至9任意一项所述基于动态二维码的配电终端控制系统，其特征在于：包括中央处理器，中央处理器与数字量输入端、模拟量输入端、控制量输入端、通讯模块、显示输出装置和电源相连接；
中央处理器通过光耦隔离电路与通讯模块相连接；
中央处理器通过光耦隔离电路与显示输出装置相连接；
二维码编译器与中央处理器I/O口相连接；
二维码编译器输出端与显示屏相连接；
二维码编译器将配电终端采集的实时数据：电压、电流、频率；计算数据：有功、无功、功率因数、负荷等；状态信息：开关状态，储能生成动态二维码；
动态二维码在显示屏上显示；
生成实时信息动态二维码：
液晶显示，配电终端将实时信息动态二维码发送给相应的主站系统和用户手机；
主站系统和用户手机扫一扫功能即可自动识别动态二维码，读取相应的二维码信息即可知道线路和开关当前的运行工况；
生成保护整定定值动态二维码：
液晶显示，配电终端将保护整定定值动态二维码发送给相应的主站系统和用户手机；
主站系统和用户手机扫一扫功能即可自动识别动态二维码，读取相应的二维码信息即可知道配电终端将当前设置的保护整定定值；
生成故障信息动态二维码；
当线路发生故障时，将故障当前的故障类型、发生故障时刻的电压、电流、时间、开关变位信息等动态生成故障信息二维码，主动发送给主站系统或用户手机。
11.根据权利要求10所述基于动态二维码的配电终端控制系统，其特征在于：
红外线传感器探测人体发出的红外线后，将信号传输给配电终端中央处理器；
配电终端中央处理器发出信号，液晶显示屏、操作按键内发光二极管和指示灯接通电源；
红外线传感器探测到的人体发出的红外线消失，将信号传输给配电终端中央处理器；
配电终端中央处理器发出信号，液晶显示屏、操作按键内发光二极管和指示灯切断电源。
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