CN109144002A - 一种基于大数据平台的“煤改电”智能监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子工程技术领域，提供了一种基于大数据平台的“煤改电”智能监控系统，其特征在于，包括智能监控设备和与监控设备通信连接的“煤改电”大数据监控平台，所述智能监控设备包括主控模块、温度感应模块、用户报警信息模块、“煤改电”控制设备模块，火灾感应模块、环境检测模块、GPRS通信模块、电能监控模块和显示模块，所述温度感应模块、用户报警信息模块、“煤改电”控制设备模块、火灾感应模块、环境检测模块、电能监控模块的输出端与所述主控模块电连接，所述主控模块的输出端与所述显示模块电连接；本发明可以对现有“煤改电”设备进行耗电量、燃气量的实时监控，可以广泛应用于“煤改电”设备领域。
Description
技术领域
本专利属于电子工程技术领域，具体涉及一种基于大数据平台的“煤改电”智能监控系统。
背景技术
随着国家“煤改电”工程的日益推进，“煤改电”工程已经覆盖了北京、天津、河北、山西、内蒙、河南等地，成为了很多地区，特别是广大农村地区的供暖首选，众多“煤改电”设备的投入使用使环境得到了改善，并对当地的生产生活带来一定的帮助。但是已有的“煤改电”工程存在着一下不足：1.没有对整个”煤改电“村的周围环境质量如PM2.5、氮氧化物、二氧化硫等污染物的实时变化监控，无法形成环境变化曲线。2.现在许多“煤改电”用户，因各种原因回复燃煤供暖和生活，而现有设备无法对“煤改电”用户复煤使用行为进行监控，3.现有“煤改电”设备没有对对耗电量、燃气量的实时监控，致使政府相关政策及补贴没有详细数据做支撑，无法做到专项专用，专款专用。4.农村现在“空巢”老人和留守儿童逐渐增多，如此庞大的“煤改电”进村活动却对这些人员的紧急情况无法做出帮助，这是一种对社会资源的巨大浪费。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于大数据平台的“煤改电”智能监控设备，以实现电力设备的智能监控。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于大数据平台的“煤改电”智能监控系统，包括智能监控设备和与监控设备通信连接的“煤改电”大数据监控平台，所述智能监控设备包括主控模块、温度感应模块、用户报警信息模块、 “煤改电”控制设备模块，火灾感应模块、环境检测模块、GPRS通信模块、电能监控模块和显示模块，所述温度感应模块、用户报警信息模块、“煤改电”控制设备模块、火灾感应模块、环境检测模块、电能监控模块的输出端与所述主控模块电连接，所述主控模块的输出端与所述显示模块电连接；
所述温度感应模块用于测量环境温度并发送给所述主控模块；
所述用户报警信息模块用于测量报警开关所在位置的温度并发送给所述主控模块；
所述“煤改电”控制设备模块用于检测“煤改电”设备的温度；
所述火灾感应模块用于检测线路温度并发送给所述主控模块；
所述环境检测模块用于检测环境空气参数；
所述GPRS通信模块用于使所述智能监控设备与所述“煤改电”大数据监控平台通信连接；
所述电能监控模块用于测量电路电能信息，并发送给所述主控模块；
所述主控模块用于将所述温度感应模块、用户报警信息模块、“煤改电”控制设备模块，火灾感应模块、环境检测模块和电能监控模块发送的信息通过所述GPRS通信模块发送给“煤改电”大数据监控平台。
优选地，所述主控模块包括控制芯片U4，所述温度感应模块包括第一热敏电阻、电阻R22、电阻R25、电容C29和电容C30，所述电阻R25的一端经电阻R22与电源正极连接，另一端经电容C29与地连接，所述电阻R25的一端经通过插件P10的第二接线端子与热敏电阻连接，另一端与所述控制芯片U4的输入端连接；所述电容C30的一端与所述电阻R25的一端连接，另一端与地连接；
所述用户报警信息模块包括报警开关、电阻R23、电阻R26、电容C31和电容C32，所述电阻R26的一端经电阻R23与电源正极连接，另一端经电容C31与地连接，所述电阻R26的一端经通过插件P10的第三接线端子与报警开关连接，另一端与所述控制芯片U4的输入端连接；所述电容C32的一端与所述电阻R26的一端连接，另一端与地连接；
所述“煤改电”控制设备模块包括第二热敏电阻、电阻R31、电阻R35、电容C34和电容C35，所述电阻R35的一端经电阻R31与电源正极连接，另一端经电容C34与地连接，所述电阻R35的一端经通过插件P10的第四接线端子与第二热敏电阻连接，另一端与所述控制芯片U4的输入端连接；所述电容C35的一端与所述电阻R35的一端连接，另一端与地连接；
所述火灾感应模块包括第三热敏电阻、电阻R32、电阻R36、电容36和电容C37，所述电阻R36的一端经电阻R32与电源正极连接，另一端经电容C36与地连接，所述电阻R36的一端经通过插件P10的第五接线端子与第三热敏电阻连接，另一端与所述控制芯片U4的输入端连接；所述电容C37的一端与所述电阻R36的一端连接，另一端与地连接；
所述环境检测模块包括主芯片U6、电阻R29、电阻R30、电阻R34和电阻R39，所述主芯片U6的输入端通过插件P9与烟尘传感器连接，所述主芯片U6的第一输出端通过电阻R29与电源正极连接，所述主芯片U6的第一输出端还通过电阻R30与控制芯片U4的输入端连接，所述主芯片U6的第二输出端通过电阻R39与电源正极连接，所述主芯片U6的第二输出端还通过电阻R34与控制芯片U4的输入端连接；
所述电能监控模块包括电能计量芯片U2和电压互感器P8，所述主芯片U2的输入端通过电压互感器P8与待测电路连接；
所述GPRS通信模块包括通信芯片U5。
优选地，所述控制芯片U2的型号为REG8209D；所述通信芯片U5的型号为Sim8000；所述主芯片U6的型号为Max485ESA；所述电压互感器P8的型号为ZTH-127。
优选地，所述智能监控设备还包括电源模块，所述电源模块用于给所述智能监控设备供电。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本专利产品一种基于大数据平台的“煤改电”智能监控设备，包括智能监控设备本身和与监控设备相配合的“煤改电”大数据监控平台，智能监控设备包括主控模块、温度感应模块、用户报警信息模块、火灾感应模块、“煤改电”控制设备模块、环境检测模块、GPRS通信模块、电能监控模块和显示模块。本发明解决了整个”煤改电“村的周围环境质量如PM2.5、氮氧化物、二氧化硫等污染物的实时变化监控，可形成分钟级环境变化曲线。对“煤改电”用户复煤使用行为进行监控，可对现有“煤改电”设备进行耗电量、燃气量的实时监控，给政府提供相关政策及补贴详细数据做支撑，做到专项专用，专款专用对农村现在“空巢”老人和留守儿童发生紧急情况时可及时相应处理设备安全可靠；本发明整体结构简单，实用性强。
附图说明
图1为本发明实施例中智能监控设备的结构示意图；
图2为本发明实施例中主控模块的电路结构图；
图3为本发明实施例中温度感应模块的电路结构图；
图4为插件P10的连接示意图；
图5为本发明实施例中用户报警信息模块的电路结构图；
图6为本发明实施例中“煤改电”控制设备模块的电路结构图；
图7为本发明实施例中火灾感应模块电路结构图；
图8为本发明实施例中电能监控模块电路结构图；
图9为本发明实施例中GPRS通信模块电路结构图；
图10为本发明实施例中环境检测模块电路结构图；
图11为本发明实施例中显示模块电路结构图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于大数据平台的“煤改电”智能监控系统，包括智能监控设备和与监控设备通信连接的“煤改电”大数据监控平台，所述智能监控设备包括主控模块、温度感应模块、用户报警信息模块、 “煤改电”控制设备模块，火灾感应模块、环境检测模块、GPRS通信模块、电能监控模块和显示模块，所述温度感应模块、用户报警信息模块、“煤改电”控制设备模块、火灾感应模块、环境检测模块、电能监控模块的输出端与所述主控模块电连接，所述主控模块的输出端与所述显示模块电连接；
所述温度感应模块用于测量环境温度并发送给所述主控模块；
所述用户报警信息模块用于测量报警开关所在位置的温度并发送给所述主控模块；
所述“煤改电”控制设备模块用于检测“煤改电”设备的温度；
所述火灾感应模块用于检测线路温度并发送给所述主控模块；
所述环境检测模块用于检测环境空气参数；
所述GPRS通信模块用于使所述智能监控设备与所述“煤改电”大数据监控平台通信连接；
所述电能监控模块用于测量电路电能信息，并发送给所述主控模块；
所述主控模块用于将所述温度感应模块、用户报警信息模块、 “煤改电”控制设备模块，火灾感应模块、环境检测模块和电能监控模块发送的信息通过所述GPRS通信模块发送给“煤改电”大数据监控平台。
具体地，如图2所示，所述主控模块包括控制芯片U4，所述控制芯片U2的型号为REG8209D。
具体地，如图2~图4所示，所述温度感应模块包括第一热敏电阻、电阻R22、电阻R25、电容C29和电容C30，所述电阻R25的一端经电阻R22与电源正极连接，另一端经电容C29与地连接，所述电阻R25的一端经通过插件P10的第二接线端子与热敏电阻连接，另一端与所述控制芯片U4的输入端连接；所述电容C30的一端与所述电阻R25的一端连接，另一端与地连接。其中，第一热敏电阻与电阻R22构成温度采集回路，经过电阻R25、电容C29和电容C30构成的π行滤波电路送至控制芯片U4的温度测量引脚，即可测得热敏电阻所在位置的温度值。
具体地，如图2、图4和图5所示，所述用户报警信息模块包括报警开关、电阻R23、电阻R26、电容C31和电容C32，所述电阻R26的一端经电阻R23与电源正极连接，另一端经电容C31与地连接，所述电阻R26的一端经通过插件P10的第三接线端子与报警开关连接，另一端与所述控制芯片U4的输入端连接；所述电容C32的一端与所述电阻R26的一端连接，另一端与地连接。其中，报警开关与电阻R23构成温度采集回路，经过电阻R26、电容C31和电容C32构成的π行滤波电路送至控制芯片U4的报警信息引脚，即可测得报警开关所在位置的温度值。
具体地，如图2、图4和图6所示，所述“煤改电”控制设备模块包括第二热敏电阻、电阻R31、电阻R35、电容C34和电容C35，所述电阻R35的一端经电阻R31与电源正极连接，另一端经电容C34与地连接，所述电阻R35的一端经通过插件P10的第四接线端子与第二热敏电阻连接，另一端与所述控制芯片U4的输入端连接；所述电容C35的一端与所述电阻R35的一端连接，另一端与地连接。
具体地，如图2、图3和图7所示，所述火灾感应模块包括第三热敏电阻、电阻R32、电阻R36、电容36和电容C37，所述电阻R36的一端经电阻R32与电源正极连接，另一端经电容C36与地连接，所述电阻R36的一端经通过插件P10的第五接线端子与第三热敏电阻连接，另一端与所述控制芯片U4的输入端连接；所述电容C37的一端与所述电阻R36的一端连接，另一端与地连接。第三热敏电阻可以为测温范围为-100摄氏度~+800摄氏度的温度弹抖，将其连接到P10第二端子上，则第三热敏电阻与电阻R22构成温度采集回路，经过电阻R25、电容C29和电容C30构成的π行滤波电路送至控制芯片U4的温度测量引脚，当温度超过70摄氏度时，即认为发生火灾。
具体地，如图8所示，所述电能监控模块包括电能计量芯片U2和电压互感器P8，以及电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16，电阻R17、电位器R19、电阻R20、电阻R21、电容C1、电容C6，电容C7，电容C8，电容C9，电容C10，电容C15，电容C16，电容C17，电容C18，电容C19，电容C20，电容C24，晶振Y1和发光二极管D1；其中，所述电压互感器P8的型号为ZTH-127，电能计量芯片U2的型号为REG8209D；所述电能计量芯片U2的输入端通过电压互感器P8与待测电路连接。该芯片可以有效的测量有功功率、无功功率、有功能量、无功能量，并能同时提供两路独立的有功功率和有效值、电压有效值、线频率、过零中断等，可以实现灵活的防窃电方案。
具体地，如图9所示，所述GPRS通信模块包括通信芯片U5，还包括sim卡卡槽J1，天线P6及电阻R24、电阻R27、电阻R28、电阻R40、电阻R44、电阻R45，电容C21、电容C22、电容C23、电容C25、电容C26、电容C27、电容C28、电容C33、三极管Q1、发光二极管D2和电感L2，所述通信芯片U5的型号为Sim8000，其中，通信芯片U5具体可以为塔石科技的G3524模块，该模块是一个 4 频的 GSM/GPRS 模块，工作的频段为：EGSM 900MHz、GSM850MHz 和 DCS 1800,PCS1900。E35-DTU 支持 GPRS multi-slot class 10/ class 8（可选）和 GPRS 编码格式CS-1, CS-2, CS-3 andCS-4的高级GPRS模块。
如图10所示，具体地，所述环境检测模块包括主芯片U6、电阻R29、电阻R30、电阻R34和电阻R39，所述主芯片U6的型号为Max485ESA；所述主芯片U6的输入端通过插件P9与烟尘传感器连接，所述主芯片U6的第一输出端通过电阻R29与电源正极连接，所述主芯片U6的第一输出端还通过电阻R30与控制芯片U4的输入端连接，所述主芯片U6的第二输出端通过电阻R39与电源正极连接，所述主芯片U6的第二输出端还通过电阻R34与控制芯片U4的输入端连接。环境检测模块为一个可检测PM2.5，PM10烟尘含量等的一个检测模块，控制芯片U4通过环境检测模块检测到环境的烟尘含量数值后，可以通过显示模块显示出来。
如图11和图2所示，所述显示模块为LCD1602显示器，所述显示器的引脚4~15均与所述控制芯片U4的输入输出端口连接。
具体地，所述智能监控设备还包括电源模块，所述电源模块用于给所述智能监控设备供电。
本发明提出了一种基于大数据平台的“煤改电”智能监控系统，包括智能监控设备本身和与监控设备相配合的“煤改电”大数据监控平台，智能监控设备包括主控模块、温度感应模块、用户报警信息模块、 “煤改电”控制设备模块，火灾感应模块、环境检测模块、GPRS通信模块，电能监控模块和显示模块，本发明解决了整个”煤改电“村的周围环境质量如PM2.5、氮氧化物、二氧化硫等污染物的实时变化监控，可形成分钟级环境变化曲线。对“煤改电”用户复煤使用行为进行监控，可对现有“煤改电”设备进行耗电量、燃气量的实时监控，给政府提供相关政策及补贴详细数据做支撑，做到专项专用，专款专用对农村现在“空巢”老人和留守儿童发生紧急情况时可及时相应处理设备安全可靠；本专利产品整体结构简单，实用性强。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种基于大数据平台的“煤改电”智能监控系统，其特征在于，包括智能监控设备和与监控设备通信连接的“煤改电”大数据监控平台，所述智能监控设备包括主控模块、温度感应模块、用户报警信息模块、 “煤改电”控制设备模块，火灾感应模块、环境检测模块、GPRS通信模块、电能监控模块和显示模块，所述温度感应模块、用户报警信息模块、“煤改电”控制设备模块、火灾感应模块、环境检测模块、电能监控模块的输出端与所述主控模块电连接，所述主控模块的输出端与所述显示模块电连接；
所述温度感应模块用于测量环境温度并发送给所述主控模块；
所述用户报警信息模块用于测量报警开关所在位置的温度并发送给所述主控模块；
所述“煤改电”控制设备模块用于检测“煤改电”设备的温度；
所述火灾感应模块用于检测线路温度并发送给所述主控模块；
所述环境检测模块用于检测环境空气参数；
所述GPRS通信模块用于使所述智能监控设备与所述“煤改电”大数据监控平台通信连接；
所述电能监控模块用于测量电路电能信息，并发送给所述主控模块；
所述主控模块用于将所述温度感应模块、用户报警信息模块、“煤改电”控制设备模块，火灾感应模块、环境检测模块和电能监控模块发送的信息通过所述GPRS通信模块发送给“煤改电”大数据监控平台。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据平台的“煤改电”智能监控系统，其特征在于，所述主控模块包括控制芯片U4，所述温度感应模块包括第一热敏电阻、电阻R22、电阻R25、电容C29和电容C30，所述电阻R25的一端经电阻R22与电源正极连接，另一端经电容C29与地连接，所述电阻R25的一端经通过插件P10的第二接线端子与热敏电阻连接，另一端与所述控制芯片U4的输入端连接；所述电容C30的一端与所述电阻R25的一端连接，另一端与地连接；
所述用户报警信息模块包括报警开关、电阻R23、电阻R26、电容C31和电容C32，所述电阻R26的一端经电阻R23与电源正极连接，另一端经电容C31与地连接，所述电阻R26的一端经通过插件P10的第三接线端子与报警开关连接，另一端与所述控制芯片U4的输入端连接；所述电容C32的一端与所述电阻R26的一端连接，另一端与地连接；
所述“煤改电”控制设备模块包括第二热敏电阻、电阻R31、电阻R35、电容C34和电容C35，所述电阻R35的一端经电阻R31与电源正极连接，另一端经电容C34与地连接，所述电阻R35的一端经通过插件P10的第四接线端子与第二热敏电阻连接，另一端与所述控制芯片U4的输入端连接；所述电容C35的一端与所述电阻R35的一端连接，另一端与地连接；
所述火灾感应模块包括第三热敏电阻、电阻R32、电阻R36、电容36和电容C37，所述电阻R36的一端经电阻R32与电源正极连接，另一端经电容C36与地连接，所述电阻R36的一端经通过插件P10的第五接线端子与第三热敏电阻连接，另一端与所述控制芯片U4的输入端连接；所述电容C37的一端与所述电阻R36的一端连接，另一端与地连接；
所述环境检测模块包括主芯片U6、电阻R29、电阻R30、电阻R34和电阻R39，所述主芯片U6的输入端通过插件P9与烟尘传感器连接，所述主芯片U6的第一输出端通过电阻R29与电源正极连接，所述主芯片U6的第一输出端还通过电阻R30与控制芯片U4的输入端连接，所述主芯片U6的第二输出端通过电阻R39与电源正极连接，所述主芯片U6的第二输出端还通过电阻R34与控制芯片U4的输入端连接；
所述电能监控模块包括电能计量芯片U2和电压互感器P8，所述主芯片U2的输入端通过电压互感器P8与待测电路连接；
所述GPRS通信模块包括通信芯片U5。
3.根据权利要求2所述的一种基于大数据平台的“煤改电”智能监控系统，其特征在于，所述控制芯片U2的型号为REG8209D；所述通信芯片U5的型号为Sim8000；所述主芯片U6的型号为Max485ESA；所述电压互感器P8的型号为ZTH-127。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据平台的“煤改电”智能监控系统，其特征在于，所述智能监控设备还包括电源模块，所述电源模块用于给所述智能监控设备供电。
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