CN109668637A - 一种无线联网型电气线缆温度隐患预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种无线联网型电气线缆温度隐患预警系统，系统包括一个物联网云平台、一个或多个无线集中网关、一个或多个线缆温度探测器和无线声光报警器；每个无线集中网关通过LPWAN无线信号连接到至少一个线缆温度探测器和/或无线声光报警器；每个线缆温度探测器包括若干个温度探头。本发明的线缆温度探测器和无线集中网关上均设置有板载探头，可以对探测器和网关工作的环境温度进行检测，保证其安全工作。探测器、报警器和网关可以实现锂电池和市电供电两种形式，MCU模块实现实时低电量检测，可以更有效的对探测器和报警器进行供电。线缆温度探测器的温度探头安装在配电柜空开线缆连接处或桥架/地槽线缆端，可以更好的测量线缆的温度。

Description

一种无线联网型电气线缆温度隐患预警系统及方法

技术领域

本发明涉及用电安全监测领域，公开了一种无线联网型电气线缆温度隐患预警系统及方法。

背景技术

走访火灾现场，火灾更多的发生在不能安装电气火灾探测设备的生产企业、 社区物业电气线路上，发生位置为线缆的各种接头点，因过载、热胀冷缩、线缆 震动引发接头点松动，线缆松动引起接触不良从而线缆接头点产生高温后破坏绝 缘层，线缆绝缘层破坏后短路打火引发大火，大部分线缆接头位于线路桥架或架 空线路上。

目前，虽然我国在电气火灾的技术预防上也有不少产品，如漏电断路器、过载保护器、电气火灾监控探测器，但依然不具备对电气线路隐患的全面检测和事前预判的能力，电气火灾事故依然居高不下，相关部门疲于救灾。因此为了降低整个社会的电气火灾发生率，需要能高效、全面、超前地对电气线路安全隐患点进行实时在线全面检测的联网型电气线路隐患监管产品。

目前市面上的类似产品，存在有线方式和无线方式两种；传统的有线方式电气线缆监测系统，因为系统安装麻烦、工程施工量大、建设成本和维护成本高、维保难度高，全民推广非常困难，特别在不易布线或不能破坏建筑物的情况下无法使用。传统的无线方式电气线缆检测系统，因为功耗高需要220V电源接入、传输距离近、通信资源有限、成本高等因素，并不适合全领域推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线联网型电气线缆温度隐患预警系统及方法。因此，本发明采用以下技术方案。

一种无线联网型电气线缆温度隐患预警系统，所述系统包括一个物联网云平台、一个或多个无线集中网关、一个或多个线缆温度探测器和无线声光报警器；每个无线集中网关通过LPWAN无线信号连接到至少一个线缆温度探测器和/或无线声光报警器；每个线缆温度探测器包括若干个温度探头。

优选的，所述物联网云平台通过无线通信连接到每一个无线集中网关，用于接收无线集中网关的数据和下发指令给无线集中网关，所述物联网云平台包括前置服务器，前置服务器连接数据库服务器、应用服务器和存储服务器。

优选的，所述无线集中网关包括网关MCU、移动网络通信单元、无线终端通信单元和板载探头；所述无线集中网关通过网关MCU对网络配置信息进行存储和对接收的数据进行处理转发，并通过移动网络通信单元将数据上传至物联网云平台的前置服务器，通过无线终端通信单元连接至少一个线缆温度探测器和/或无线声光报警器；

所述无线集中网关还包括一个电源管理模块和一块可充电电池，以及一个市电接口；所述市电接口接入外接电源线，使无线集中网关通过市电工作；电源管理模块进行电源管理，并且实时监控供电状态，可充电电池在市电接口无法供电时为无线集中网关提供电源。

优选的，所述线缆温度探测器还包括探测器MCU、探测器通信单元、供电模块和板载探头；线缆温度探测器通过探测器MCU控制温度探头采集温度信息，由探测器MCU对温度信号进行处理，得到相应的温度数值，探测器通信单元将温度数据发送至无线集中网关；

所述线缆温度探测器还包括转换电路，转换电路连接在温度探头与探测器MCU之间，温度探头与转换电路之间用延长线连接。

优选的，所述线缆温度探测器的温度探头的个数至少为4个，所述温度探头分别固定在所述电气线缆的3根火线和1根零线上。

优选的，所述无线声光报警器包括第一MCU、无线通信单元、电源及电池管理模块、LED指示单元、蜂鸣器；所述无线声光报警器接收到无线集中网关通过无线终端通信单元发送的报警信号时，LED指示单元发出灯光报警，蜂鸣器发出报警声音。

优选的，所述物联网云平台通过应用服务器连接到PC电脑或/和智能手机或/和pad平板电脑或/和大屏显示终端中。

一种无线联网型电气线缆温度隐患预警方法，包括以下步骤：

步骤1、无线集中网关系统初始化，并与物联网云平台建立连接，使网关与物联网云平台能够正常通信；同时，无线集中网关自动建立基于LPWAN的无线监控网络；线缆温度探测器、声光报警器系统均初始化，并与同一信道的无线集中网关建立连接；

步骤2、线缆温度探测器通过温度探头采集线缆温度信息，生成温度信号或报警信号，并通过探测器通信单元发送给无线集中网关；

步骤3、声光报警器接收到无线集中网关通过无线终端通信单元发送的报警信号时，发出声光报警。

步骤4、无线集中网关接收到线缆温度探测器发送的线缆温度信息或报警信号后，进行数据处理和协议转换，并将线缆温度信息或报警信息上传到物联网云平台；

步骤5、物联网云平台的前置服务器接收无线集中网关发送温度信息或报警信息，并对数据进行解析，将数据实时分发到数据库中，并更新应用服务器。

优选的，步骤1中，进一步包括，所述线缆温度探测器通过所述探测器通信单元发送第一数据包到无线集中网关来进行连接检测，所述第一数据包包括线缆温度探测器ID信息、线缆温度探测器电池电压信息、线缆温度探测器报警状态信息；所述温度探测器报警状态信息中包括当前温度探测器探测到的温度值和温度超限标识位；所述温度超限标识位根据探测器MCU判断温度是否超限来进行设定；当所述探测器MCU收到无线集中网关的应答信号后，连接检测正常，否则连接失败；

所述无线声光报警器通过无线通信单元发送第二数据包到无线集中网关来进行初始化，所述第二数据包包括声光报警器ID信息、声光报警器电池充电状态信息和声光报警器开启状态信息；当第一MCU收到无线集中网关的应答信号后，连接检测正常，否则失败。

优选的，步骤2中，进一步包括，通过探测器MCU控制温度探头采集温度信息，温度信号通过转换电路返回至探测器MCU，由探测器MCU对温度信号进行温度数据计算，得到相应的温度信息，探测器MCU对温度信息进行温度超限检测，若温度超限，则点亮LED灯，启动蜂鸣器，并进入下一步；若温度未超限则探测器MCU进行电池电压检测，若电压过低，则启动蜂鸣器；若电压正常则进入下一步；

步骤4中，进一步包括，网关MCU读取线缆温度信息或报警信号，并进行温度数据计算，网关MCU对温度信息进行温度超限检测，若温度超限，则点亮LED灯，启动蜂鸣器；线缆温度信息或报警信息上传到物联网云平台的同时，OLED大屏刷新实时信息。

本发明的有益效果是：本发明的线缆温度探测器和无线集中网关上均设置有板载探头，可以对探测器和网关工作的环境温度进行检测，保证其安全工作。探测器、报警器和网关可以实现锂电池和市电供电两种形式，MCU模块实现实时低电量检测，可以更有效的对探测器和报警器进行供电。线缆温度探测器的温度探头安装在配电柜空开线缆连接处或桥架/地槽线缆端，可以更好的测量线缆的温度。

附图说明

图1为系统整体架构图。

图2为无线集中网关硬件结构图。

图3为市电型线缆温度探测器硬件结构图。

图4为直流型线缆温度探测器硬件结构图。

图5为无线声光报警器的系统框图。

图6为线缆温度探测器工作流程图。

图7为无线声光报警器的工作流程图。

图8 为无线集中网关工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。

实施例一

本发明实施例一公开了一种使用和扩展方便、组网方便、实时性强、抗干扰性强、数据信息安全性高、低功耗工作、超长通信距离的无线联网型电气线缆温度隐患预警系统。如图1-5所示。

一种无线联网型电气线缆温度隐患预警系统，包括一个物联网云平台、若干个无线集中网关、若干个线缆温度探测器和无线声光报警器；每个无线集中网关通过LPWAN无线信号连接到至少一个线缆温度探测器和/或无线声光报警器。线缆温度探测器可以是无线联网型线缆温度探测报警器，无线声光报警器可以是无线联网型声光报警器。

物联网云平台通过无线通信连接到每一个无线集中网关，用于接收无线集中网关的数据和下发指令给无线集中网关，所述物联网云平台包括前置服务器，前置服务器连接数据库服务器、应用服务器和存储服务器。

物联网云平台还包括用户终端，即PC电脑、智能手机、pad平板电脑、大屏显示终端；通过前置服务器将无线集中网关上传的数据进行解析、存储、预处理等，然后将数据同时写入数据库和实时更新应用服务器，用户通过PC电脑、智能手机、Pad平板电脑登录平台软件系统后进行实时数据监控、历史数据查询、统计分析、设备维护管理或远程联动控制，下行控制指令通过应用服务器传送到前置服务器，由前置服务器对无线集中网关下发远程控制指令，并且监控网关返回的控制指令执行反馈，对应用服务器、数据库、存储服务器进行数据更新；其中大屏显示终端分监控数据展示和广告内容展示；监控数据实时从数据库获取，广告内容信息和大屏显示设备由应用服务器后台管理系统进行维护更新和监控管理；报警时，物联网云平台通过平台声音报警、地图定位报警、手机短信报警、微信关联报警、电话语音报警、大屏显示终端本地报警定位等多种报警通知方式；可通过APP软件、PC电脑WEB端系统、微信公众号等通道进行数据查询、处理、远程联动控制功能。

无线集中网关包括网关MCU、移动网络通信单元、无线终端通信单元和板载探头，无线集中网关通过网关MCU对网络配置信息进行存储和对接收的数据进行处理转发，并通过移动网络通信单元将数据上传至物联网云平台的前置服务器，通过无线终端通信单元连接至少一个线缆温度探测器和无线声光报警器。无线终端通信单元可以采用LORA无线通信。LORA是一种LPWAN技术。

无线集中网关还包括一个显示OLED、一个蜂鸣器、三个LED指示灯、三个按键；其中，市电接口接入外接电源线，使无线集中网关通过市电工作；无线终端通信单元实现下行控制指令和接收线缆温度探测器上传数据，移动网络通信单元实现通过运营商网络与物联网云平台建立连接，上传线缆温度探测器监控数据和网关自身心跳数据，还实现物联网云平台下行控制指令的接收；LPWAN无线通信单元收发的数据处理和移动网络通信单元的收发数据处理逻辑通过MCU处理器实现；移动网络通信单元与物联网云平台建立连接后，通过LED指示灯显示连接状态；无线终端通信单元进行收发通信时，LED指示灯显示通信状态模式；无线终端通信单元接收来自线缆温度探测器的温度数据，通过网关MCU获取数据，并且对数据进行协议转换，然后由移动网络通信单元将温度数据上传至物联网云平台。无线集中网关还设置有板载探头，板载探头可以测量无线集中网关周围环境温度，当无线集中网关周围环境温度超限时，可以上报至服务器并发出报警。无线集中网关还包括显示屏。

无线集中网关还包括一个电源管理模块和一块可充电电池，以及一个市电接口，即220V电压接口；其中，市电接口接入外接电源线，使网关通过市电工作；电源管理模块进行电源管理，并且实时监控供电状态，可充电电池在市电接口无法供电时为无线集中网关提供电源，并通过移动网络通信单元上传一条断电提醒数据帧至物联网云平台，当220V市电恢复时自动切换为市电接口供电，可充电电池进入充电模式直到电池充满，并且通过移动网络通信单元上传一条市电恢复提醒数据帧至物联网云平台。

无线集中网关可通过3个调试按键(上、下、确认)进行参数查询和参数设置，参数设置后自动通过移动网络通信单元将修改后的参数同步到物联网云平台。

线缆温度探测器包括一个探测器MCU、一个探测器通信单元、一个供电模块，以及若干温度探头和板载探头；将温度探头安装在配电柜空开线缆连接处或桥架/地槽线缆端，通过探测器MCU控制温度探头采集温度信息，由探测器MCU对温度信号进行处理，得到相应的温度数值，探测器通信单元将温度数据发送至无线集中网关。线缆温度探测器的温度探头的个数为4个，温度探头分别固定在电气线缆的3根火线和1根零线上。任意一个温度探头测量到电气线缆温度的值超限，线缆温度探测器会发出报警信号。探测器通信单元可以采用LORA无线通信。

温度探头内部包含NTC温感元件，探测器检测到周围温度，从而影响探测器的电阻，电阻信号转变成电压信号，再将该电压信号传到探测器MCU。因此该模块的功能就是转化，不计算是否超限。电压信号上传到探测器MCU，由MCU来计算当前温度是否超过阈值，MCU周期性读取该电压信号，在2种情况下：超过报警值和上报周期时间达到时，会将计算结果上报网关。

转换电路检测到周围温度，从而影响探测器的电阻，电阻信号转变成电压信号，再将该电压信号传到MCU。因此该模块的功能就是转化，不计算是否超限。电压信号上传到MCU，由MCU来计算当前温度是否超过阈值，MCU 周期性读取该电压信号, 在2种情况下：超过报警值和上报周期时间达到时，会将计算结果上报网关。

板载探头可以测量线缆温度探测器周围环境温度，当线缆温度探测器周围环境温度超限时，也可以上报无线集中网关并发出报警。线缆温度探测器还包括转换电路，转换电路连接在温度探头和温度探头与探测器MCU之间，温度探头与转换电路之间用延长线连接，延长线的距离可以为1m，温度探头与转换电路之间的连线较长，方便线缆温度的测量。转换电路将温度探头检测到的电阻变化信号变为电压变化信号，探测器MCU才能进行信号采集。

线缆温度探测器还包括一个蜂鸣器、三个LED指示灯；正常状态下，LED指示灯显示正常工作状态模式；报警状态下，LED指示灯进行光报警，并且蜂鸣器响起进行声报警，设备进入报警状态；故障状态下(如电池不足、通信受阻、传感器故障)，LED指示灯显示故障状态模式；设备通信时，LED指示灯显示通信状态模式；设备通过电池供电，供电模块定时采集电池电压，并上传至网关。

无线声光报警器包括第一MCU、无线通信单元、电源及电池管理模块、LED指示单元、蜂鸣器。无线声光报警器接收到无线集中网关通过无线终端通信单元发送的报警信号时，LED指示单元发出灯光报警，蜂鸣器发出报警声音。无线通信单元可以采用LORA无线通信。

物联网云平台通过无线通信连接到无线集中网关，用于接收无线集中网关的数据和下发指令给无线集中网关，物联网云平台包括前置服务器、数据库服务器、应用服务器和存储服务器，无线集中网关通过运营商网络连接到前置服务器，前置服务器连接数据库服务器、应用服务器和存储服务器，应用服务器连接到应用终端，应用终端可以是PC电脑、智能手机、pad平板电脑或大屏显示终端中等终端。用户可以根据应用终端接收的数据来获取相应的探测器或报警器的电池电压状态、报警状态和安装状态，并进行相应的处理。

实施例二

本发明第二实施例公开了一种无线联网型电气线缆温度隐患预警方法，如图6-8所示，具体包括以下步骤：

步骤1、无线集中网关系统初始化，并与物联网云平台建立连接，使网关与物联网云平台能够正常通信；同时，无线集中网关自动建立基于LPWAN的无线监控网络；线缆温度探测器系统初始化，并与同一信道的无线集中网关建立连接；线缆温度探测器通过探测器通信单元发送第一数据包到无线集中网关来进行连接检测，第一数据包包括线缆温度探测器ID信息、线缆温度探测器电池电压信息、线缆温度探测器报警状态信息；温度探测器报警状态信息中包括当前温度探测器探测到的温度值和温度超限标识位；温度超限标识位根据探测器MCU判断温度是否超限来进行设定；当探测器MCU收到无线集中网关的应答信号后，连接检测正常，否则连接失败；无线声光报警器通过无线通信单元发送第二数据包到无线集中网关来进行连接检测，第二数据包包括声光报警器ID信息、声光报警器电池充电状态信息和声光报警器开启状态信息；当第一MCU收到无线集中网关的应答信号后，连接检测正常，否则失败。

步骤2、线缆温度探测器通过温度探头采集线缆温度信息，生成温度信号或报警信号，并通过探测器通信单元发送给无线集中网关。线缆温度探测器完成初始化后，探测器MCU对采集到的温度数据进行计算，计算温度是否超限，若温度超限则点亮LED灯并启动蜂鸣器，若温度没有超限，则对电池电压进行检测，若电池电压过低，则启动蜂鸣器，并向无线集中网关发送第一数据包，第一数据包包括线缆温度探测器ID信息、线缆温度探测器电池电压信息、线缆温度探测器报警状态信息。

步骤3、声光报警器接收到无线集中网关通过无线终端通信单元发送的报警信号时，发出声光报警。声光报警器初始化完成后，启动定时上传，等待控制指令，收到控制指令流程，启动或关闭声光报警，第一MCU向无线集中网关发送第二数据包，第二数据包包括声光报警器ID信息、电池充电状态信息、开启状态信息。

步骤4、无线集中网关接收到线缆温度探测器发送的线缆温度信息或报警信号后，进行数据处理和协议转换，并将线缆温度信息或报警信息上传到物联网云平台。网关MCU接收探测器或报警器发送的数据包，根据数据包中的ID信息来解析数据包类型，读取数据包中的温度信息、电池电压状态、安装状态、报警信号，并进行数据计算，网关MCU对信息进行超限检测。不同的探测器或报警器的ID不同，识别数据包中的ID后，就可以知道数据包中携带的信息的类型。若数据超限，则点亮报警LED灯，启动蜂鸣器，并启动脱扣控制。无线网关向物联网云平台发送第三数据包，第三数据包包括网关ID、序列号和探头或报警器发送的数据包。温度信息、电池电压状态、安装状态、报警信息上传到物联网云平台的同时，OLED大屏刷新实时信息。

步骤5、物联网云平台的前置服务器接收无线集中网关发送温度信息或报警信息，并对数据进行解析数据，将数据实时分发到数据库中，并更新应用服务器。物联网云平台包括前置服务器、数据库服务器、应用服务器和存储服务器，无线集中网关通过运营商网络连接到前置服务器，前置服务器连接数据库服务器、应用服务器和存储服务器，应用服务器连接到应用终端。无线集中网关首先向物联网云平台发送验证数据包，验证网关的权限，验证数据包中包括网关ID、序列号、秘钥等信息。网关首先通过运营商网络将验证数据包发送到前置服务器，前置服务器将验证数据包送到应用服务器进行验证，验证通过后向网关发送验证通过的消息。网关通过权限验证后，向物联网云平台发送第三数据包，第三数据包包括网关ID和探头或报警器发送的数据包，前置服务器对第三数据包进行解密和解析，前置服务器将解密和解析后的数据发送给存储服务器进行存储或发送给应用服务器。应用服务器根据数据包中的序列号来判断对应的用户，并将信息发送给对应的用户的应用终端，用户可以根据应用终端接收的数据来获取相应的探测器或报警器的电池电压状态、报警状态和安装状态，并进行相应的处理。通知用户可以通过短信或邮件等方式。

步骤2中，进一步包括，通过探测器MCU控制温度探头采集温度信息，温度信号通过转换电路返回至探测器MCU，由探测器MCU对温度信号进行温度数据计算，得到相应的温度信息，探测器MCU对温度信息进行温度超限检测，若温度超限，则点亮LED灯，启动蜂鸣器，并进入下一步；若温度未超限则直接进入下一步，探测器MCU进行电池电压检测，若电压过低，则启动蜂鸣器；若电压正常则进入下一步。

报警状态下，线缆温度探测器会自动感应报警源是否解除，如果报警源恢复正常则自动取消报警状态，无需远程联动控制。

无线集中网关的工作流程如下：首先，对网关进行系统初始化，即对无线集中网关的每一模块进行初始参数配置使无线集中网关在其他相应配套硬件上传数据时，可以进行无线模块读取，进而提取温度数据。同时，MCU模块转换板载本身的温度。在MCU中，通过温度的变化影响NTC电阻信号，在转换电路中电阻信号将影响电压信号。因此，由电压信号可以得到一定的数字记录来反推当前设备所探测到的温度值，即完成了温度的读取和显示，且对每一次温度都进行超限检测，当前温度值超过设定的阈值时，无线集中网关通过无线通信单元将数据发送声光报警器，声光报警器开启。同时无线集中网关将通过运营商网络将数据发送至物联网云平台，最后可通过按键操作进行数据检测，在OLED显示凭上实时刷新。

物联网平台加密技术：加密采用自主研制的异或位移算法，通过无限长可变的密钥对所需加密的字符串按照异或位移方式进行加密，好处在于每次加密的结果都不一样，大大降低了被破解的可能，提高了系统的安全性。这种加密技术使用在网关、控制器等硬件设备与物联网平台之间的数据传输，具体使用：a、网关发出的各种数据通过本算法进行加密；b、物联网平台很多重要的数据，比如：用户密码、对硬件设备需要下发的数据均采用本算法进行加密。

应用终端通知应用服务器需要的数据，实现订阅；应用服务器收到应用终端需要的数据，立马推送给应用终端，实现推送。应用终端与应用服务器之间的数据传输采用websocket和消息队列技术，代替了轮回方式的数据传输，使得应用终端与应用服务器之间的数据可以实时交互，不用等待轮回时间。

本实施例还包括以下步骤：物联网云平台能够通过应用服务器的软件系统将下行控制指令发送给前置服务器，并由前置服务器将下行发送控制指令发送给无线集中网关，无线集中网关通过移动网络通信单元接收远程控制指令，并通过网关MCU进行处理执行 。

本发明中的无线终端通信单元和探测器通讯单元均采用LPWAN通信技术，LPWAN(低功耗广域网，Low-Power Wide-Area Network，简称LPWAN)技术是一种新兴的物联网通信技术，与其他的无线通信技术相比其主要的优势是功耗低、组网能力强、传输距离广、信号穿透性强、灵敏度高。

LPWAN的无线通信协议灵活，用户可针对不同的应用，对网络协议进行优化或精简，以提高网络的数据传输效率；无线网络的传输距离，在增强或减弱了RF的发射功率因子后，通信距离随之加长或减短，满足用户对传输距离的多种要求；LPWAN无线通信协议实时性非常强，数据传输延时短，接入网络的延时在30ms以下，相对其他无线网络的接入时间短得多；LPWAN节点在不工作时，自动进入休眠状态，能从很短的时间内转入工作模式，节约系统能量；此外，LPWAN还有安全性保障模式，用户可以根据需要选择，对系统传输数据具有很好的安全保障；无线芯片内含MCU、RAM、A/D转换、数字时钟、看门狗程序、电源管理单元、DAM控制器、闪存、基带数据处理单元、RF处理传输等部分组成。

LPWAN技术特别适用于传输数据量小、实时性要求高、传输距离远、电池供电、穿透/绕射能力强、安装施工简单、维护成本低、资源有限、环境恶劣等要求的场景。

本发明系统可采用极低功耗设计、两节锂电池可达到3-10年左右的使用寿命。结合专有的扩频技术，能较大程度的提高了信号增益，使其在理想状态下通信距离可达5公里左右，有效地提高了传输可靠性。本发明特别适用于传输数据量小、实时性要求高、传输距离远、电池供电、穿透/绕射能力强、安装施工简单、维护成本低、资源有限、环境恶劣等要求的场景。例如生产企业，架空线缆接点多且易发生线缆高温；社区物业公共部分线路，各户居民不断增加的电气设备易引发公共部分主线路超负荷发生高温；文物古建筑线路，线缆高温极易引发大火。传统有线方式的消防监控系统无法满足需求，本发明所采用的监控系统才是生产企业、社区物业、古建筑消防安全的最佳选择。

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 (10)

1.一种无线联网型电气线缆温度隐患预警系统，其特征在于，所述系统包括一个物联网云平台、一个或多个无线集中网关、一个或多个线缆温度探测器和无线声光报警器；每个无线集中网关通过LPWAN无线信号连接到至少一个线缆温度探测器和/或无线声光报警器；每个线缆温度探测器包括若干个温度探头。

2.根据权利要求1所述的无线联网型电气线缆温度隐患预警系统，其特征在于，所述物联网云平台通过无线通信连接到每一个无线集中网关，用于接收无线集中网关的数据和下发指令给无线集中网关，所述物联网云平台包括前置服务器，前置服务器连接数据库服务器、应用服务器和存储服务器。

3.根据权利要求1所述的无线联网型电气线缆温度隐患预警系统，其特征在于，所述无线集中网关包括网关MCU、移动网络通信单元、无线终端通信单元和板载探头；所述无线集中网关通过网关MCU对网络配置信息进行存储和对接收的数据进行处理转发，并通过移动网络通信单元将数据上传至物联网云平台的前置服务器，通过无线终端通信单元连接至少一个线缆温度探测器和/或无线声光报警器；

所述无线集中网关还包括一个电源管理模块和一块可充电电池，以及一个市电接口；所述市电接口接入外接电源线，使无线集中网关通过市电工作；电源管理模块进行电源管理，并且实时监控供电状态，可充电电池在市电接口无法供电时为无线集中网关提供电源。

4.根据权利要求1所述的无线联网型电气线缆温度隐患预警系统，其特征在于，所述线缆温度探测器还包括探测器MCU、探测器通信单元、供电模块和板载探头；线缆温度探测器通过探测器MCU控制温度探头采集温度信息，由探测器MCU对温度信号进行处理，得到相应的温度数值，探测器通信单元将温度数据发送至无线集中网关；

所述线缆温度探测器还包括转换电路，转换电路连接在温度探头与探测器MCU之间，温度探头与转换电路之间用延长线连接。

5.根据权利要求1或4所述的无线联网型电气线缆温度隐患预警系统，其特征在于，所述线缆温度探测器的温度探头的个数至少为4个，所述温度探头分别固定在所述电气线缆的3根火线和1根零线上。

6.根据权利要求1所述的无线联网型电气线缆温度隐患预警系统，其特征在于，所述无线声光报警器包括第一MCU、无线通信单元、电源及电池管理模块、LED指示单元、蜂鸣器；所述无线声光报警器接收到无线集中网关通过无线终端通信单元发送的报警信号时，LED指示单元发出灯光报警，蜂鸣器发出报警声音。

7.根据权利要求1所述的无线联网型电气线缆温度隐患预警系统，其特征在于，所述物联网云平台通过应用服务器连接到PC电脑或/和智能手机或/和pad平板电脑或/和大屏显示终端中。

8.一种无线联网型电气线缆温度隐患预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、无线集中网关系统初始化，并与物联网云平台建立连接，使网关与物联网云平台能够正常通信；同时，无线集中网关自动建立基于LPWAN的无线监控网络；线缆温度探测器、声光报警器系统均初始化，并与同一信道的无线集中网关建立连接；

步骤2、线缆温度探测器通过温度探头采集线缆温度信息，生成温度信号或报警信号，并通过探测器通信单元发送给无线集中网关；

步骤3、声光报警器接收到无线集中网关通过无线终端通信单元发送的报警信号时，发出声光报警；

步骤4、无线集中网关接收到线缆温度探测器发送的线缆温度信息或报警信号后，进行数据处理和协议转换，并将线缆温度信息或报警信息上传到物联网云平台；

步骤5、物联网云平台的前置服务器接收无线集中网关发送温度信息或报警信息，并对数据进行解析，将数据实时分发到数据库中，并更新应用服务器。

9.根据权利要求8所述的一种独立区域无线联网型火灾报警方法，其特征在于，步骤1中，进一步包括，所述线缆温度探测器通过所述探测器通信单元发送第一数据包到无线集中网关来进行连接检测，所述第一数据包包括线缆温度探测器ID信息、线缆温度探测器电池电压信息、线缆温度探测器报警状态信息；所述温度探测器报警状态信息中包括当前温度探测器探测到的温度值和温度超限标识位；所述温度超限标识位根据探测器MCU判断温度是否超限来进行设定；当所述探测器MCU收到无线集中网关的应答信号后，连接检测正常，否则连接失败；

所述无线声光报警器通过无线通信单元发送第二数据包到无线集中网关来进行初始化，所述第二数据包包括声光报警器ID信息、声光报警器电池充电状态信息和声光报警器开启状态信息；当第一MCU收到无线集中网关的应答信号后，连接检测正常，否则失败。

10.根据权利要求8所述的无线联网型电气线缆温度隐患预警方法，其特征在于，步骤2中，进一步包括，通过探测器MCU控制温度探头采集温度信息，温度信号通过转换电路返回至探测器MCU，由探测器MCU对温度信号进行温度数据计算，得到相应的温度信息，探测器MCU对温度信息进行温度超限检测，若温度超限，则点亮LED灯，启动蜂鸣器，并进入下一步；若温度未超限则探测器MCU进行电池电压检测，若电压过低，则启动蜂鸣器；若电压正常则进入下一步；

步骤4中，进一步包括，网关MCU读取线缆温度信息或报警信号，并进行温度数据计算，网关MCU对温度信息进行温度超限检测，若温度超限，则点亮LED灯，启动蜂鸣器；线缆温度信息或报警信息上传到物联网云平台的同时，OLED大屏刷新实时信息。