CN109785557B - 一种智能电力光缆反外损监测预警系统及其监测预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能电力光缆反外损监测预警系统，包含：若干个监测设备，间隔开的固定设置在光缆上；监测设备存储有唯一的设备ID号，采集的光缆震动信号并与存储的设备ID号一同发给云服务器；所述云服务器信号连接监测设备，存储所有监测设备的设备ID号和与设备ID号对应的监测设备地理位置信息，根据接收的震动信号与设备ID号生成对应的报警信息并发送；所述网关，信号连接设置在云服务器与监测设备之间，实现云服务器与监测设备之间的双向通讯；所述客户端，信号连接云服务器，接收所述报警信息。本发明还包括一种电力光缆反外损监测预警方法。本发明可以及时准确通知工作人员光缆险情发生地，通过智能报警模式节约了大量劳动力。

Description

一种智能电力光缆反外损监测预警系统及其监测预警方法

技术领域

本发明涉及电力系统光缆监控设备领域，尤其是一种基于NB-IOT通讯的智能电力光缆反外损监测预警系统。

背景技术

电力光缆以及地下线缆设施的管理已经成为当前我国安防领域急需攻克的一个难题，其中，安装简便成本低的前置传感装置和信号传输、控制技术是关键。目前市场上有各种式样的电力光缆，但都大同小异，都是从电力光缆的材料以及防盗设计方面来着手解决电力光缆被盗现象的。目前通常采用传统的人工维护管理模式，巡检电力光缆是否有被损坏和被盗窃的情况，巡检人力成本高且巡检时间长。电力光缆丢失后不能及时确定被盗位置并通知工作人员进行修补，容易造成安全遗患。更不能对外力破坏电力光缆的行为进行及时、准确的预警。

基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IOT)为万物互联网络的一个重要分支；NB-IOT具备以下特点：一是广覆盖；二是具备支撑海量连接的能力；三是更低功耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能电力光缆反外损监测预警系统，能够智能化、自动化的快速对外力破坏光缆的行为进行报警，在电力光缆损坏之前实现及时预警，并准确上报破坏电力光缆发生地的具体位置给工作人员。

为了达到上述目的，本发明提供一种智能电力光缆反外损监测预警系统，包含：云服务器、网关、若干个客户端和若干个监测设备；

所述监测设备，间隔开的固定设置在光缆上；监测设备存储有唯一的设备ID号；监测设备主动发送连接信息给云服务器实现建立与云服务器的连接，并定时发送在线信息给云服务器；监测设备还采集光缆震动信号，并将采集的光缆震动信号和存储的设备ID号一起发给云服务器；

所述云服务器信号连接监测设备，存储所有监测设备的设备ID号和与设备ID号对应的监测设备地理位置信息；云服务器响应监测设备发送的连接信息和在线信息，根据接收的震动信号与设备ID号生成对应的监测设备的报警信息，为没有发送连接信息和没有定时发送在线信息的监测设备生成故障信息，并发送所述报警信息和故障信息给客户端；

所述网关，信号连接设置在云服务器与监测设备之间，实现云服务器与监测设备之间的双向通讯；

所述客户端，信号连接云服务器，工作人员通过所述客户端登录云服务器，接收所述报警信息、故障信息，并反馈报警信息处理情况、监测设备故障维修情况。

所述监测设备包含：

震动传感器，采集光缆的震动信号；

主控模块，连接所述震动传感器，获取震动信号；主控模块还存储有所属监测设备的设备ID号；主控模块主动发送连接信息给云服务器，云服务器响应收到该连接信息，实现建立监测设备与云服务器的连接；主控模块还定时发送所属监测设备的在线信息给云服务器，并将采集的光缆震动信号和存储的设备ID号一起发给云服务器；

NB-IOT通讯模块，连接设置在主控模块和网关之间，采用NB-IOT无线通信技术实现监测设备与网关之间的双向通讯。

所述监测设备还包含太阳能电源模块，连接主控模块；所述太阳能电源模块将太阳能转换为所述主控模块的工作电能。

所述在线信息包含：设备ID号、在线信息标识符、在线信息时间戳；所述连接信息包含：设备ID号、连接信息标识符、连接信息时间戳。

所述报警信息包含：设备ID号、与设备ID号对应的监测设备地理位置信息、报警信息标识符、报警信息时间戳；所述故障信息包含：设备ID号、与设备ID号对应的监测设备地理位置信息、故障信息标识符、故障信息时间戳。

所述若干个客户端包含PC机和手机；PC机安装有与云服务器交互的应用程序，手机安装有与云服务器交互的APP；每个客户端在系统中地位相等。

云服务器与客户端之间采用HTTP协议通信；云服务器与网关之间采用TCP协议通讯。

所述云服务器还包含账户管理单元和业务管理单元；所述账户管理单元用于管理工作人员的登录信息、登录权限；所述业务管理单元用于管理设备ID号、监测设备地理位置信息，生成和发送报警信息、故障信息，显示监测设备维修进度、报警信息处理结果。

一种电力光缆反外损监测预警方法，采用本发明所述的智能电力光缆反外损监测预警系统实现的，包含步骤：

S1、管理员在云服务器中预先存储所有监测设备的设备ID号、与设备ID号对应的监测设备地理位置信息；管理员通过云服务器为工作人员设置登录账号和登录权限；

S2、监测设备的主控模块主动发送连接信息给云服务器，云服务器响应连接信息，进入S3；云服务器为超过连接时间阈值且没有发送连接信息的监测设备生成故障信息，进入S5；

S3、主控模块定时发送在线信息给云服务器，云服务器响应在线信息；进入S4；否则，云服务器为超过定时发送时间阈值且没有定时发送在线信息的监测设备生成故障信息，进入S5；

S4、主控模块通过震动传感器获取光缆震动信息，当获取到光缆的震动信息，主控模块发送光缆震动信息和所属监测设备的设备ID号给云服务器；云服务器生成报警信息，进入S5；

S5、云服务器将报警信息、故障信息发送给客户端；工作人员根据报警信息、故障信息中的监测设备地理位置信息赶到事故现场进行处理，并通过客户端反馈监测设备维修进度、报警信息处理结果。

与现有技术相比，本发明的优点是：本发明通过设置若干个监测设备于光缆上，获取的光缆震动信息并利用NB-IOT通讯模块实现将光缆震动信息和设备ID号及时上传到云服务器；云服务器以光缆震动信息作为外力干涉光缆的标识，结合对应于设备ID号的监测设备地理位置信息生成报警信息并发送给客户端，实现准确上报光缆险情发生地，及时通知工作人员，从而快速地解决了光缆被盗、被损坏的安全遗患。本发明涉及简单、效果可靠、通过智能报警模式节约了大量劳动力，具有很好的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本发明的监测预警系统结构示意图；

图中：1、监测设备；2、震动传感器；3、主控模块；4、NB-IOT通讯模块；5、太阳能电源模块；6、网关；7、云服务器；8、手机；9、PC机。

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。

如图1所示，本发明提供一种本发明提供一种智能电力光缆反外损监测预警系统，包含：云服务器7、网关6、若干个客户端和若干个监测设备1。

所述监测设备1，间隔开的固定设置在光缆上，包含：

震动传感器2，采集光缆的震动信号；

主控模块3，连接所述震动传感器2，获取震动信号；主控模块3还存储有所属监测设备1的设备ID(Identity身份)号；所述设备ID号唯一，每个监测设备1的设备ID号均不同；主控模块3主动发送连接信息给云服务器7，云服务器7响应收到所述连接信息，实现建立监测设备1与云服务器7的连接；主控模块3还定时发送所属监测设备1的在线信息给云服务器7，并将采集的光缆震动信号和存储的设备ID号一起发给云服务器7；所述连接信息包含：设备ID号、连接信息标识符、连接信息时间戳；所述在线信息包含：设备ID号、在线信息标识符、在线信息时间戳；

NB-IOT通讯模块4，连接设置在主控模块3和网关6之间，采用NB-IOT无线通信技术实现监测设备1与网关6之间的双向通讯；

太阳能电源模块5，连接主控模块3，将太阳能转换为所述主控模块3的工作电能。

所述云服务器7信号连接监测设备1，并存储所有监测设备1的设备ID号和与设备ID号对应的监测设备地理位置信息；云服务器7响应监测设备1发送的连接信息和在线信息；当超过在主控模块3内预先设定的响应时间阈值，而主控模块3没有收到云服务器7的响应，主控模块3会自动重发所述连接信息和在线信息给云端服务器。云服务器7根据接收的震动信号与设备ID号生成对应的监测设备1的报警信息，为没有发送连接信息和没有定时发送在线信息的监测设备1生成故障信息，并发送所述报警信息和故障信息给客户端。所述报警信息包含：设备ID号、与设备ID号对应的监测设备地理位置信息、报警信息标识符、报警信息时间戳。所述故障信息包含：设备ID号、与设备ID号对应的监测设备地理位置信息、故障信息标识符、故障信息时间戳。

所述云服务器7还包含账户管理单元和业务管理单元；所述账户管理单元用于管理工作人员的登录信息、登录权限；所述业务管理单元用于管理设备ID号、监测设备地理位置信息，生成和发送报警信息、故障信息，显示监测设备维修进度、报警信息处理结果。

所述网关6，信号连接设置在云服务器7与监测设备1之间，实现云服务器7与监测设备1之间的双向通讯。网关6与云服务器7之间采用TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)通讯。

所述客户端，信号连接云服务器7，与云服务器7之间采用HTTP(HyperTextTransfer Protocol超文本传输协议)通信；工作人员通过所述客户端登录云服务器7，接收所述报警信息、故障信息，并反馈报警信息处理情况、监测设备故障维修情况。所述若干个客户端包含PC(personal computer个人计算机)机9和手机8；PC机9安装有与云服务器7交互的应用程序，手机8安装有与云服务器7交互的APP；每个客户端在系统中地位相等。

在本发明的应用实施例中，PC机9接入的客户端通过用户名和密码登录系统；手机8接入的客户端通过手机号码和密码登录系统。云端服务器对所有客户端实行组群权限管理，每个客户端属于特定的群组，只能获取所属组群管理权限范围内的监测设备报警信息和故障信息。云服务器7还可以记录设定时间内报警信息和故障信息的处理情况。

一种电力光缆反外损监测预警方法，采用本发明所述的智能电力光缆反外损监测预警系统实现的，包含步骤：

S1、管理员在云服务器7中预先存储所有监测设备1的设备ID号、与设备ID号对应的监测设备地理位置信息；管理员通过云服务器7为工作人员设置登录账号和登录权限；

S2、监测设备1的主控模块3主动发送连接信息给云服务器7，云服务器7响应连接信息，进入S3；云服务器7为超过连接时间阈值且没有发送连接信息的监测设备1生成故障信息，进入S5；

S3、主控模块3定时发送在线信息给云服务器7，云服务器7响应在线信息；进入S4；否则，云服务器7为超过定时发送时间阈值且没有定时发送在线信息的监测设备1生成故障信息，进入S5；

S4、主控模块3通过震动传感器2获取光缆震动信息，当获取到光缆的震动信息，主控模块3发送光缆震动信息和所属监测设备1的设备ID号给云服务器7；云服务器7生成报警信息，进入S5；

S5、云服务器7将报警信息、故障信息发送给客户端；工作人员根据报警信息、故障信息中的监测设备地理位置信息赶到事故现场进行处理，并通过客户端反馈监测设备维修进度、报警信息处理结果。

与现有技术相比，本发明的优点是：本发明通过设置若干个监测设备1于光缆上，获取的光缆震动信息并利用NB-IOT通讯模块4实现将光缆震动信息和设备ID号及时上传到云服务器7；云服务器7以光缆震动信息作为外力干涉光缆的标识，结合对应于设备ID号的监测设备地理位置信息生成报警信息并发送给客户端，实现准确上报光缆险情发生地，及时通知工作人员，从而快速地解决了光缆被盗、被损坏的安全遗患。本发明涉及简单、效果可靠、通过智能报警模式节约了大量劳动力，具有很好的推广价值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种智能电力光缆反外损监测预警系统，其特征在于，包含：云服务器、网关、若干个客户端和若干个监测设备；

所述监测设备，间隔开的固定设置在光缆上；监测设备存储有唯一的设备ID号；监测设备主动发送连接信息给云服务器实现建立与云服务器的连接，并定时发送在线信息给云服务器；监测设备还采集光缆震动信号，并将采集的光缆震动信号和存储的设备ID号一起发给云服务器；所述在线信息包含：设备ID号、在线信息标识符、在线信息时间戳；所述连接信息包含：设备ID号、连接信息标识符、连接信息时间戳；

所述云服务器信号连接监测设备，存储所有监测设备的设备ID号和与设备ID号对应的监测设备地理位置信息；云服务器响应监测设备发送的连接信息和在线信息，根据接收的震动信号与设备ID号生成对应的监测设备的报警信息，为没有发送连接信息和没有定时发送在线信息的监测设备生成故障信息，并发送所述报警信息和故障信息给客户端；所述报警信息包含：设备ID号、与设备ID号对应的监测设备地理位置信息、报警信息标识符、报警信息时间戳；所述故障信息包含：设备ID号、与设备ID号对应的监测设备地理位置信息、故障信息标识符、故障信息时间戳；

所述网关，信号连接设置在云服务器与监测设备之间，实现云服务器与监测设备之间的双向通讯；

所述客户端，信号连接云服务器，工作人员通过所述客户端登录云服务器，接收所述报警信息、故障信息，并反馈报警信息处理情况、监测设备故障维修情况。

2.如权利要求1所述的智能电力光缆反外损监测预警系统，其特征在于，所述监测设备包含：

震动传感器，采集光缆的震动信号；

主控模块，连接所述震动传感器，获取震动信号；主控模块还存储有所属监测设备的设备ID号；主控模块主动发送连接信息给云服务器，云服务器响应收到该连接信息，实现建立监测设备与云服务器的连接；主控模块还定时发送所属监测设备的在线信息给云服务器，并将采集的光缆震动信号和存储的设备ID号一起发给云服务器；

NB-IOT通讯模块，连接设置在主控模块和网关之间，采用NB-IOT无线通信技术实现监测设备与网关之间的双向通讯。

3.如权利要求2所述的智能电力光缆反外损监测预警系统，其特征在于，所述监测设备还包含太阳能电源模块，连接主控模块；所述太阳能电源模块将太阳能转换为所述主控模块的工作电能。

4.如权利要求1所述的智能电力光缆反外损监测预警系统，其特征在于，所述若干个客户端包含PC机和手机；PC机安装有与云服务器交互的应用程序，手机安装有与云服务器交互的APP；每个客户端在系统中地位相等。

5.如权利要求1所述的智能电力光缆反外损监测预警系统，其特征在于，云服务器与客户端之间采用HTTP协议通信；云服务器与网关之间采用TCP协议通讯。

6.如权利要求1所述的智能电力光缆反外损监测预警系统，其特征在于，所述云服务器还包含账户管理单元和业务管理单元；所述账户管理单元用于管理工作人员的登录信息、登录权限；所述业务管理单元用于管理设备ID号、监测设备地理位置信息，生成和发送报警信息、故障信息，显示监测设备维修进度、报警信息处理结果。

7.一种电力光缆反外损监测预警方法，采用如权利要求1至6任一所述的智能电力光缆反外损监测预警系统实现的，其特征在于，包含步骤：

S1、管理员在云服务器中预先存储所有监测设备的设备ID号、与设备ID号对应的监测设备地理位置信息；管理员通过云服务器为工作人员设置登录账号和登录权限；

S2、监测设备的主控模块主动发送连接信息给云服务器，云服务器响应连接信息，进入S3；云服务器为超过连接时间阈值且没有发送连接信息的监测设备生成故障信息，进入S5；

S3、主控模块定时发送在线信息给云服务器，云服务器响应在线信息；进入S4；否则，云服务器为超过定时发送时间阈值且没有定时发送在线信息的监测设备生成故障信息，进入S5；

S4、主控模块通过震动传感器获取光缆震动信息，当获取到光缆的震动信息，主控模块发送光缆震动信息和所属监测设备的设备ID号给云服务器；云服务器生成报警信息，进入S5；

S5、云服务器将报警信息、故障信息发送给客户端；工作人员根据报警信息、故障信息中的监测设备地理位置信息赶到事故现场进行处理，并通过客户端反馈监测设备维修进度、报警信息处理结果。

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