CN109889395A - 一种基于蜂窝物联网的智能配电系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于蜂窝物联网的智能配电系统及其工作方法。包括监控及通信单元、供配电单元、防雷及电路保护单元、数据采集单元、功能模块单元和系统应用展示单元；监控及通信单元与防雷及电路保护单元、数据采集单元和功能模块单元分别连接；供配电单元通过防雷及电路保护单元与监控及通信单元连接，监控及通信单元还通过蜂窝物联网与系统应用展示单元连接；数据采集单元用于采集智能配电系统内数据，并由监控及通信单元传输给系统应用展示单元处理后展示，同时系统应用展示单元还通过监控及通信单元对功能模块单元进行远程控制。本发明将收到采集数据后进行分析及告警推送，为管理人员运维管理及故障分析提供参考依据，同时具有远程功能控制。

Description

一种基于蜂窝物联网的智能配电系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及户外信息设备（如摄像机、电子显示屏等）的供配电专业领域，具体涉及一种基于蜂窝物联网的智能配电系统及其工作方法。

背景技术

近年来，我国视频监控、电子显示屏等信息设备市场发展迅速，速度超过全球其他地区。我国信息设备市场的高速增长反映了对个人安全及财产保护的担忧增加。据数据统计，2012-2016年我国信息设备行业增长率均保持在15%以上。2017年，我国信息设备市场规模突破2000亿元。在信息设备应用市场方面来看，平安城市、交通、金融、民用、能源、教育行业占比分别为17%、17%、12%、6%、9%、8%，其中交通、平安城市是信息设备市场需求最大的两大领域。信息设备行业具有优质的行业属性，需求抗周期，未来成长动能主要来自政府、行业应用及民用三级市场，其中政府占30-40%份额，平安城市是其中最主要项目。我国信息设备市场前景广阔，未来几年市场规模将保持年均20%以上的增幅。传统信息设备配套供电系统存在以下行业痛点：

传统配电箱布线“乱”，前期安装难度大问题

布线杂乱，前期安装难度大。传统配电箱大多由各零散产品、设备拼凑组装而成，布线散乱。且在前期安装时，除去电信运营商及电力公司的光纤电缆，其他功能部件大多由各厂家提供，内部连接调试需花费大量时间。

传统配电箱智能化程度低，设备状态难以知晓问题

智能化程度低，各设备互联程度低。传统配电箱对于防雷，电源，箱门开启，温湿度等模块没有实时监控功能，无法反馈前端设备状态，容易降低设备安全性能，造成设备不必要的故障损坏。例如：曾有一则新闻《男子违法驾驶遭遇抓拍 盗走监控回家破解》便充分暴露了传统配电箱的弊端。

传统配电箱故障定位难，运维成本高问题

故障定位难，检测效率低。当设备出现故障时，传统配电箱无法采集分析异常数据流和及时获取前端数据设备，使得运维人员难以判断故障来源，导致其出勤次数增多且检测效率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于蜂窝物联网的智能配电系统及其工作方法，其内部高度集成，模块化设计，数据采集及远程控制、实时监测，智能化程度高，结合软件管理平台的集中化和界面化管理、提高运维效率，降低运维成本。彻底解决布线杂乱、前期安装难度大、智能化程度低、各设备互联程度低、故障定位难、检测效率低等问题，实现信息设备智能配电、高效运维、安全可靠。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于蜂窝物联网的智能配电系统，包括监控及通信单元、供配电单元、防雷及电路保护单元、数据采集单元、功能模块单元和系统应用展示单元；所述监控及通信单元与防雷及电路保护单元、数据采集单元和功能模块单元分别连接；所述供配电单元通过防雷及电路保护单元与监控及通信单元连接，所述监控及通信单元还通过蜂窝物联网与系统应用展示单元连接；所述数据采集单元用于采集智能配电系统内数据，并由监控及通信单元传输给系统应用展示单元处理，系统应用展示单元根据处理结果进行展示，同时系统应用展示单元还能够通过监控及通信单元对功能模块单元进行远程控制。

在本发明一实施例中，所述监控及通信单元包括智能主监控板及与其连接的蜂窝物联网通信模组。

在本发明一实施例中，所述供配电单元包括AC220V输入模块、AC220V输出模块、DC12V输出模块、备用电池及充电电路、应急电源口模块。

在本发明一实施例中，所述防雷及电路保护单元包括防雷器、自动重合闸模块。

在本发明一实施例中，所述数据采集单元包括漏电监测传感电路、温湿度传感电路、门磁电路、供配电路中的电压检测传感电路、供配电路中的电流检测传感电路、供配电路中的通断检测传感电路、防雷器失效/雷击数据/故障/过压/欠压/过流/短路/内部漏电保护电路；所述漏电监测传感电路、温湿度传感电路、门磁电路、供配电路中的电压检测传感电路、供配电路中的电流检测传感电路、供配电路中的通断检测传感电路、防雷器失效/雷击数据/故障/过压/欠压/过流/短路/内部漏电保护电路分别通过通信接口与所述监控及通信单元连接。

在本发明一实施例中，所述功能模块单元包括风扇、机箱电控锁、输出电路继电器、用电设备，所述风扇、机箱电控锁、输出电路继电器、用电设备分别通过通信接口与所述监控及通信单元连接。

在本发明一实施例中，所述系统应用展示单元包括数据收发模块、数据编译解析模块、控制命令模块、展示模块和告警信息推送模块，其中，数据收发模块、数据编译解析模块、展示模块和告警信息推送模块组成采集数据展示及告警推送模块，数据收发模块、数据编译解析模块、控制命令模块组成远程功能控制模块。

本发明还提供了一种基于上述所述系统的工作方法，该系统能够实现采集数据展示及告警推送，包括以下步骤：

步骤S1、通过数据采集单元实时采集系统内的漏电、温湿度、门磁开关、供配电路中的电压电流通断、防雷器失效/雷击数据/故障/过压/欠压/过流/短路/内部漏电的传感数据，并进行处理将数据转换成蜂窝物联网通信支持的接口协议数据；

步骤S2、数据采集单元将得到的接口协议数据传输至监控及通信单元中的蜂窝物联网通信模组，并通过蜂窝物联网传输到系统应用展示单元；

步骤S3、系统应用展示单元通过系统应用展示单元的数据收发模块和系统应用展示单元的数据编译解析模块，得到解析后的数据输送至系统应用展示单元的展示模块进行显示；

步骤S4、若出现告警阈值内的数据，通过系统应用展示单元的告警信息推送模块将信息实时推送给管理人员，实现配电系统异常告知。

本发明还提供了一种基于上述所述系统的工作方法，该系统能够实现远程功能控制，包括以下步骤：

步骤S1、通过系统应用展示单元的控制命令模块将功能模块单元对应的开锁、风扇开关、电路开关、复位的控制命令，通过系统应用展示单元的数据编译解析模块编译成蜂窝物联网通信支持的接口协议数据；

步骤S2、系统应用展示单元的数据收发模块将编译后的控制命令数据通过蜂窝物联网传输到监控及通信单元的蜂窝物联网通信模组；

步骤S3、监控及通信单元的蜂窝物联网通信模组将收到的数据通过监控及通信单元的智能主监控板解析后控制相应的功能模块单元的风扇、机箱电控锁、输出电路继电器、用电设备执行对应的控制命令，实现远程控制操作。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明结合相关传感器技术对信息设备配电箱内相关数据进行实时采集，如外部漏电监测、温湿度监测、门禁监测、供配电路中的电压、电流、通断等监测、雷击监测、电路保护（防雷器失效/雷击数据/故障/过压/欠压/过流/短路/内部漏电等），并结合蜂窝物联网技术对采集的数据进行上报，应用服务器收到采集数据后进行分析及告警推送，为管理人员运维管理及故障分析提供参考依据，同时具有远程功能控制，如箱门开锁控制、风扇控制、输出电路启闭及复位控制等，故障检测等，提升信息设备配电箱智能化管理水平，提高维护效率，降低维护成本；

2、本发明解决了传统配电系统布线杂乱、前期安装难度大、智能化水平低、各设备互联程度低、故障定位难、检测效率低等问题，其内部高度集成，模块化设计，数据采集及远程控制、实时监测，智能化程度高，结合软件管理平台的集中化和界面化管理、提高运维效率，降低运维成本，实现信息设备智能配电、高效运维、安全可靠。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明一实施例中应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

请参照图1，一种基于蜂窝物联网的智能配电系统，包括监控及通信单元，供配电单元、防雷及电路保护单元、数据采集单元、功能模块单元及系统应用展示单元；所述监控及通信单元与防雷及电路保护单元、数据采集单元和功能模块单元分别连接；所述供配电单元通过防雷及电路保护单元与监控及通信单元来连接，所述监控及通信单元通过蜂窝物联网网络与系统应用展示单元连接。

本实施例中，监控及通信单元包括智能主监控板（含MCU、RTC等电路模块）和蜂窝物联网通信模组。

本实施例中，供配电单元包括AC220V输入、AC220V输出、DC12V输出、备用电池及充电电路和应急电源口等电路和模块。

本实施例中，防雷及电路保护单元包括防雷器、自动重合闸等模块。

本实施例中，数据采集单元包括漏电监测传感、温湿度传感、门磁、供配电路中的电压、电流、通断等检测传感、防雷器失效/雷击数据/故障/过压/欠压/过流/短路/内部漏电等电路保护数据采集等电路和传感器。

本实施例中，功能模块单元包括风扇、机箱电控锁、输出电路继电器、其他用电设备等模块。

本实施例中，系统应用展示单元包括采集数据展示及告警推送、远程功能控制两大功能。包含数据收发模块、数据编译解析模块、控制命令模块、展示模块和告警信息推送模块等。

本实施例中，一种基于蜂窝物联网的智能配电系统的工作方法，采集数据展示及告警推送包括以下步骤：

步骤S1、通过数据采集单元实时采集系统内部的漏电、温湿度、门磁开关、供配电路中的电压电流通断、防雷器失效/雷击数据/故障/过压/欠压/过流/短路/内部漏电的传感数据,并进行处理将数据转换成蜂窝物联网通信支持的接口协议数据；

步骤S2、数据采集单元将得到的接口协议数据传输至监控及通信单元中的蜂窝物联网通信模组，并通过蜂窝物联网传输到系统应用展示单元；

步骤S3、系统应用展示单元通过数据收发模块和数据编译解析模块，得到解析后的数据输送至展示模块进行显示；

步骤S4、若出现告警阈值内的数据，通过告警信息推送模块将信息实时推送给管理人员，实现配电系统异常告知。

本实施例中，一种基于蜂窝物联网的智能配电系统的工作方法，远程功能控制包括以下步骤：

步骤S1、通过系统应用展示单元中的控制命令模块将各功能模块单元对应的开锁、风扇开关、电路开关、复位等控制命令,通过数据编译解析模块编译成蜂窝物联网通信支持的接口协议数据；

步骤S2、系统应用展示单元中的数据收发模块将编译后的控制命令数据通过蜂窝物联网传输到监控及通信单元的蜂窝物联网通信模组；

步骤S3、监控及通信单元的蜂窝物联网通信模组将收到的数据通过智能主监控板解析后控制相应的功能模块单元如包括风扇、机箱电控锁、输出电路继电器、其他用电设备等执行对应的控制命令如开锁、风扇开关、电路开关、复位等，实现远程控制操作。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于蜂窝物联网的智能配电系统，其特征在于，包括监控及通信单元、供配电单元、防雷及电路保护单元、数据采集单元、功能模块单元和系统应用展示单元；所述监控及通信单元与防雷及电路保护单元、数据采集单元和功能模块单元分别连接；所述供配电单元通过防雷及电路保护单元与监控及通信单元连接，所述监控及通信单元还通过蜂窝物联网与系统应用展示单元连接；所述数据采集单元用于采集智能配电系统内数据，并由监控及通信单元传输给系统应用展示单元处理，系统应用展示单元根据处理结果进行展示，同时系统应用展示单元还能够通过监控及通信单元对功能模块单元进行远程控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于蜂窝物联网的智能配电系统，其特征在于，所述监控及通信单元包括智能主监控板及与其连接的蜂窝物联网通信模组。

3.根据权利要求1所述的一种基于蜂窝物联网的智能配电系统，其特征在于，所述供配电单元包括AC220V输入模块、AC220V输出模块、DC12V输出模块、备用电池及充电电路、应急电源口模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于蜂窝物联网的智能配电系统，其特征在于，所述防雷及电路保护单元包括防雷器、自动重合闸模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于蜂窝物联网的智能配电系统，其特征在于，所述数据采集单元包括漏电监测传感电路、温湿度传感电路、门磁电路、供配电路中的电压检测传感电路、供配电路中的电流检测传感电路、供配电路中的通断检测传感电路、防雷器失效/雷击数据/故障/过压/欠压/过流/短路/内部漏电保护电路；所述漏电监测传感电路、温湿度传感电路、门磁电路、供配电路中的电压检测传感电路、供配电路中的电流检测传感电路、供配电路中的通断检测传感电路、防雷器失效/雷击数据/故障/过压/欠压/过流/短路/内部漏电保护电路分别通过通信接口与所述监控及通信单元连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于蜂窝物联网的智能配电系统，其特征在于，所述功能模块单元包括风扇、机箱电控锁、输出电路继电器、用电设备，所述风扇、机箱电控锁、输出电路继电器、用电设备分别通过通信接口与所述监控及通信单元连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于蜂窝物联网的智能配电系统，其特征在于，所述系统应用展示单元包括数据收发模块、数据编译解析模块、控制命令模块、展示模块和告警信息推送模块，其中，数据收发模块、数据编译解析模块、展示模块和告警信息推送模块组成采集数据展示及告警推送模块，数据收发模块、数据编译解析模块、控制命令模块组成远程功能控制模块。

8.一种基于权利要求1-7所述系统的工作方法，其特征在于，该系统能够实现采集数据展示及告警推送，包括以下步骤：

步骤S1、通过数据采集单元实时采集系统内的漏电、温湿度、门磁开关、供配电路中的电压电流通断、防雷器失效/雷击数据/故障/过压/欠压/过流/短路/内部漏电的传感数据，并进行处理将数据转换成蜂窝物联网通信支持的接口协议数据；

步骤S2、数据采集单元将得到的接口协议数据传输至监控及通信单元中的蜂窝物联网通信模组，并通过蜂窝物联网传输到系统应用展示单元；

步骤S3、系统应用展示单元通过系统应用展示单元的数据收发模块和系统应用展示单元的数据编译解析模块，得到解析后的数据输送至系统应用展示单元的展示模块进行显示；

步骤S4、若出现告警阈值内的数据，通过系统应用展示单元的告警信息推送模块将信息实时推送给管理人员，实现配电系统异常告知。

9.一种基于权利要求1-7所述系统的工作方法，其特征在于，该系统能够实现远程功能控制，包括以下步骤：

步骤S1、通过系统应用展示单元的控制命令模块将功能模块单元对应的开锁、风扇开关、电路开关、复位的控制命令，通过系统应用展示单元的数据编译解析模块编译成蜂窝物联网通信支持的接口协议数据；

步骤S2、系统应用展示单元的数据收发模块将编译后的控制命令数据通过蜂窝物联网传输到监控及通信单元的蜂窝物联网通信模组；

步骤S3、监控及通信单元的蜂窝物联网通信模组将收到的数据通过监控及通信单元的智能主监控板解析后控制相应的功能模块单元的风扇、机箱电控锁、输出电路继电器、用电设备执行对应的控制命令，实现远程控制操作。