CN110187692B - 一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统及方法，包括数据采集层、电源保护层、互联网信息智能化处理层和报警信息监控终端层，数据采集层包括采集数据区块链通讯单元和数据采集单元，采集数据区块链通讯单元与数据采集单元实现双向连接，本发明涉及电力监管技术领域。该智能一体化开关电源的远程监控管理系统及方法，可实现通过在多个开关电源的数据采集设备上安装区块链通讯模组，来实现多个开关电源能够进行很好的远程无线数据传输和监控，很好的达到了通过利用区块链节点通讯，来使数据更加稳定进行远程传输的目的，大大增大了开关电源管理系统的使用范围，无需花费大量的成本和人力进行线路的铺设连接。
Description
技术领域
本发明涉及电力监管技术领域，具体为一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统及方法。
背景技术
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成，随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式，开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器、电子冰箱、液晶显示器、LED灯具、通讯设备、视听产品、安防监控、LED灯带、电脑机箱、数码产品和仪器类等领域。
目前的开关电源在一些小型使用场所大多是直接通过导线与中空系统进行连接使用，来实现对所接入的电路进行保护，同时将检测的电流和电压情况传送至监控中心进行监控，然而，这样的管理系统使用范围较为局限，只能适用于一些小型配电场所，而对于一些大型工厂或变电站在使用时，需要花费大量的成本和人力进行线路的铺设连接，不能实现通过在多个开关电源的数据采集设备上安装区块链通讯模组，来实现多个开关电源能够进行很好的远程无线数据传输和监控，无法达到通过利用区块链节点通讯，来使数据更加稳定进行远程传输的目的，从而给电力监控人员的开关电源远程监控管理带来极大的不便。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统及方法，解决了现有的管理系统使用范围较为局限，只能适用于一些小型配电场所，而对于一些大型工厂或变电站在使用时，需要花费大量的成本和人力进行线路的铺设连接，不能实现通过在多个开关电源的数据采集设备上安装区块链通讯模组，来实现多个开关电源能够进行很好的远程无线数据传输和监控，无法达到通过利用区块链节点通讯，来使数据更加稳定进行远程传输目的的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统，包括数据采集层、电源保护层、互联网信息智能化处理层和报警信息监控终端层，所述数据采集层包括采集数据区块链通讯单元和数据采集单元，所述采集数据区块链通讯单元与数据采集单元实现双向连接，且电源保护层包括电源无线控制通讯模块和电源保护控制单元，所述电源无线控制通讯模块与电源保护控制单元实现双向连接，且互联网信息智能化处理层包括云端数据处理模块、采集数据处理单元、区块链数据处理单元、第一云端无线收发模块、第二云端无线收发模块、数据提取模块、用电设备GPS定位模块和联网大数据库模块，所述云端数据处理模块分别与采集数据处理单元、区块链数据处理单元、第一云端无线收发模块、第二云端无线收发模块和数据提取模块实现双向连接，且数据提取模块分别与用电设备GPS定位模块和联网大数据库模块实现双向连接，所述报警信息监控终端层包括区域监控计算机终端和用户移动终端提醒模块。
优选的，所述区域监控计算机终端和用户移动终端提醒模块均与第一云端无线收发模块实现无线双向连接，且第二云端无线收发模块分别与采集数据区块链通讯单元和电源无线控制通讯模块实现无线双向连接。
优选的，所述数据采集单元是由N个数据采集模块组成，且电源保护控制单元是由N个电源控制模块组成。
优选的，所述采集数据区块链通讯单元包括微处理模块，所述微处理模块分别与采集点数据块创建模块、创世块选择模块、优先通讯节点选择模块和区块链构建模块实现双向连接。
优选的，所述区块链数据处理单元包括优先节点定位模块、区块链数据解链模块和采集数据发送模块，所述优先节点定位模块的输出端与区块链数据解链模块的输入端连接，且区块链数据解链模块的输出端与采集数据发送模块的输入端连接。
优选的，所述采集数据处理单元包括采集数据块列队模块、电路故障识别模块、电路故障整合模块、故障采集点定位模块和故障预警信息发送模块，所述采集数据块列队模块的输出端与电路故障识别模块的输入端连接，且电路故障识别模块的输出端与电路故障整合模块的输入端连接。
优选的，所述电路故障整合模块的输出端与故障采集点定位模块的输入端连接，且故障采集点定位模块的输出端与故障预警信息发送模块的输入端连接。
本发明还公开了一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统的监控方法，具体包括以下步骤：
S1、首先安装于用电设备上的数据采集层内的数据采集模块对用电设备所在电路内的电压和电流检测，并将检测的电压和电流值传送至采集数据区块链通讯单元内进行数据区块链整合处理；
S2、采集数据区块链通讯单元内的微处理模块会控制采集点数据块创建模块创建出步骤S1中各个数据采集模块所采集的数据信息块，然后通过创世块选择模块内的推举算法选择出一个数据块最为创世基础块，之后通过区块链构建模块将全部数据块构建成一个区块链，然后优先通讯节点选择模块通过随机算法推选出任意一个节点作为优先通讯节点进行数据的传输；
S3、经过步骤S2的区块链处理后，可将采集的数据远程传输至互联网信息智能化处理层内的第二云端无线收发模块内，然后云端数据处理模块可控制区块链数据处理单元内的优先节点定位模块确定优先通讯节点所处位置，然后通过区块链数据解链模块将多个数据块拆分开来，之后通过采集数据发送模块发送至云端数据处理模块内；
S4、云端数据处理模块会控制采集数据处理单元内的采集数据块列队模块将解链后的数据块按照创块时间顺序进行列队，然后电路故障识别模块可先获取采集数据，再通过数据提取模块向联网大数据库模块内提取标准电压和电流值，并进行识别分析，判断用电设备所接电源是否出现欠压、过压、过流或漏电的故障发生；
S5、若识别到出现故障时，电路故障整合模块可先对故障情况进行整合，然后故障采集点定位模块向用电设备GPS定位模块获取故障点位置信息，之后通过故障预警信息发送模块发送至云端数据处理模块内；
S6、云端数据处理模块会通过第二云端无线收发模块向电源保护层发送控制指令，电源保护层内的电源无线控制通讯模块接收到控制指令后，会控制对应的电源控制模块自动断开进行电源保护，同时云端数据处理模块会通过第一云端无线通讯模块控制报警信息监控终端层内的区域监控计算机终端进行报警显示，同时通过用户移动终端提醒模块向远程监控人员的移动终端上发送报警信息或自动拨通语音电话进行提醒。
(三)有益效果
本发明提供了一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统及方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该智能一体化开关电源的远程监控管理系统及方法，包括数据采集层、电源保护层、互联网信息智能化处理层和报警信息监控终端层，数据采集层包括采集数据区块链通讯单元和数据采集单元，采集数据区块链通讯单元与数据采集单元实现双向连接，且电源保护层包括电源无线控制通讯模块和电源保护控制单元，电源无线控制通讯模块与电源保护控制单元实现双向连接，且互联网信息智能化处理层包括云端数据处理模块、采集数据处理单元、区块链数据处理单元、第一云端无线收发模块、第二云端无线收发模块、数据提取模块、用电设备GPS定位模块和联网大数据库模块，云端数据处理模块分别与采集数据处理单元、区块链数据处理单元、第一云端无线收发模块、第二云端无线收发模块和数据提取模块实现双向连接，且数据提取模块分别与用电设备GPS定位模块和联网大数据库模块实现双向连接，报警信息监控终端层包括区域监控计算机终端和用户移动终端提醒模块，可实现通过在多个开关电源的数据采集设备上安装区块链通讯模组，来实现多个开关电源能够进行很好的远程无线数据传输和监控，很好的达到了通过利用区块链节点通讯，来使数据更加稳定进行远程传输的目的，大大增大了开关电源管理系统的使用范围，不仅适用于一些小型配电场所，而且也适用于一些大型工厂或变电站，无需花费大量的成本和人力进行线路的铺设连接，从而大大方便了电力监控人员的开关电源远程监控管理。
(2)、该智能一体化开关电源的远程监控管理系统及方法，通过在采集数据区块链通讯单元包括微处理模块，微处理模块分别与采集点数据块创建模块、创世块选择模块、优先通讯节点选择模块和区块链构建模块实现双向连接，可实现对采集的各个数据信息进行区块创建和构建成链，大大方便了数据的传输，从而大大降低了数据远程无线传输时的干扰，很好的表面了数据传输的失真，从而确保了数据信息传送至准确性。
(3)、该智能一体化开关电源的远程监控管理系统及方法，通过在区域监控计算机终端和用户移动终端提醒模块均与第一云端无线收发模块实现无线双向连接，且第二云端无线收发模块分别与采集数据区块链通讯单元和电源无线控制通讯模块实现无线双向连接，可实现在监控终端与云端服务层之间建立无线传输网络，从而大大方便了监控人员实时查看各开关电源的工作情况。
附图说明
图1为本发明系统的结构原理框图；
图2为本发明采集数据区块链通讯单元的结构原理框图；
图3为本发明采集数据处理单元的结构原理框图；
图4为本发明区块链数据处理单元的结构原理框图。
图中，1数据采集层、11采集数据区块链通讯单元、111微处理模块、112采集点数据块创建模块、113创世块选择模块、114优先通讯节点选择模块、115区块链构建模块、12数据采集单元、13数据采集模块、2电源保护层、21电源无线控制通讯模块、22电源保护控制单元、23电源控制模块、3互联网信息智能化处理层、31云端数据处理模块、32采集数据处理单元、321采集数据块列队模块、322电路故障识别模块、323电路故障整合模块、324故障采集点定位模块、325故障预警信息发送模块、33区块链数据处理单元、331优先节点定位模块、332区块链数据解链模块、333采集数据发送模块、34第一云端无线收发模块、35第二云端无线收发模块、36数据提取模块、37用电设备GPS定位模块、38联网大数据库模块、4报警信息监控终端层、41区域监控计算机终端、42用户移动终端提醒模块。
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。
请参阅图1-4，本发明实施例提供一种技术方案：一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统，包括数据采集层1、电源保护层2、互联网信息智能化处理层3和报警信息监控终端层4，数据采集层1包括采集数据区块链通讯单元11和数据采集单元12，采集数据区块链通讯单元11与数据采集单元12实现双向连接，且电源保护层2包括电源无线控制通讯模块21和电源保护控制单元22，电源无线控制通讯模块21与电源保护控制单元22实现双向连接，且互联网信息智能化处理层3包括云端数据处理模块31、采集数据处理单元32、区块链数据处理单元33、第一云端无线收发模块34、第二云端无线收发模块35、数据提取模块36、用电设备GPS定位模块37和联网大数据库模块38，云端数据处理模块31分别与采集数据处理单元32、区块链数据处理单元33、第一云端无线收发模块34、第二云端无线收发模块35和数据提取模块36实现双向连接，且数据提取模块36分别与用电设备GPS定位模块37和联网大数据库模块38实现双向连接，报警信息监控终端层4包括区域监控计算机终端41和用户移动终端提醒模块42，区域监控计算机终端41和用户移动终端提醒模块42均与第一云端无线收发模块34实现无线双向连接，且第二云端无线收发模块35分别与采集数据区块链通讯单元11和电源无线控制通讯模块21实现无线双向连接，数据采集单元12是由N个数据采集模块13组成，且电源保护控制单元22是由N个电源控制模块23组成，采集数据区块链通讯单元11包括微处理模块111，微处理模块111分别与采集点数据块创建模块112、创世块选择模块113、优先通讯节点选择模块114和区块链构建模块115实现双向连接，区块链数据处理单元33包括优先节点定位模块331、区块链数据解链模块332和采集数据发送模块333，优先节点定位模块331的输出端与区块链数据解链模块332的输入端连接，且区块链数据解链模块332的输出端与采集数据发送模块333的输入端连接，采集数据处理单元32包括采集数据块列队模块321、电路故障识别模块322、电路故障整合模块323、故障采集点定位模块324和故障预警信息发送模块325，采集数据块列队模块321的输出端与电路故障识别模块322的输入端连接，且电路故障识别模块322的输出端与电路故障整合模块323的输入端连接，电路故障整合模块323的输出端与故障采集点定位模块324的输入端连接，且故障采集点定位模块324的输出端与故障预警信息发送模块325的输入端连接。
本发明还公开了一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统的监控方法，具体包括以下步骤：
S1、首先安装于用电设备上的数据采集层1内的数据采集模块13对用电设备所在电路内的电压和电流检测，并将检测的电压和电流值传送至采集数据区块链通讯单元11内进行数据区块链整合处理；
S2、采集数据区块链通讯单元11内的微处理模块111会控制采集点数据块创建模块112创建出步骤S1中各个数据采集模块13所采集的数据信息块，然后通过创世块选择模块113内的推举算法选择出一个数据块最为创世基础块，之后通过区块链构建模块115将全部数据块构建成一个区块链，然后优先通讯节点选择模块114通过随机算法推选出任意一个节点作为优先通讯节点进行数据的传输；
S3、经过步骤S2的区块链处理后，可将采集的数据远程传输至互联网信息智能化处理层3内的第二云端无线收发模块35内，然后云端数据处理模块31可控制区块链数据处理单元33内的优先节点定位模块331确定优先通讯节点所处位置，然后通过区块链数据解链模块332将多个数据块拆分开来，之后通过采集数据发送模块333发送至云端数据处理模块31内；
S4、云端数据处理模块31会控制采集数据处理单元32内的采集数据块列队模块321将解链后的数据块按照创块时间顺序进行列队，然后电路故障识别模块322可先获取采集数据，再通过数据提取模块36向联网大数据库模块38内提取标准电压和电流值，并进行识别分析，判断用电设备所接电源是否出现欠压、过压、过流或漏电的故障发生；
S5、若识别到出现故障时，电路故障整合模块323可先对故障情况进行整合，然后故障采集点定位模块324向用电设备GPS定位模块37获取故障点位置信息，之后通过故障预警信息发送模块325发送至云端数据处理模块31内；
S6、云端数据处理模块31会通过第二云端无线收发模块35向电源保护层2发送控制指令，电源保护层2内的电源无线控制通讯模块21接收到控制指令后，会控制对应的电源控制模块23自动断开进行电源保护，同时云端数据处理模块31会通过第一云端无线通讯模块34控制报警信息监控终端层4内的区域监控计算机终端41进行报警显示，同时通过用户移动终端提醒模块42向远程监控人员的移动终端上发送报警信息或自动拨通语音电话进行提醒。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统，包括数据采集层(1)、电源保护层(2)、互联网信息智能化处理层(3)和报警信息监控终端层(4)，其特征在于：所述数据采集层(1)包括采集数据区块链通讯单元(11)和数据采集单元(12)，所述采集数据区块链通讯单元(11)与数据采集单元(12)实现双向连接，且电源保护层(2)包括电源无线控制通讯模块(21)和电源保护控制单元(22)，所述电源无线控制通讯模块(21)与电源保护控制单元(22)实现双向连接，且互联网信息智能化处理层(3)包括云端数据处理模块(31)、采集数据处理单元(32)、区块链数据处理单元(33)、第一云端无线收发模块(34)、第二云端无线收发模块(35)、数据提取模块(36)、用电设备GPS定位模块(37)和联网大数据库模块(38)，所述云端数据处理模块(31)分别与采集数据处理单元(32)、区块链数据处理单元(33)、第一云端无线收发模块(34)、第二云端无线收发模块(35)和数据提取模块(36)实现双向连接，且数据提取模块(36)分别与用电设备GPS定位模块(37)和联网大数据库模块(38)实现双向连接，所述报警信息监控终端层(4)包括区域监控计算机终端(41)和用户移动终端提醒模块(42)；
所述采集数据区块链通讯单元(11)包括微处理模块(111)，所述微处理模块(111)分别与采集点数据块创建模块(112)、创世块选择模块(113)、优先通讯节点选择模块(114)和区块链构建模块(115)实现双向连接；
所述区块链数据处理单元(33)包括优先节点定位模块(331)、区块链数据解链模块(332)和采集数据发送模块(333)，所述优先节点定位模块(331)的输出端与区块链数据解链模块(332)的输入端连接，且区块链数据解链模块(332)的输出端与采集数据发送模块(333)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统，其特征在于：所述区域监控计算机终端(41)和用户移动终端提醒模块(42)均与第一云端无线收发模块(34)实现无线双向连接，且第二云端无线收发模块(35)分别与采集数据区块链通讯单元(11)和电源无线控制通讯模块(21)实现无线双向连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统，其特征在于：所述数据采集单元(12)是由N个数据采集模块(13)组成，且电源保护控制单元(22)是由N个电源控制模块(23)组成。
4.根据权利要求1所述的一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统，其特征在于：所述采集数据处理单元(32)包括采集数据块列队模块(321)、电路故障识别模块(322)、电路故障整合模块(323)、故障采集点定位模块(324)和故障预警信息发送模块(325)，所述采集数据块列队模块(321)的输出端与电路故障识别模块(322)的输入端连接，且电路故障识别模块(322)的输出端与电路故障整合模块(323)的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统，其特征在于：所述电路故障整合模块(323)的输出端与故障采集点定位模块(324)的输入端连接，且故障采集点定位模块(324)的输出端与故障预警信息发送模块(325)的输入端连接。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种智能一体化开关电源的远程监控管理系统，其特征在于：其监控方法具体包括以下步骤：
S1、首先安装于用电设备上的数据采集层(1)内的数据采集模块(13)对用电设备所在电路内的电压和电流检测，并将检测的电压和电流值传送至采集数据区块链通讯单元(11)内进行数据区块链整合处理；
S2、采集数据区块链通讯单元(11)内的微处理模块(111)会控制采集点数据块创建模块(112)创建出步骤S1中各个数据采集模块(13)所采集的数据信息块，然后通过创世块选择模块(113)内的推举算法选择出一个数据块最为创世基础块，之后通过区块链构建模块(115)将全部数据块构建成一个区块链，然后优先通讯节点选择模块(114)通过随机算法推选出任意一个节点作为优先通讯节点进行数据的传输；
S3、经过步骤S2的区块链处理后，将采集的数据远程传输至互联网信息智能化处理层(3)内的第二云端无线收发模块(35)内，然后云端数据处理模块(31)控制区块链数据处理单元(33)内的优先节点定位模块(331)确定优先通讯节点所处位置，然后通过区块链数据解链模块(332)将多个数据块拆分开来，之后通过采集数据发送模块(333)发送至云端数据处理模块(31)内；
S4、云端数据处理模块(31)会控制采集数据处理单元(32)内的采集数据块列队模块(321)将解链后的数据块按照创块时间顺序进行列队，然后电路故障识别模块(322)先获取采集数据，再通过数据提取模块(36)向联网大数据库模块(38)内提取标准电压和电流值，并进行识别分析，判断用电设备所接电源是否出现欠压、过压、过流或漏电的故障发生；
S5、若识别到出现故障时，电路故障整合模块(323)先对故障情况进行整合，然后故障采集点定位模块(324)向用电设备GPS定位模块(37)获取故障点位置信息，之后通过故障预警信息发送模块(325)发送至云端数据处理模块(31)内；
S6、云端数据处理模块(31)会通过第二云端无线收发模块(35)向电源保护层(2)发送控制指令，电源保护层(2)内的电源无线控制通讯模块(21)接收到控制指令后，会控制对应的电源控制模块(23)自动断开进行电源保护，同时云端数据处理模块(31)会通过第一云端无线收发模块(34)控制报警信息监控终端层(4)内的区域监控计算机终端(41)进行报警显示，同时通过用户移动终端提醒模块(42)向远程监控人员的移动终端上发送报警信息或自动拨通语音电话进行提醒。
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