CN111010309A - 基于自组网的设备监测管理方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于自组网的设备监测管理方法，该监测管理方法通过安装于配网设备的运行环境中的监测设备所组成的RFID自组网，将每个监测设备的数据通过NB‑IoT窄带无线通讯网络上传至监控主机，从而实现了配网设备的状态及运行环境的实时在线监控管理，解决了现有技术中配网设备监控管理系统成本高、设备安装复杂、监控不及时等问题。本发明还提供了一种电子设备及存储介质。

Description

基于自组网的设备监测管理方法、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及配网设备监控领域，尤其涉及一种基于自组网的设备监测管理方法、电子设备及存储介质。

背景技术

目前，针对配网系统中的各种配网设备，诸如环网柜、配电柜、低下电缆接头、配变、断路器、杆塔、电缆井盖等各类电力设施的运行环境需要进行实时监测，比如运行环境的温度、湿度等，进而判断设备是否出现水浸、移位、入侵等状态，通过对运行环境的实时监测，可以及时全面掌握设备的运行状况。但是，现有的监测技术一般是通过在现场安装专用仪表、监测终端以及专用线性电源系统来实现，比如通过假设电缆线提供电源、通过采用蓄电池提供电源、通过太阳能提供电源，但是，由于配网设备一般都处于比较偏远、复杂的地区，有的还处于各种配电柜中，因此上述提供电源的方式其投资成本大、安装较为困难、工作人员操作不便等问题。另外，由于配网设备所处的环境较为偏远地区，将监测设备的数据上传至远程控制中心时，一般通过有线或无线的方式实现，采用有线时需要假设电缆线，比如光纤，施工改造困难；采用无线时，比如WIFI，其功耗较大、信号不稳定等，难以构成经济的全网域的实时监测管理系统。同时，由于配网设备处于较为偏远、复杂的环境中，现有的配网设备监控管理系统所存在的缺陷，导致工作人员不能够及时发现配网设备所存在的问题，同时也会给工人员带来了较多的工作量，甚至存在人身安全风险等问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供基于自组网的设备监测管理方法，其能够解决现有技术中配网设备监控成本高、设备安装复杂以及不能够及时监控等问题。

本发明的目的之二在于提供一种电子设备，其能够解决现有技术中配网设备监控成本高、设备安装复杂以及不能够及时监控等问题。

本发明的目的之三在于提供一种存储介质，其能够解决现有技术中配网设备监控成本高、设备安装复杂以及不能够及时监控等问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

基于自组网的设备监测管理方法，应用于基于自组网的设备监测管理系统，所述监测管理系统包括监测设备和监控主机；其中，监测设备为带有RFID标签的设备，安装于配网设备的运行环境中，用于检测配网设备的运行环境；监测设备，用于将检测的数据通过射频信号通过RFID自组网发送至监控主机；其中，RFID自组网为用于检测每个配网设备的运行环境的带有RFID标签的设备组成；所述监测管理方法包括：

数据采集步骤：通过RFID自组网定时采集每个配网设备端的监测设备的检测数据；

数据发送步骤：通过RFID自组网将采集到每个配网设备端的监测设备的检测数据通过NB-IoT窄带无线通讯网络上传至监控主机；

数据处理步骤：通过监控主机根据预设规则以及每个配网设备端的监测设备的检测数据进行分析处理得出分析结果。

进一步地，所述监测管理方法还包括：存储步骤：通过监控主机将分析结果以及每个配网设备安装的监测设备的数据上传至云服务器进行存储。

进一步地，所述监测管理方法还包括：推送步骤：通过监控主机将分析结果发送至移动终端，供工作人员查看。

进一步地，所述数据发送步骤还包括：当监测设备未处于蜂窝网络的覆盖范围内时，通过RFID自组网将每个监测设备的检测数据通过LORA中继器转发给NB-IoT窄带无线通讯网络，进而上传至监控主机。

进一步地，所述蜂窝网络包括GSM网络、UMTS网络和LTE网络。

进一步地，所述配网设备包括环网柜、配电柜、地下电缆接头、配变器、断路器、杆塔和电缆沟。

进一步地，所述监测设备包括温度传感器、湿度传感器、位移传感器和水浸传感器。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的设备监测管理程序，所述设备监测管理程序为计算机程序，所述处理器执行所述设备监测管理程序时实现如本发明目的之一采用的基于自组网的设备监测管理方法的步骤。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有设备监测管理程序，所述设备监测管理程序为计算机程序，所述设备监测管理程序被处理器执行时实现如本发明目的之一采用的基于自组网的设备监测管理方法的步骤。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过将监测设备设为RFID标签的设备，并形成RFID自组网将监测设备采集的数据通过NB-IoT自组网上传至监控主机，进而实现配网设备的运动状态以及运行环境的状态的实时监控，不仅解决了现有技术中监测设备需要专用电源导致成本大、工作人员操作复杂等问题，还解决了现有技术中数据传输的不稳定性导致配置设备不能够得到及时监控的问题。

附图说明

图1为本发明提供的基于自组网的设备监测管理系统模块图；

图2为本发明提供的基于自组网的设备监测管理方法流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

为了解决现有技术中所存在的技术问题，如图1所示，本发明提供了一种基于自组网的设备监测管理系统，该监测管理系统包括监测设备和监控主机。

其中，监测设备，用于检测配网设备所处的运行环境的状态，包括各种类型的传感器，例如位移传感器、温度传感器、温湿度传感器、水浸传感器等。监测设备，可以安装在配网系统的各种配网设备中，比如环网柜、配电柜、地下电缆接头、配变器、断路器、杆塔、电缆沟等配网设备中，用来检测这些设备的运行环境。

监测设备，用于将检测到的数据上传至监控主机，进而使得监控主机根据预设规则以及检测到的数据进行分析处理得出分析结果供工作人员查看。其中，分析结果比如配网设备的运行环境是否正常，配网设备是否需要更换等。

当然，根据实际的测量需求，监测设备还用于检测配网设备的运行状态，比如包括用于检测配网设备的运行状态的各种传感器设备等。

进一步地，该监测管理系统还包括云服务器和移动终端。

其中，监控主机还将分析结果以及接收监测设备上传的数据上传至云服务器进行存储，方便工作人员对历史数据进行查看、分析等。

监控主机还将分析结果发送至移动终端，进而通过移动终端推送给工作人员，方便工作人员查看。

优选地，本发明所采用的监测设备，采用带有RFID(Radio FrequencyIdentification，无线射频识别)标签的低功耗设备。比如通过在配网设备的运行环境中安装带有RFID标签的微型传感器，并通过监测设备之间形成RFID自组网，用于对监测设备检测数据的采集。由于本发明所采用的设备为低功耗设备，其耗电量很小，因此不需要像现有技术中一样采用专用电源来供电，只需要在监测设备上安装蓄电能力较强的电池等即可实现很长时间的电源供给，由于低功耗设备消耗电源少，因此不需要工作人员频繁到现场更换电池，即可实现长久时间的监控。

同时，本发明还通过监测设备之间形成RFID自组网，实现对监测设备检测数据的采集。也即是说，针对每个配网设备来说，将对应的监测设备安装于对应配网设备的运行环境中，由于监测设备为带有RFID标签的设备，因此通过每个配网设备的监测设备组成一个RFID自组网。对于每个配网设备的监测设备均各自组成一个RFID自组网。

通过这种无线采集的方式具有灵活、轻便、工作范围大、环境适应能力强等优势，解决了传统数据采集系统在一些特殊的环境中布线难的问题。

另外，本发明的RFID自组网采用工业无线自组网协议，通过带有RFID标签的微型传感器组成RFID自组网。

由于自组网实现的是网络端点到端点可靠性基本能够达到100％，因此，即使自组网中一条通信路径中断，自组网的网络还能够自动切换到其他路径来实现数据的传输。因此，本发明对于传感器的数据的采集通过RFID自组网来采集，解决了传统数据采集系统中布线难、成本高等问题。

由于RFID自组网采用的通讯协议，与WIFI(Wireless-Fidelity，无线网)、蓝牙的协议并不相同，也不会受到外界网络攻击，保证了采集数据的安全、稳定性。

进一步地，对于RFID自组网所采集的数据上传至监控主机时，本发明利用NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，基于蜂窝的窄带物联网技术，属于低功耗广域网络)技术来实现。其中，NB-IoT技术是基于蜂窝的窄带物联网技术，构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通讯系统)网络、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)网络或LTE(Long Term Evolution，通用移动通信技术的长期演进)网络，从而降低部署成本、实现平滑升级，同时还支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，NB-IoT技术也称为低功耗广域网。NB-IoT技术还支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少、架构优等特点。

也即是说，本发明将RFID自组网所采集的微型传感器的数据通过NB-IoT技术所实现的NB-IoT窄带无线通讯网络传输给监控主机。由于NB-IoT窄带无线通讯网络的特点，本发明的数据传输稳定、覆盖广、成本低、功耗少等优点。

进一步地，由于NB-IoT技术是基于蜂窝的窄带物联网技术，其部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络等蜂窝网络中。但是，一些配网设备其处于较为偏远、复杂的地区时，像GSM网络、UMTS网络或LTE网络等蜂窝网络可能不能够直接覆盖到上述地区，则此时，RFID自组网采集到的监测设备的数据就无法直接通过NB-IoT窄带无线通讯网络上传至监控主机。

因此，对于未处于蜂窝网络覆盖范围内的监测设备来说，RFID自组网将采集到的数据首先通过LORA(Long Range，为基于扩频技术的超远距离无线传输技术)中继器进行转发给NB-IoT窄带无线通讯网络，再通过NB-IoT窄带无线通讯网络传输给监控主机。由于LORA是一种长距离通讯技术，随着物联网近距离到远距离的发展自组网方式，受部分缓解通讯距离影响，传感器所组成的RFID自组网达不到远距离传输到通讯终端的问题，可采用LORA中继器的自组网方式，由RFID自组网将传感器的数据上传至LORA中继器进行打包，再通过NB-IoT窄带无线通讯网络上传至监控主机。

本发明通过采用带有RFID标签的低功耗微型传感器，并形成RFID自组网，实现对配网设备的运行环境的温度、湿度、水浸、位移等的实时监测并通过RFID自组网将传感器数据，通过NB-IoT窄带无线通讯或LoRa中继器上传至监控主机、云服务器等进行数据采集、分析、处理等，实现了配网系统中配网设备的运行环境的实时在线监控管理，对电力设备资产进行有效管理，深度智能化配网的管理水平，同时减少了人为作业，减轻作业风险，并能急躁发现故障隐患，有效降低故障发生。

实施例二

基于实施例一，如图2所示，本发明还提供了另外一实施例，一种基于自组网的设备监测管理方法，该监测管理方法包括：

步骤S1、通过RFID自组网定时采集每个配网设备安装的检测数据；

步骤S2、通过RFID自组网将采集到每个配网设备安装的检测数据通过NB-IoT窄带无线通讯网络上传至监控主机；

步骤S3、通过监控主机根据预设规则以及每个配网设备安装的检测数据进行分析处理得出分析结果。

进一步地，所述监测管理方法还包括：步骤S4、通过监控主机将分析结果以及每个配网设备安装的检测数据上传至云服务器进行存储。

进一步地，所述监测管理方法还包括：步骤S5、通过监控主机将分析结果发送至移动终端，供工作人员查看。

其中，由于NB-IoT窄带无线通讯网络部署于蜂窝网络中，诸如GSM网络、UMTS网络或LTE网络，但是对于一些偏远地区来说，上述网络无法完全覆盖，因此，当监测设备未处于上述蜂窝网络的覆盖范围内时，RFID自组网的数据就无法传输给NB-IoT窄带无线通讯网络。

因此，步骤S2还包括：当监测设备未处于蜂窝网络覆盖范围内时，通过RFID自组网将每个配网设备安装的检测数据通过LORA中继器转发给NB-IoT窄带无线通讯网络，进而上传至监控主机。通过LORA中继器来将RFID自组网的数据进行转发，进而实现检测数据上传至监控主机，因此，即使对于未处于蜂窝网络的覆盖范围内的配网设备，同时可以进行实时监控，大大提高了配网设备的监控覆盖范围。

实施例三

一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的设备监测管理程序，所述设备监测管理程序为计算机程序，所述处理器执行所述设备监测管理程序时实现如实施例二提供的基于自组网的设备监测管理方法的步骤。

实施例四

一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有设备监测管理程序，所述设备监测管理程序为计算机程序，所述设备监测管理程序被处理器执行时实现实施例二提供的基于自组网的设备监测管理方法的步骤。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.基于自组网的设备监测管理方法，其特征在于，应用于基于自组网的设备监测管理系统，所述监测管理系统包括监测设备和监控主机；其中，监测设备为带有RFID标签的设备，安装于配网设备的运行环境中，用于检测配网设备的运行环境；监测设备，用于将检测的数据通过射频信号通过RFID自组网发送至监控主机；其中，RFID自组网为用于检测每个配网设备的运行环境的带有RFID标签的设备组成；所述监测管理方法包括：

数据采集步骤：通过RFID自组网定时采集每个配网设备端的监测设备的检测数据；

数据发送步骤：通过RFID自组网将采集到每个配网设备端的监测设备的检测数据通过NB-IoT窄带无线通讯网络上传至监控主机；

数据处理步骤：通过监控主机根据预设规则以及每个配网设备端的监测设备的检测数据进行分析处理得出分析结果。

2.根据权利要求1所述基于自组网的设备监测管理方法，其特征在于，所述监测管理方法还包括：存储步骤：通过监控主机将分析结果以及每个配网设备安装的监测设备的数据上传至云服务器进行存储。

3.根据权利要求1所述基于自组网的设备监测管理方法，其特征在于，所述监测管理方法还包括：推送步骤：通过监控主机将分析结果发送至移动终端，供工作人员查看。

4.根据权利要求1所述基于自组网的设备监测管理方法，其特征在于，所述数据发送步骤还包括：当监测设备未处于蜂窝网络的覆盖范围内时，通过RFID自组网将每个监测设备的检测数据通过LORA中继器转发给NB-IoT窄带无线通讯网络，进而上传至监控主机。

5.根据权利要求4所述基于自组网的设备监测管理方法，其特征在于，所述蜂窝网络包括GSM网络、UMTS网络和LTE网络。

6.根据权利要求1所述基于自组网的设备监测管理方法，其特征在于，所述配网设备包括环网柜、配电柜、地下电缆接头、配变器、断路器、杆塔和电缆沟。

7.根据权利要求1所述基于自组网的设备监测管理方法，其特征在于，所述监测设备包括温度传感器、湿度传感器、位移传感器和水浸传感器。

8.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的设备监测管理程序，所述设备监测管理程序为计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述设备监测管理程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的基于自组网的设备监测管理方法的步骤。

9.一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有设备监测管理程序，所述设备监测管理程序为计算机程序，其特征在于：所述设备监测管理程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的基于自组网的设备监测管理方法的步骤。

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