CN111262914A - 一种用于电力井环境的监测设备及监测系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于电力井环境的监测设备及监测系统，其中，监测设备，包括控制单元、网络通信单元和数据采集单元；其中，网络通信单元和数据采集单元均与控制单元电性连接；在控制单元处于第一工作模式时，获取数据采集单元采集的环境数据；其中，控制单元在第一休眠模式和第一工作模式之间进行切换；控制单元通过网络通信单元将环境数据进行上报。本申请提供的监测设备能够利用较低的功耗，将电力井所处的环境数据及时的进行上报，使得工作人员清楚的了解电力井的环境情况，维护方便，且维护成本较低；在一定程度上确保了电网的安全运行，提高了电网的服务质量。

Description

一种用于电力井环境的监测设备及监测系统
技术领域
本申请涉及低功耗技术领域，特别涉及一种用于电力井环境的监测设备及监测系统。
背景技术
电网配网环节是目前电力网中环境最恶劣的一个环节，通常，配网包括10KV和35KV城市电力网络，包含地下管沟、排管和直埋以及架空等走线方式。其中，地下管沟、排管和直埋等方式中，考虑到基站无线信号被屏蔽、成本较高、安全性较低，因此，难以布设其它通讯线路；架空方式会影响城市建设，因此，地下电缆及电力井成为电网的重要资产。
但是，地下电缆及电力井分布广，数量大，管理难度大，易产生问题且不容易排查；并且，地下环境极差、无法取电、信号干扰、无线信号不稳定，因此无法实时监控电力井所处的环境，对电网安全运行和资产保护造成了极大隐患，也降低了电网的服务质量。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种用于电力井环境的监测设备及监测系统，该监测设备能够利用较低的功耗，将电力井所处的环境数据及时的进行上报，使得工作人员清楚的了解电力井的环境情况，维护方便，且维护成本较低；在一定程度上确保了电网的安全运行，提高了电网的服务质量。
本申请实施例提供了一种用于电力井环境的监测设备，其中，该监测设备包括控制单元、网络通信单元和数据采集单元；其中，所述网络通信单元和所述数据采集单元均与所述控制单元电性连接；
在所述控制单元处于第一工作模式时，获取所述数据采集单元采集的环境数据；其中，所述控制单元在第一休眠模式和所述第一工作模式之间进行切换；
所述控制单元通过所述网络通信单元将所述环境数据进行上报。
在另一实施例中，该监测设备还包括：
响应于所述控制单元处于所述第一休眠模式，所述网络通信单元启动待机模式。
在另一实施例中，该监测设备还包括：
所述数据采集单元在确定所述环境数据存在异常时，唤醒处于所述第一休眠模式的所述控制单元；
响应于所述控制单元切换至第一工作模式，所述数据采集单元将异常的所述环境数据传输给所述控制单元；
所述控制单元通过所述网络通信单元将异常的所述环境数据进行上报。
在另一实施例中，该监测设备还包括：
在所述数据采集单元处于所述第二工作模式时，采集当前所处环境的所述环境数据；其中，所述数据采集单元在第二休眠模式和所述第二工作模式之间进行切换。
在另一实施例中，该监测设备还包括：
所述供电单元为所述控制单元、所述网络通信单元和所述数据采集单元进行供电。
本申请实施例还提供了一种用于电力井环境的监测系统，其中，该监测系统包括上述实施例中任意一种用于电力井环境的监测设备，以及与所述监测设备链接的远程监控设备。
在另一实施例中，所述远程监控设备包括远程网络服务器；其中，所述监测设备与所述远程网络服务器网络通信；
所述监测设备将所述环境数据传输给所述远程网络服务器；
所述远程网络服务器将接收到的所述环境数据进行存储。
在另一实施例中，所述远程监控设备还包括网页客户端；其中，所述网页客户端与所述远程网络服务器网络通信；
所述网页客户端获取所述远程网络服务器中存储的所述环境数据，并通过交互界面展示；
在所述环境数据中存在异常的所述环境数据时，所述网页客户端以第一警报方式呈现第一提示信息。
在另一实施例中，所述远程监控设备还包括APP终端；其中，所述APP终端与所述远程网络服务器网络通信；
所述APP终端获取所述远程网络服务器中存储的所述环境数据，并通过交互界面展示；
在所述环境数据中存在异常的所述环境数据时，所述APP终端以第二警报方式呈现第二提示信息。
在另一实施例中，该监测系统还包括：
所述APP终端基于异常的所述环境数据，确定异常的所述环境数据对应的位置信息，并通过交互界面展示。
本申请实施例提供了一种用于电力井环境的监测设备及监测系统，其中，监测设备，包括控制单元、网络通信单元和数据采集单元；其中，网络通信单元和数据采集单元均与控制单元电性连接；在控制单元处于第一工作模式时，获取数据采集单元采集的环境数据；其中，控制单元在第一休眠模式和第一工作模式之间进行切换；控制单元通过网络通信单元将环境数据进行上报。本申请实施例提供的监测设备能够利用较低的功耗，将电力井所处的环境数据及时的进行上报，使得工作人员清楚的了解电力井的环境情况，维护方便，且维护成本较低；在一定程度上确保了电网的安全运行，提高了电网的服务质量。
附图说明
图1为本申请实施例提供的用于电力井环境的监测设备的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的数据采集单元的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的用于电力井环境的监测系统的结构示意图。
具体实施方式
此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。
应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。
图1为本申请实施例提供的用于电力井环境的监测设备1的结构示意图，其中，该监测设备1包括控制单元11、网络通信单元12和数据采集单元13；其中，网络通信单元12和数据采集单元13均与控制单元11电性连接。
在具体实施中，控制单元11设置有第一休眠模块式和第一工作模式，并且在第一休眠模式和第一工作模式之间进行切换。例如，控制单元11按照一定的预设周期，在第一休眠模式和第一工作模式之间进行切换；具体的，预先设置第一预设周期为60分钟，对应的设置第一休眠模式为59分钟，第一工作模式为1分钟；在控制单元11处于第一休眠模式长达59分钟时，进行主动自我唤醒，也即从第一休眠模式切换至第一工作模式，以实现与网络通信单元12和数据采集单元13的数据交互。在第一工作模式下完成数据交互之后，自动切换至第一休眠模式。当然，该第一预设周期的时长、第一休眠模式的时长、第一工作模式的时长均可以按照实际情况进行设置，本申请实施例不限定于此。控制单元11还可以基于外部设备的触发信号进行模式的切换，例如，外部设备传输高电平，则控制单元11切换至第一工作模式；外部设备传输低电平，则控制单元11切换至第一休眠模式等。通过将控制单元11设置为第一休眠模式和第一工作模式，可以避免控制单元11消耗不必要的电能，降低了监测设备1的功耗。
具体的，在控制单元11处于第一工作模式时，获取数据采集单元13采集的环境数据。如图2所示，为数据采集单元13的结构示意图，其中，数据采集单元13包括温度传感器131、湿度传感器132、井盖监测装置133、有毒气体传感器134、可燃气体传感器135、水位传感器136。温度传感器131，用于测量监测设备1所处的电力井环境的温度值；湿度传感器132，用于测量监测设备1所处的电力井环境的湿度值；井盖监测装置133，用于检测井盖的开合状态；有毒气体传感器134，用于测量监测设备1所处的电力井环境中的有毒气体值；可燃气体传感器135，用于测量监测设备1所处的电力井环境中的可燃气体值；水位传感器136，用于监测电力井内的水位是否到达设定高度。值得说明的是，本申请实施例中仅示出上述几种传感器或监测装置，但本领域技术人员应该知晓，数据采集单元13还可以包括其他的传感器或监测装置。
在获取数据采集单元13采集的环境数据之后，通过网络通信单元12将环境数据进行上报。
之后，响应于控制单元11处于第一休眠模式，网络通信单元12启动待机模式。
在具体实施中，本申请实施例中的数据采集单元13包括第二休眠模式和第二工作模式，也即，数据采集单元在第二休眠模式和第二工作模式之间进行切换。在实际应用中，数据采集单元13同样可以按照一定的预设周期在第二休眠模式和第二工作模式之间进行切换；也可以基于控制单元11的触发信号或指令，在第二休眠模式和第二工作模式之间进行切换等。在数据采集单元13处于第二工作模式时，采集当前所处环境的环境数据。
例如，设置数据采集单元13的预设周期为20秒，20秒内采样一次，每次采样时长不超过2毫秒，在采样结束之后，数据采集单元13进入第二休眠模式，处于第二休眠模式时数据采集单元13中每个传感器或监测装置待机电流不超过2微安。其中，数据采集单元13中的传感器或监测装置可以在同一个时间点进行采样，也可以在不同的时间点进行采样，本申请实施例对此不作限定。
在实际应用中，数据采集单元13中的每个传感器或监测装置可以设置相应的异常阈值，例如，电力井盖处于开启状态时，井盖监测装置133向控制单元11传输1；电力井盖处于闭合状态时，井盖监测装置133向控制单元11传输0等。
数据采集单元13在确定环境数据存在异常(也即数据采集单元13中的传感器或监测装置采集到的环境数据中，存在达到异常阈值的环境数据)时，唤醒处于第一休眠模式的控制单元11。具体的，可以通过以下两种唤醒方式来唤醒处于第一休眠模式的控制单元11，第一种唤醒方式，以井盖监测装置133为例，在井盖监测装置133确定电力井盖处于开启状态时，数据采集单元13直接输出高电平，也即井盖监测装置133生成的信号1，该高电平触发控制单元11中单片机的引脚，单片机的引脚预先设置为中断信号功能，当接收到数据采集单元13输出的高电平时，中断信号被触发进而唤醒控制单元11；第二种唤醒方式，单片机的串口通讯预先设置为中断功能，当数据采集单元13采集到异常的环境数据后，通过串口发送唤醒指令给单片机，实现唤醒控制单元11的目的。
通过上述唤醒方式唤醒控制单元11之后，也即控制单元11切换至第一工作模式之后，数据采集单元13将异常的环境数据传输给控制单元11。之后，控制单元11通过网络通信单元12将异常的环境数据进行上报。
在确定环境数据存在异常时，通过数据采集单元13唤醒处于第一休眠模式的控制单元11，并将异常的环境数据传输给控制单元11；之后，控制单元11通过网络通信单元12将异常的环境数据进行实时上报，使得工作人员能够及时进行维护，避免了发生事故后才组织重新建设，导致维修成本较高，浪费人力物力的问题，在一定程度上确保了电网的安全运行，提高了电网的服务质量。
如图1所示，本申请实施例中的监测设备1还包括供电单元14；该供电单元14与控制单元11、网络通信单元12、数据采集单元13均电性连接，并为控制单元11、网络通信单元12和数据采集单元13进行供电。例如，供电单元14包括3节ER34615型号电池并联，能够提供约50AH的电能，电池类型为微功率锂亚电池，所有电池都有防爆等级的认证和认证报告或者证书。当然，电池的型号和数量可以根据实际情况进行调整。
基于控制单元11、网络通信单元12、数据采集单元13均存在休眠模式，该供电单元14利用电池便可以确保监测设备1在较长的一段时间内进行正常工作。
如图3所示，为本申请实施例提供的用于电力井环境的监测系统的结构示意图，该监测系统包括图1中的监测设备1，还包括与监测设备链接的远程监控设备2；其中，远程监控设备2包括远程网络服务器21，监测设备1与远程网络服务器2网络通信链接。
监测设备1可以按照一定的上传时间点将环境数据传输给远程网络服务器21；还可以是在接收到远程网络服务器21发送的数据请求之后，基于该数据请求，将环境数据传输给远程网络服务器21等。
远程网络服务器21在接收到的环境数据之后，将环境数据进行存储。具体的，远程网络服务器21可以对环境数据进行分类提取，并进行一定的校验(例如校验采集时间是否正确，环境数据是否存在缺失等)，在校验完成之后，可以基于传感器或监测装置的类型将环境数据进行分类存储，还可以基于采集时间的先后顺序进行分类存储等。
图3的监测系统中的远程监控设备还包括网页客户端22；其中，网页客户端22与远程网络服务器21网络通信；基于工作人员的需求或基于一定的获取周期，网页客户端22会获取远程网络服务器21中存储的环境数据，并通过交互界面展示；以便工作人员进行后续的工作部署。
在环境数据中存在异常的环境数据时，网页客户端22以第一警报方式呈现第一提示信息，以提示工作人员。其中，该第一警报方式包括弹出独立的提示对话框，将异常的环境数据区别于正常的环境数据进行显示等。
图3的监测系统中的远程监控设备还包括APP终端23；其中，APP终端23与远程网络服务器21网络通信；APP终端23获取远程网络服务器21中存储的环境数据，并通过交互界面展示；以便工作人员进行后续的工作部署。
在环境数据中存在异常的环境数据时，APP终端23以第二警报方式呈现第二提示信息，以提示工作人员。其中，该第二警报方式也可以包括弹出独立的提示对话框，将异常的环境数据区别于正常的环境数据进行显示，还可以给APP终端23发送提示消息、生成未读提示消息等。在第二警报方式与第一警报方式相同时，第一提示信息和第二提示信息可以相同，也可以不同；但在第二警报方式与第一警报方式不同时，第一提示信息和第二提示信息则不同。
值得说明的是，APP终端23还可以基于异常的环境数据，确定异常的环境数据对应的位置信息，并将位置信息通过交互界面进行展示，以便于工作人员可以及时确定异常环境所在的位置，并进行异常处理，节省依次检查的时间，维护方便，不仅能够确保电网的安全运行，还能够提高电网的服务质量。通过本申请实施例提供的监测系统，工作人员可以对多个电力井所处的环境进行实时监控，省时省力。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于电力井环境的监测设备，其特征在于，包括控制单元、网络通信单元和数据采集单元；其中，所述网络通信单元和所述数据采集单元均与所述控制单元电性连接；
在所述控制单元处于第一工作模式时，获取所述数据采集单元采集的环境数据；其中，所述控制单元在第一休眠模式和所述第一工作模式之间进行切换；
所述控制单元通过所述网络通信单元将所述环境数据进行上报。
2.根据权利要求1所述的监测设备，其特征在于，还包括：
响应于所述控制单元处于所述第一休眠模式，所述网络通信单元启动待机模式。
3.根据权利要求2所述的监测设备，其特征在于，还包括：
所述数据采集单元在确定所述环境数据存在异常时，唤醒处于所述第一休眠模式的所述控制单元；
响应于所述控制单元切换至第一工作模式，所述数据采集单元将异常的所述环境数据传输给所述控制单元；
所述控制单元通过所述网络通信单元将异常的所述环境数据进行上报。
4.根据权利要求1所述的监测设备，其特征在于，还包括：
在所述数据采集单元处于所述第二工作模式时，采集当前所处环境的所述环境数据；其中，所述数据采集单元在第二休眠模式和所述第二工作模式之间进行切换。
5.根据权利要求1所述的监测设备，其特征在于，还包括供电单元；其中，所述供电单元与所述控制单元、所述网络通信单元、所述数据采集单元均电性连接；
所述供电单元为所述控制单元、所述网络通信单元和所述数据采集单元进行供电。
6.一种用于电力井环境的监测系统，其特征在于，包括上述权利要求1-5中任意一种用于电力井环境的监测设备，以及与所述监测设备链接的远程监控设备。
7.根据权利要求6所述的监测系统，其特征在于，所述远程监控设备包括远程网络服务器；其中，所述监测设备与所述远程网络服务器网络通信；
所述监测设备将所述环境数据传输给所述远程网络服务器；
所述远程网络服务器将接收到的所述环境数据进行存储。
8.根据权利要求7所述的监测系统，其特征在于，所述远程监控设备还包括网页客户端；其中，所述网页客户端与所述远程网络服务器网络通信；
所述网页客户端获取所述远程网络服务器中存储的所述环境数据，并通过交互界面展示；
在所述环境数据中存在异常的所述环境数据时，所述网页客户端以第一警报方式呈现第一提示信息。
9.根据权利要求7所述的监测系统，其特征在于，所述远程监控设备还包括APP终端；其中，所述APP终端与所述远程网络服务器网络通信；
所述APP终端获取所述远程网络服务器中存储的所述环境数据，并通过交互界面展示；
在所述环境数据中存在异常的所述环境数据时，所述APP终端以第二警报方式呈现第二提示信息。
10.根据权利要求9所述的监测系统，其特征在于，还包括：
所述APP终端基于异常的所述环境数据，确定异常的所述环境数据对应的位置信息，并通过交互界面展示。
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