CN111478926A - 一种电路监测传感器数据收集方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种电路监测传感器数据收集方法，包括：通信连接监测传感器，收集所述监测传感器数据，对所述数据进行数模转换处理，得到转换数据；存储所述转换数据，对所述转换数据规约统一处理，得到规约数据；分析所述规约数据，得到分析结果数据，回传所述分析结果数据。本发明解决了传感器监测数据各自独立，数据回传独立，各监测传感器间没有联动的综合分析功能的问题，将监测数据集中汇集，实现监测数据的综合分析，实现系统联动，同时集中进行数据回传，节省了资源。

Description

一种电路监测传感器数据收集方法和装置
技术领域
本发明属于电路监测领域，特别涉及一种电路监测传感器数据收集方法和装置。
背景技术
随着国家电力建设的发展，电网规模不断扩大，在复杂地形条件下的电网建设和设备维护工作也越来越多，输电线路的巡检和维护越来越表现出分散性大、距离长、难度高等特点。
人工监测手段需耗费较大人力、物力资源，且不能实现24h实时观测，同时由于布线范围广，有些布线区域地理环境恶劣，不可能实现全范围监测；
当前输电线路上安装的传感监测设备将监测数据直接上报至后台服务器，不具备端侧终端联动分析能力；
当前无人机巡检还不成熟，无人机的续航能力有限，且需要专业的无人机飞手，巡检的成本高、效率低，风险性大，不具备实时监测能力；
冰雪灾害引起电力线路倒塌和断线的同时使大量通讯光缆断裂，公用通讯网络与电力通信网络均发生了不同程度的中断，监测数据无法可靠地送往监控中心；
受区域、气候、地形等因素影响，特定的监测地段需要特定的报警策略，需要进行针对性的监测数据积累和策略完善。
因此对输电线路本体、周边环境以及气象参数的智能化远程监测尤为重要。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种电路监测传感器数据收集方法，包括：
通信连接监测传感器，收集所述监测传感器数据，对所述数据进行数模转换处理，得到转换数据；存储所述转换数据，对所述转换数据规约统一处理，得到规约数据；分析所述规约数据，得到分析结果数据，回传所述分析结果数据。
进一步地，所述通信连接，包括RS485/232串口连接、LoRa无线连接、网络接口连接。
进一步地，所述规约，包括Modbus、CDT、DLT634.5104电网规约。
进一步地，所述回传，包括使用GSM和/或4G和/或5G回传、使用光口回传。
进一步地，所述方法还包括：电源管理；
所述电源管理，包括收集各监测传感器电源情况，集中显示各监测传感器的电池容量。
本发明还提出一种电路监测传感器数据收集装置，所述装置包括：通信组件、光口组件、电源组件、规约转换组件、数据收集网关组件；所述规约转换组件、所述数据收集网关组件、所述通信组件、所述光口组件、所述电源组件电路连接；所述数据收集网关组件用于通信连接监测传感器，收集所述监测传感器数据，对所述数据进行数模转换处理，得到转换数据；所述规约转换组件存储所述转换数据，对所述转换数据规约统一处理，得到规约数据，分析所述规约数据，得到分析结果数据；所述通信组件、光口组件用于回传所述分析结果数据。
进一步地，所述数据收集网关组件包括RS485/232接口模块、以太网接口模块、LoRa通信模块、蓝牙模块；所述RS485/232接口模块用于与监测传感器RS485/232串口连接；所述以太网接口模块用于与监测传感器网络接口连接；所述LoRa通信模块用于与监测传感器LoRa无线连接；所述蓝牙模块用于蓝牙连接。
进一步地，所述规约转换组件包括ARM芯片和存储模块，所述存储模块用于存储所述转换数据；所述ARM芯片用于对所述转换数据规约统一处理，得到规约数据，分析所述规约数据，得到分析结果数据。
进一步地，所述规约，包括Modbus、CDT、DLT634.5104电网规约。
进一步地，所述电源组件用于在不同场景供电；所述不同场景包括输电场景和变电场景；所述输电场景使用12V直流供电；所述变电场景使用85～260V交流供电。
本发明解决了传感器监测数据各自独立，数据回传独立，各监测传感器间没有联动的综合分析功能的问题，将监测数据集中汇集，实现监测数据的综合分析，实现系统联动，同时集中进行数据回传，节省了资源。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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示出了根据本发明实施例的一种电路监测传感器数据收集方法流程图；
图2示出了根据本发明实施例的一种电路监测传感器数据收集装置结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
本发明提供了电路监测传感器数据收集方法，示例的，所述收集方法可以采用但不限于下列流程，如图1所示。
所述方法包括：通信连接监测传感器，收集所述监测传感器数据，对所述数据进行数模转换处理，得到转换数据；
存储所述转换数据，并对所述转换数据规约统一处理，得到规约数据；
分析所述规约数据，得到分析结果数据，回传所述分析结果数据；
对监测传感器电源管理。
具体的，通信连接监测传感器。
在电力输电场景下，监测传感器的种类数量多。要得到各监测传感器的数据，需要对各监测传感器通信连接。
根据监测传感器种类的区别，电路监测传感器数据收集装置通信连接监测传感器使用三种方式：RS485/232串口连接、LoRa无线连接、网络接口连接。
其中，RS485/232串口是通用通信接口，连接RS485/232串口进行通信需要相应的RS485/232串口线缆。
部分监测传感器使用RS485/232串口通信。RS485/232串口通过二线或四线方式，与所述监测传感器进行连接，完成通信连接。由于电路监测传感器数据收集装置中RS485/232串口支持串口扩展，即电路监测传感器数据收集装置可以通过串口扩展方式，与大量的监测传感器同时进行通信连接。
网络接口即俗称的网口，示例性的，网络接口使用RJ45接口。连接网络接口相应的网络线缆。
部分监测传感器使用网络接口进行通信。网络接口与所述监测传感器直接连接；或者通过网络设备，如路由器、交换机等构建成相应网络，网络接口与所述监测传感器在所述相应网络中进行连接。
LoRa(Long Range Radio)，远距离无线电，是semtech公司创建的低功耗局域网无线标准。
部分监测传感器使用LoRa无线通信，电路监测传感器数据收集装置LoRa通信模块与所述监测传感器通过LoRa方式进行通信连接。
具体的，收集所述监测传感器数据，对所述数据进行数模转换处理，得到转换数据。
电路监测传感器数据收集装置与监测传感器通信连接后，依据不同监测传感器的设置，被动接收监测传感器传来的数据；或者主动向监测传感器发送请求数据，然后收到监测传感器传来数据。
大多数传过来的数据，类似于高低电平，属于数字信号，但是由于监测传感器型号不同，还有些监测传感器传过来数据可能为模拟信号，这里需要对数据进行数模转换，形成统一。示例性的，电路监测传感器数据收集装置要求最终收集的为数字信号。当收集监测传感器传过来数据时，对所述数据进行判断，如果是模拟信号，则通过模拟转数字方式对信号进行模数转换；如果是数字信号，则直接接收。这样最终得到转换数据。
具体的，存储所述转换数据，并对所述转换数据规约统一处理，得到规约数据。
每一个监测传感器的数据收集并进行数模转换处理后，得到该监测传感器对应的转换数据；对所述转换数据存储。
电路监测传感器数据收集装置使用规约转换组件中存储模块对所述转换数据存储。
电力输电场景下，监测传感器的种类数量多，协议不统一，所述监测传感器的接入规约不同，不同的传感器使用的规约可能会不一样。所述接入规约，指监测传感器接入输电线路的所使用的规约，包括Modbus、CDT、DLT634.5104电网规约。
Modbus是一种串行通信协议，已经成为工业领域通信协议的业界标准，标准就是规约，现在是工业电子设备之间常用的连接方式。
CDT指循环远动规约，是一种标准，规定了电网数据的采集与监控系统中循环式远动规约的功能、帧结构、信息字结构和传输规则等。
DLT634.5104是一种规约，俗称104规约，用于配电自动化系统，定义了通信报文格式、数据编码及传输规则等。
由于监测传感器接入输电线路规约不同，使得监测传感器的数据格式不一致。这需要对这些数据格式进行统一，即规约统一处理。
事先对各种规约格式进行分析，找到各规约特点。根据规约格式，将规约统一。
示例性的，可以使用但不限于以下方式进行规约统一。
A规约数据，包括通信方式和数据内容；所述通信方式用来定义数据通信的方法，如定义通信报文格式、定义数据如何编码、定义传输规则，定义数据内容在整个规约数据中的位置等；所述数据内容即要传输的具体数据。事先了解A规约数据所使用的规约，将A规约数据中A数据内容提取出来。同样的把B规约数据中的B数据内容提取出来。这样完成A规约数据B规约数据的规约统一处理。进一步地，将A数据内容和B数据内容按其具体内容再进一步分类。假设A数据内容包括时间、天气情况、拉力情况这三种数据类型；B数据内容包括时间、拉力情况、视频情况这三种数据类型，可以建立相应的数据库或表，把A数据内容、B数据内容中所有数据作为数据库或表的数据类型，并把A数据内容、B数据内容中相应数据分别填到数据库或表的数据类型下方。
规约统一可以将不同规约数据统一成某一指定规约数据，示例性的，可以将数据规约为DL/T860数据。所述DL/T860为变电站之间进行通信的规约。已经通过规约统一得到A数据内容。按照DL/T860规约规则，所述DL/T860规约规则包括通信方式和数据内容。将A数据内容填入至所述数据内容中，按实际通信需求，将相关数据填入所述通信方式。这样就把A规约数据规约统一成DL/T860数据。同样也可以把普通数据规约统一成DL/T860数据。将普通数据填入至所述数据内容中，按实际通信需求，将相关数据填入所述通信方式。这样就把普通数据规约统一成DL/T860数据。
电路监测传感器数据收集装置使用规约转换组件中芯片对所述转换数据规约统一处理，得到规约数据。
具体的，分析所述规约数据，得到分析结果数据。
事先通过大数据分析学习，制定相应分析规则，使用所述相应分析规则，对规约数据进行分析，得到分析结果数据。
示例性的，事先定义监测传感器上报监测数据时间，当到了该时间点时，某个监测传感器没有上报监测数据，则判断此监测传感器出现故障。如拉力情况，所述拉力情况用于检测线缆某一点两端所受到的拉力值。正常情况下，所述拉力值变化值很小或没有；当出现大风时，或线缆上出现物体时，如鸟类、积雪等，则拉力值会出现比较大的变化。事先定义好变化阈值，通过对比之前的拉力情况，当变化值超过变化阈值时，则认为线路拉力有异常。
具体的，回传所述分析结果数据。
得到分析结果数据后，将所述分析结果数据回传。可以通过无线4G/5G回传，也可以通过光口回传。所述回传，指将数据回传至后台服务器。
优选的，回传还包括原始数据，如传感器监测到返回的数据，电路监测传感器数据收集装置接收后，最终转换为显示可见的读数值，并传给后台服务器。
所述方法还包括电源管理。
具体的，所述电源管理，包括收集各监测传感器电源情况，集中显示各监测传感器的电池容量。
同样通信连接监测传感器，通过收集各监测传感器电源情况，
电路监测传感器数据收集装置与监测传感器通信连接后，依据不同监测传感器的设置，被动接收监测传感器传来的电源情况；或者主动向监测传感器发送请求数据，然后收到监测传感器传来电源情况。将这些电源情况数据上传至后台服务器，这样就集中显示各监测传感器的电池容量。
本发明还提供一种电路监测传感器数据收集装置，示例性的，如图2所示，所述装置包括：通信组件、光口组件、电源组件、规约转换组件、数据收集网关组件；
所述规约转换组件、所述数据收集网关组件、所述通信组件、所述光口组件、所述电源组件电路连接；
所述数据收集网关组件用于通信连接监测传感器，收集所述监测传感器数据，对所述数据进行数模转换处理，得到转换数据；
所述数据收集网关包括RS485/232接口模块、以太网接口模块、LoRa通信模块、蓝牙模块；
所述RS485/232接口模块提供RS485/232接口，用于与监测传感器通信连接，所述通信连接为RS485/232串口连接；进一步地，所述RS485/232接口模块包括多个RS485/232接口，支持串口扩展。
所述以太网接口模块提供网络接口，用于与监测传感器通信连接，所述通信连接为网络接口连接；进一步地，以太网接口模块包括1路广域网接口，n路局域网接口(其中，n≥1)。所述广域网接口、局域网接口为10/100Mbps或100/1000Mbps或10/100/10000Mbps自切换RJ45网口。
所述LoRa通信模块提供LoRa接口，用于与监测传感器通信连接，所述通信连接哦LoRa无线连接；
所述蓝牙模块提供蓝牙接口，用于蓝牙连接。所述蓝牙模块为备用接口。
所述规约转换组件包括ARM芯片和存储模块，
所述存储模块用于存储所述转换数据。进一步的，所述存储模块还可以存储所有过程数据、结果数据、系统日志数据等。
所述ARM芯片用于对所述转换数据规约统一处理，得到规约数据，分析所述规约数据，得到分析结果数据。所述规约，包括Modbus、CDT、DLT634.5104电网规约。进一步地，ARM芯片可以把数据归约为DL/T860数据。
示例性的，所述ARM芯片为海思3516E-v300芯片。
所述通信组件、光口组件用于回传所述分析结果数据。
所述通信组件，包括GSM和/或4G和/或5G无线传输单元，电路监测传感器数据收集装置可以通过GSM和/或4G和/或5G方式将数据回传至后台服务器。
所述光口组件，包括FE/GE自适应光口，电路监测传感器数据收集装置可以通过自适应光口将数据回传至后台服务器。
电路监测传感器数据收集装置可以根据实际情况，自动选择使用通信组件和/或光口组件来传送数据，也可以由人工选择通信组件和/或光口组件来传送数据。
所述电源组件用于在不同场景供电；所述不同场景包括输电场景和变电场景；
所述输电场景使用12V直流供电；所述变电场景使用85～260V交流供电。
电路监测传感器数据收集装置还可以进行电源管理；
所述电源管理，包括收集各监测传感器电源情况，集中显示各监测传感器的电池容量。示例性的，电路监测传感器收集各监测传感器电源情况数据，传送至后台，由后台主机显示各传感器电源具体信息。
电路监测传感器数据收集装置还可以进行日志管理；
所述电源管理，包括收集各监测传感器日志情况，集中收集各监测传感器的日志并支持查询。
电路监测传感器数据收集装置还可以通过网络连接，进行近端调试，可以查询系统核心进程，进行任务管理；可以通过无线连接，进行远端维护。
本发明解决了传感器监测数据各自独立，数据回传独立，各监测传感器间没有联动的综合分析功能的问题，将监测数据集中汇集，实现监测数据的综合分析，实现系统联动，同时集中进行数据回传，节省了资源。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电路监测传感器数据收集方法，其特征在于，
所述方法包括：通信连接监测传感器，收集所述监测传感器数据，对所述数据进行数模转换处理，得到转换数据；
存储所述转换数据，对所述转换数据规约统一处理，得到规约数据；
分析所述规约数据，得到分析结果数据，回传所述分析结果数据。
2.根据权利要求1所述的收集方法，其特征在于，
所述通信连接，包括RS485/232串口连接、LoRa无线连接、网络接口连接。
3.根据权利要求1所述的收集方法，其特征在于，
所述规约，包括Modbus、CDT、DLT634.5104电网规约。
4.根据权利要求1所述的收集方法，其特征在于，
所述回传，包括使用GSM和/或4G和/或5G回传、使用光口回传。
5.根据权利要求1所述的收集方法，其特征在于，
所述方法还包括：电源管理；
所述电源管理，包括收集各监测传感器电源情况，集中显示各监测传感器的电池容量。
6.一种电路监测传感器数据收集装置，其特征在于，所述装置包括：通信组件、光口组件、电源组件、规约转换组件、数据收集网关组件；
所述规约转换组件、所述数据收集网关组件、所述通信组件、所述光口组件、所述电源组件电路连接；
所述数据收集网关组件用于通信连接监测传感器，收集所述监测传感器数据，对所述数据进行数模转换处理，得到转换数据；
所述规约转换组件存储所述转换数据，对所述转换数据规约统一处理，得到规约数据，分析所述规约数据，得到分析结果数据；
所述通信组件、光口组件用于回传所述分析结果数据。
7.根据权利要求6所述的收集装置，其特征在于，
所述数据收集网关组件包括RS485/232接口模块、以太网接口模块、LoRa通信模块、蓝牙模块；
所述RS485/232接口模块用于与监测传感器RS485/232串口连接；
所述以太网接口模块用于与监测传感器网络接口连接；
所述LoRa通信模块用于与监测传感器LoRa无线连接；
所述蓝牙模块用于蓝牙连接。
8.根据权利要求6所述的收集装置，其特征在于，
所述规约转换组件包括ARM芯片和存储模块，
所述存储模块用于存储所述转换数据；
所述ARM芯片用于对所述转换数据规约统一处理，得到规约数据，分析所述规约数据，得到分析结果数据。
9.根据权利要求8所述的收集装置，其特征在于，
所述规约，包括Modbus、CDT、DLT634.5104电网规约。
10.根据权利要求6所述的收集装置，其特征在于，
所述电源组件用于在不同场景供电；
所述不同场景包括输电场景和变电场景；
所述输电场景使用12V直流供电；
所述变电场景使用85～260V交流供电。
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