CN111637942A - 基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置及系统 - Google Patents

基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置及系统 Download PDF

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CN111637942A CN202010318775.9A CN202010318775A CN111637942A CN 111637942 A CN111637942 A CN 111637942A CN 202010318775 A CN202010318775 A CN 202010318775A CN 111637942 A CN111637942 A CN 111637942A
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Abstract

本发明涉及能源管理技术领域，特别涉及一种基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置及系统，基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置包括：智能水表、智能电表、智能燃气表、LoRaWAN通信模块、数据处理模块和电源管理模块；各功能单元之间进行通信及数据传输。基于LoRaWAN协议的机场能源管理系统包括：基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置、LoRaWAN物联网关及物联接入平台，各功能模块之间进行通信及数据传输。本发明提供的基于LoRaWAN协议的机场能源管理系统和系统，通过LoRaWAN协议实现数据的传输，具有传输信号质量高、传输距离大以及功耗低的优点。

Description

基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置及系统
技术领域
本发明涉及能源安全管理技术领域，特别涉及一种基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置及系统。
背景技术
21世纪以来，世界民航发展速度日新月异，在机场建设取得一定成就的同时，机场在能源管理方面也存在一些问题，例如机场能源设备众多、老旧，分散广管理手段传统、各能源设备布线限制多，难以实现机场用电设备的智能化管理。随着无线通信技术的发展，通过智慧化、数据化的手段重构机场能源管理，构造绿色安全现代化机场是机场建设的重要方向。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的机场能源管理系统能源设备众多、布线限制多，分散广管理手段传统，难以实现机场用电设备的智能化管理的技术问题，提供了一种基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置及系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置，包括：
智能水表，用于采集各时段的水流量数据；
智能电表，用于采集各时段电量数据；
智能燃气表，用于采集各时段的燃气流量数据；
LoRaWAN通信模块，与所述智能水表和智能电表通信，用于从所述智能水表获取各时段的水流量数据，从所述智能电表获取各时段的电量数据，以及从所述智能燃气表获取各时段的燃气流量数据；与所述能源管理模块建立无线通信；
数据处理模块，从所述LoRaWAN通信模块获取各时段的水流量数据、电量数据及燃气流量数据并进行显示；将各时段的水流量数据、电量数据及燃气流量数据分别与对应时段的预设范围进行比较，若超出预设范围则进行报警；
电源管理模块，与所述智能水表、智能电表、智能燃气表、LoRaWAN通信模块及数据处理模块电性连接；将对应的电压值分配给所述智能水表、智能电表单元、智能燃气表、LoRaWAN通信模块及数据处理模块。
进一步的，其特征在于，还包括：液体流量传感器；
所述液体流量传感器设置在所述智能水表前端或后端的管路上；
所述液体流量传感器与所述LoRaWAN通信模块连接，所述液体流量传感器测量所述智能水表前端或后端的第一总水流量，第一总水流量经所述LoRaWAN通信模块传输至所述数据处理模块；
所述数据处理模块计算各时段经过智能水表的水流量之和得到第二总水流量，将第一总水流量和第二总水流量比较，若第一总水流量和第二总水流量的差值大于预设范围，则控制所述智能水表切断水路。
进一步的，还包括：气体流量传感器；
所述气体流量传感器设置在所述智能燃气表前端或后端的管路上；
所述气体流量传感器与所述LoRaWAN通信模块连接，所述气体流量传感器测量所述智能燃气表前端或后端得第一总燃气流量，第一总燃气流量经所述LoRaWAN通信模块传输至所述数据处理模块；
所述数据处理模块计算各时段经过智能燃气表的燃气流量之和得到第二总燃气流量，将第一总燃气流量和第二总燃气流量比较，若第一总燃气流量和第二总燃气流量的差值大于预设范围，则控制所述智能燃气表切断燃气管路。
进一步的，还包括：
外部存储单元，与所述数据处理模块数据交互，用于存储智能水表、智能电表及智能燃气表的流量数据。
本发明还提供了一种基于LoRaWAN协议的机场能源管理系统，其特征在于，包括：
基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置，用于采集智能水表、智能电表及智能燃气表的流量数据并进行流量监测与报警；
LoRaWAN物联网关，用于和机场能源管理装置中的LoRaWAN通信模块建立无线通信，获取水流量数据、电量数据及燃气流量数据；
物联接入平台，用于对机场能源管理装置中的LoRaWAN物联网关进行网络数据配置，以及进行网络状态监测、数据归一化、解析和数据推送服务；
机场管理平台，用于从LoRaWAN物联网关获取水流量数据、电量数据及燃气流量数据，实现数据的分析、查询及报表。
进一步的，LoRaWAN物联网关通过4G、5G或LAN网络将各时段的水流量数据、电量数据和燃气流量数据发送至所述机场管理平台。
进一步的，所述机场管理平台包括：
接入管理模块，用于从LoRaWAN物联网关获取各时段的水流量数据、电量数据和燃气流量数据；
数据归一化模块，将水流量数据、电量数据及燃气流量数据进行归一化处理；
数据存储模块，从所述数据归一化模块获取处理后的水流量数据、电量数据及燃气流量数据并进行存储；
数据管理模块，用于根据输入指令从所述数据存储模块调取用电数据，并对水流量数据、电量数据或燃气流量数据进行查询、以及监测数据是否异常，在用电数据异常时发出报警指令。
进一步的，所述机场管理平台还包括：
查询功能模块，用于向所述数据管理模块输入查询指令，从所述数据管理模块获取根据查询指令筛选出的数据并予以显示。
进一步的，所述机场管理平台还包括：
报警功能模块，用于从所述数据管理模块获取报警指令并报警。
进一步的，所述机场管理平台还包括：
报表功能模块，用于从所述数据管理模块获取用水流量数据、电量数据或燃气流量数据，并对数据分类报表输出。
本发明提供的基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置及系统至少具备以下有益效果或优点：
本发明提供的基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置及系统，通过智能水表采集各时段经过水表的水流量数据；通过智能电表采集各时段经过电表的电量数据；通过智能燃气表采集各时段经过燃气表的燃气流量数据；通过LoRaWAN通信模块，从智能水表获取各时段经过水表的水流量数据，从智能电表获取各时段经过电表的电量数据，以及从智能燃气表获取经过燃气表的燃气流量数据。通过数据处理模块，从LoRaWAN通信模块获取各时段的水流量数据、电量数据及燃气流量数据并进行显示；将各时段的水流量数据、电量数据及燃气流量数据分别与对应时段的预设范围进行比较，若超出预设范围则进行报警。通过电源管理模块将对应的电压值分配给所述智能水表、智能电表单元、智能燃气表、LoRaWAN通信模块及数据处理模块。因此，本发明提供的基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置和系统，通过LoRaWAN协议实现数据的传输，具有传输信号质量高、传输距离大以及功耗低的优点；此外，由于通过LoRaWAN协议实现数据的传输，不需要进行大量布线，解决了安装部署难、故障排查难和建设成本高的技术问题。本发明提供的基于LoRaWAN协议的机场能源管理系统和系统，能对智能电表、智能水表和智能燃气表的各数据进行实时监控及处理，当出现异常时及时报警，实现了对机场用电设备的智能化管理。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置结构示意图；
图2为本发明实施例提供的基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置结构示意图；
图3为本发明实施例提供的机场能源管理系统结构示意图。
其中，1-数据处理模块，2-智能水表，3-智能电表，4-智能燃气表，5-LoRaWAN通信模块，6-电源管理模块，7-液体流量传感器，8-气体流量传感器，9-外部存储模块，10-机场能源管理装置，20-LoRaWAN物联网关，30-物联接入平台，40-机场管理平台，401-接入管理模块，402-数据归一化模块，403-数据存储模块，404-数据管理模块，405-查询功能模块，406-报警功能模块，407-报表功能模块。
具体实施方式
本发明针对现有技术中存在的机场能源管理系统能源设备众多、布线限制多，分散广管理手段传统，难以实现机场用电设备的智能化管理的技术问题，提供了一种基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置及系统。
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、完整的描述，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。
实施例一
参见图1，本发明实施例提供了一种基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置，包括：智能水表2、智能电表3、智能燃气表4、LoRaWAN通信模块5、数据处理模块1和电源管理模块6和气体流量传感器8。其中：
智能水表2，用于采集各时段经过水表的水流量数据。
智能电表3，用于采集各时段经过电表的电量数据。
智能燃气表4，用于采集各时段经过燃气表的燃气流量数据。
LoRaWAN通信模块5，与智能水表2和智能电表3通信，用于从智能水表2获取各时段经过水表的水流量数据，从智能电表3获取各时段经过电表的电量数据，以及从智能燃气表4获取经过燃气表的燃气流量数据；与能源管理模块建立无线通信。
数据处理模块1，从LoRaWAN通信模块5获取各时段的水流量数据、电量数据及燃气流量数据并进行显示；将各时段的水流量数据、电量数据及燃气流量数据分别与对应时段的预设范围进行比较，若超出预设范围则进行报警。
电源管理模块6，与智能水表2、智能电表3、智能燃气表4、LoRaWAN通信模块5及数据处理模块1电性连接；将对应的电压值分配给智能水表2、智能电表3单元、智能燃气表4、LoRaWAN通信模块5及数据处理模块1。
本发明实施例提供的一优选方案中，该基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置还包括液体流量传感器7；液体流量传感器7设置在智能水表2前端或后端的管路上。液体流量传感器7与LoRaWAN通信模块5连接，液体流量传感器7测量智能水表2前端或后端得第一总水流量，第一总水流量经LoRaWAN通信模块5传输至数据处理模块1。数据处理模块1计算各时段经过智能水表2的水流量之和得到第二总水流量，将第一总水流量和第二总水流量比较，若第一总水流量和第二总水流量的差值大于预设范围，此时说明可能出现智能水表2数据采集异常，则控制智能水表2切断水路。
本发明实施例提供的一优选方案中，该基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置还包括：气体流量传感器8。气体流量传感器8设置在智能燃气表4前端或后端的管路上。气体流量传感器8与LoRaWAN通信模块5连接，气体流量传感器8测量智能燃气表4前端或后端得第一总燃气流量，第一总燃气流量经LoRaWAN通信模块5传输至数据处理模块1。数据处理模块1计算各时段经过智能燃气表4的燃气流量之和得到第二总燃气流量，将第一总燃气流量和第二总燃气流量比较，若第一总燃气流量和第二总燃气流量的差值大于预设范围，此时说明可能出现智能燃气表4数据采集异常，则控制智能燃气表4切断燃气管路。
本发明实施例提供的一优选方案中，该基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置还包括外部存储模块9，与数据处理模块1数据交互，用于存储智能水表2、智能电表3及智能燃气表4的流量数据。
实施例二
参见图2及图3，本发明实施例提供了一种基于LoRaWAN协议的机场能源管理系统，包括：基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置10、LoRaWAN物联网关20及物联接入平台30。其中：
基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置10，用于采集智能水表2、智能电表3及智能燃气表4的流量数据并进行流量监测与报警。
LoRaWAN物联网关20，用于和机场能源管理装置10中的LoRaWAN通信模块5建立无线通信，获取水流量数据、电量数据及燃气流量数据。其中，LoRaWAN物联网关20通过4G、5G或LAN网络将各时段的水流量数据、电量数据和燃气流量发送至机场管理平台40。
物联接入平台30，用于对机场能源管理装置10中的LoRaWAN物联网关20进行网络数据配置，以及进行网络状态监测、数据归一化、解析和数据推送服务。
机场管理平台40，用于从LoRaWAN物联网关20获取水流量数据、电量数据及燃气流量数据，实现数据的分析、查询及报表。
本发明实施例中，机场管理平台40包括：接入管理模块401、数据归一化模块402、数据存储模块403及数据管理模块404。
接入管理模块401，用于从LoRaWAN物联网关20获取各时段的水流量数据、电量数据和燃气流量数据。
数据归一化模块402，将水流量数据、电量数据及燃气流量数据进行归一化处理。
数据存储模块403，从数据归一化模块402获取处理后的水流量数据、电量数据及燃气流量数据并进行存储。
数据管理模块404，用于根据输入指令从数据存储模块403调取用电数据，并对水流量数据、电量数据或燃气流量数据进行查询、以及监测数据是否异常，在用电数据异常时发出报警指令。
本发明实施例提供的一优选实施例中，机场管理平台40还包括：
查询功能模块405，用于向数据管理模块404输入查询指令，从数据管理模块404获取根据查询指令筛选出的数据并予以显示。
本发明实施例提供的一优选实施例中，机场管理平台40还包括：
报警功能模块406，用于从数据管理模块404获取报警指令并报警。
本发明实施例提供的一优选实施例中，机场管理平台40还包括：
报表功能模块407，用于从数据管理模块404获取用水流量数据、电量数据或燃气流量数据，并对数据分类报表输出。
本发明实施例提供的基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置及系统至少具备以下有益效果或优点：
本发明提供的基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置及系统，通过智能水表采集各时段经过水表的水流量数据；通过智能电表采集各时段经过电表的电量数据；通过智能燃气表采集各时段经过燃气表的燃气流量数据；通过LoRaWAN通信模块，从智能水表获取各时段经过水表的水流量数据，从智能电表获取各时段经过电表的电量数据，以及从智能燃气表获取经过燃气表的燃气流量数据。通过数据处理模块，从LoRaWAN通信模块获取各时段的水流量数据、电量数据及燃气流量数据并进行显示；将各时段的水流量数据、电量数据及燃气流量数据分别与对应时段的预设范围进行比较，若超出预设范围则进行报警。通过电源管理模块将对应的电压值分配给所述智能水表、智能电表单元、智能燃气表、LoRaWAN通信模块及数据处理模块。因此，本发明提供的基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置和系统，通过LoRaWAN协议实现数据的传输，具有传输信号质量高、传输距离大以及功耗低的优点；此外，由于通过LoRaWAN协议实现数据的传输，不需要进行大量布线，解决了安装部署难、故障排查难和建设成本高的技术问题。本发明提供的基于LoRaWAN协议的机场能源管理系统和系统，能对智能电表、智能水表和智能燃气表的各数据进行实时监控及处理，当出现异常时及时报警，实现了对机场用电设备的智能化管理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置，其特征在于，包括：
智能水表(2)，用于采集各时段的水流量数据；
智能电表(3)，用于采集各时段的电量数据；
智能燃气表(4)，用于采集各时段的燃气流量数据；
LoRaWAN通信模块(5)，与所述智能水表(2)和智能电表(3)通信，用于从所述智能水表(2)获取各时段的水流量数据，从所述智能电表(3)获取各时段的电量数据，以及从所述智能燃气表(4)获取各时段的燃气流量数据；与所述能源管理模块建立无线通信；
数据处理模块(1)，从所述LoRaWAN通信模块(5)获取各时段的水流量数据、电量数据及燃气流量数据并进行显示；将各时段的水流量数据、电量数据及燃气流量数据分别与对应时段的预设范围进行比较，若超出预设范围则进行报警；
电源管理模块(6)，与所述智能水表(2)、智能电表(3)、智能燃气表(4)、LoRaWAN通信模块(5)及数据处理模块(1)电性连接；将对应的电压值分配给所述智能水表(2)、智能电表(3)、智能燃气表(4)、LoRaWAN通信模块(5)及数据处理模块(1)。
2.根据权利要求1所述的基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置，其特征在于，还包括：液体流量传感器(7)；
所述液体流量传感器(7)设置在所述智能水表(2)前端或后端的管路上；
所述液体流量传感器(7)与所述LoRaWAN通信模块(5)连接，所述液体流量传感器(7)测量所述智能水表(2)前端或后端得第一总水流量，第一总水流量经所述LoRaWAN通信模块(5)传输至所述数据处理模块(1)；
所述数据处理模块(1)计算各时段经过智能水表(2)的水流量之和得到第二总水流量，将第一总水流量和第二总水流量比较，若第一总水流量和第二总水流量的差值大于预设范围，则控制所述智能水表(2)切断水路。
3.根据权利要求1所述的基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置，其特征在于，还包括：气体流量传感器(8)；
所述气体流量传感器(8)设置在所述智能燃气表(4)前端或后端的管路上；
所述气体流量传感器(8)与所述LoRaWAN通信模块(5)连接，所述气体流量传感器(8)测量所述智能燃气表(4)前端或后端的第一总燃气流量，第一总燃气流量经所述LoRaWAN通信模块(5)传输至所述数据处理模块(1)；
所述数据处理模块(1)计算各时段经过智能燃气表(4)的燃气流量之和得到第二总燃气流量，将第一总燃气流量和第二总燃气流量比较，若第一总燃气流量和第二总燃气流量的差值大于预设范围，则控制所述智能燃气表(4)切断燃气管路。
4.根据权利要求1所述的基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置，其特征在于，还包括：
外部存储模块(9)，与所述数据处理模块(1)数据交互，用于存储智能水表(2)、智能电表(3)及智能燃气表(4)的流量数据。
5.一种基于LoRaWAN协议的机场能源管理系统，其特征在于，包括：
基于LoRaWAN协议的机场能源管理装置(10)，用于采集智能水表(2)、智能电表(3)及智能燃气表(4)的流量数据并进行流量监测与报警；
LoRaWAN物联网关(20)，用于和机场能源管理装置(10)中的LoRaWAN通信模块(5)建立无线通信，获取水流量数据、电量数据及燃气流量数据；
物联接入平台(30)，用于对机场能源管理装置(10)中的LoRaWAN物联网关(20)进行网络数据配置，以及进行网络状态监测、数据归一化、解析和数据推送服务；
机场管理平台(40)，用于从LoRaWAN物联网关(20)获取水流量数据、电量数据及燃气流量数据，实现数据的分析、查询及报表。
6.根据权利要求5所述的基于LoRaWAN协议的机场能源管理系统，其特征在于，LoRaWAN物联网关(20)通过4G、5G或LAN网络将各时段的水流量数据、电量数据和燃气流量数据发送至所述机场管理平台(40)。
7.根据权利要求5所述的基于LoRaWAN协议的机场能源管理系统，其特征在于，所述机场管理平台(40)包括：
接入管理模块(401)，用于从LoRaWAN物联网关(20)获取水流量数据、电量数据和燃气流量数据；
数据归一化模块(402)，将水流量数据、电量数据及燃气流量数据进行归一化处理；
数据存储模块(403)，从所述数据归一化模块(402)获取处理后的水流量数据、电量数据及燃气流量数据并进行存储；
数据管理模块(404)，用于根据输入指令从所述数据存储模块(403)调取用电数据，并对水流量数据、电量数据或燃气流量数据进行查询、以及监测数据是否异常，在用电数据异常时发出报警指令。
8.根据权利要求7所述的基于LoRaWAN协议的机场能源管理系统，其特征在于，所述机场管理平台(40)还包括：
查询功能模块(405)，用于向所述数据管理模块(404)输入查询指令，从所述数据管理模块(404)获取根据查询指令筛选出的数据并予以显示。
9.根据权利要求7所述的基于LoRaWAN协议的机场能源管理系统，其特征在于，所述机场管理平台(40)还包括：
报警功能模块(406)，用于从所述数据管理模块(404)获取报警指令并报警。
10.根据权利要求7所述的基于LoRaWAN协议的机场能源管理系统，其特征在于，所述机场管理平台(40)还包括：
报表功能模块(407)，用于从所述数据管理模块(404)获取用水流量数据、电量数据或燃气流量数据，并对数据分类报表输出。
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