CN111641269A - 一种智能的基于物联网的电网设备监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能的基于物联网的电网设备监测系统，该系统包括用于采集电网设备的状态信息数据的传感监测模块、用于对传感监测模块采集的状态信息数据进行处理的中央处理器、用于存储处理后的状态信息数据的物联网服务器和用于显示所述状态信息数据的显示模块；所述传感监测模块分别与传感器和中央处理器连接，中央处理器与所述显示模块分别与所述物联网服务器连接；所述中央处理器还用于在状态信息数据超出预设阈值范围时向预设的用户终端发送报警信息。本发明通过物联网技术实现了对电网设备的智能监测，并可以提前对可能发生故障的电网设备进行预警。

Description

一种智能的基于物联网的电网设备监测系统
技术领域
本发明涉及电网设备监测技术领域，具体涉及一种智能的基于物联网的电网设备监测系统。
背景技术
现有的电网设备监测一般是基于人工记录的采集数据对电网设备进行分析和监测，人力成本高且不智能。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种智能的基于物联网的电网设备监测系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种智能的基于物联网的电网设备监测系统，该系统包括用于采集电网设备的状态信息数据的传感监测模块、用于对传感监测模块采集的状态信息数据进行处理的中央处理器、用于存储处理后的状态信息数据的物联网服务器和用于显示所述状态信息数据的显示模块；所述传感监测模块分别与传感器和中央处理器连接，中央处理器与所述显示模块分别与所述物联网服务器连接；所述传感监测模块包括汇聚节点和多个用于采集状态信息数据的传感器节点，其中汇聚节点主要用于收集传感器节点发送的状态信息数据，并将收集的状态信息数据传输至中央处理器；所述中央处理器还用于在状态信息数据超出预设阈值范围时向预设的用户终端发送报警信息。
在一种能够实现的方式中，所述显示模块包括LED显示屏、LCD显示屏、智能手机、笔记本、桌上型电脑中的任意一种或任意几种。
在一种能够实现的方式中，所述传感器节点包括设置于电网设备上的传感器和用于将传感器信号转换为对应的状态信息数据的信号适配器，所述信号适配器与传感器连接；还包括用于控制采集频率的控制器，所述控制器与传感器连接。
在一种能够实现的方式中，传感器包括温度传感器、振动传感器、液位传感器、位移传感器、电流传感器、霍尔传感器中的任意一种或任意几种。
在一种能够实现的方式中，所述中央处理器包括数据预处理单元、数据分析单元以及异常报警单元，所述数据预处理单元用于对传感器节点采集的状态信息数据进行预处理，所述数据分析单元用于分析预处理后的状态信息数据是否超出预设阈值范围，当超出时，所述数据分析单元向所述异常报警单元发送指令，以促使所述异常报警单元向预设的用户终端发送报警信息。
在一种能够实现的方式中，所述报警信息包括超出预设阈值范围的状态信息数据以及对应的传感器节点标识。
本发明的有益效果为：本发明通过物联网技术实现了对电网设备的智能监测，并可以提前对可能发生故障的电网设备进行预警，以便于工作人员或维修人员进行相应处理，减少因变电站故障所造成的损失，节省人力，智能便捷。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明一个示例性实施例的电网设备智能监测系统的结构示意框图；
图2是本发明一个示例性实施例的中央处理器的结构示意框图。
附图标记：
传感监测模块2、中央处理器4、物联网服务器6、显示模块8、数据预处理单元10、数据分析单元20、异常报警单元30。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本发明实施例提供了一种智能的基于物联网的电网设备监测系统，该系统包括设于电网设备上的多个传感器、用于采集电网设备的状态信息数据的传感监测模块2、用于对传感监测模块2采集的状态信息数据进行处理的中央处理器4、用于存储处理后的状态信息数据的物联网服务器6和用于显示所述状态信息数据的显示模块8；所述传感监测模块2分别与传感器和中央处理器4连接，中央处理器4与所述显示模块8分别与所述物联网服务器6连接；所述中央处理器4还用于在状态信息数据超出预设阈值范围时向预设的用户终端发送报警信息。
其中，如图2所示，所述中央处理器4包括数据预处理单元10、数据分析单元20以及异常报警单元30，所述数据预处理单元10用于对传感器节点采集的状态信息数据进行预处理，所述数据分析单元20用于分析预处理后的状态信息数据是否超出预设阈值范围，当超出时，所述数据分析单元20向所述异常报警单元30发送指令，以促使所述异常报警单元30向预设的用户终端发送报警信息。
在一种能够实现的方式中，所述报警信息包括超出预设阈值范围的状态信息数据以及对应的传感器节点标识。
其中，所述传感监测模块2包括汇聚节点和多个用于采集状态信息数据的传感器节点，其中汇聚节点主要用于收集传感器节点发送的状态信息数据，并将收集的状态信息数据传输至中央处理器4。
其中，所述传感器节点包括设置于电网设备上的传感器和用于将传感器信号转换为对应的状态信息数据的信号适配器，所述信号适配器与传感器连接；还包括用于控制采集频率的控制器，所述控制器与传感器连接。其中，传感器包括温度传感器、振动传感器、液位传感器、位移传感器、电流传感器、霍尔传感器中的任意一种或任意几种。
其中，所述显示模块8包括LED显示屏、LCD显示屏、智能手机、笔记本、桌上型电脑中的任意一种或任意几种。
本发明上述实施例通过物联网技术实现了对电网设备的智能监测，并可以提前对可能发生故障的电网设备进行预警，以便于工作人员或维修人员进行相应处理，减少因变电站故障所造成的损失，节省人力，智能便捷。
在一种能够实现的方式中，与汇聚节点的距离在预设的距离阈值范围内的传感器节点，直接将采集的状态信息数据发送至汇聚节点；与汇聚节点的距离超出预设的距离阈值范围的传感器节点，通过多跳的形式将采集的状态信息数据发送至汇聚节点。
在一种能够实现的方式中，传感器节点在相对于其距离汇聚节点更近的邻居节点中选择一个作为下一跳节点，具体为：
初始时，传感器节点在相对于其距离汇聚节点更近的邻居节点选择最远的一个作为下一跳节点；
每到一个预设的更新周期，传感器节点判断是否满足下列直接通信条件，若不满足，传感器节点在剩余的相对于其距离汇聚节点更近的邻居节点中重新选择最远的一个作为下一跳节点：
Figure BDA0002542207140000031
式中，Eb为传感器节点b的当前剩余能量，Eb0为传感器节点b的初始能量，Lmax为传感器节点可调节的最大通信距离，L(b,next)为传感器节点b到当前下一跳节点的距离，k为预设的基于能量的衰减因子，k的取值范围为[0.8,0.9]。
本实施例根据传感器节点的能量情况更新下一跳节点，有利于降低传感器节点的能量消耗，延长该传感器节点的工作时间，从而在整体上有利于延长传感监测模块2的监测周期。
在一种能够实现的方式中，传感器节点采集一预设周期的状态信息数据后，再进行状态信息数据的发送，发送数据之前，传感器节点先对当前预设周期所采集的状态信息数据进行预处理，具体为：
设传感器节点i在当前预设周期所采集的状态信息数据序列为yi＝{yi1,yi2…,yin}，n表示传感器节点i在当前预设周期所采集的状态信息数据的数量，若yi满足平稳条件，传感器节点i获取其平均值avg(yi)，在发送当前预设周期所采集的数据时，只发送该平均值avg(yi)；若yi不满足平稳条件，传感器节点i将状态信息数据序列yi中的所述数据进行发送；
其中，所述平稳条件为：
Figure BDA0002542207140000041
式中，yic为状态信息数据序列yi中的第c个数据，yi(c+1)为状态信息数据序列yi中的第c+1个数据，r为设定的变化率阈值。
本实施例中，传感器节点在当前周期采集的状态信息数据序列满足设定的平稳条件时只发送该状态信息数据序列的平均值，能够在保障数据特性的前提下减少状态信息数据传输的能耗，能够节省传感器节点的能量，降低网络通信量，进而在整体上节省了系统的通信成本。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种智能的基于物联网的电网设备监测系统，其特征是，包括用于采集电网设备的状态信息数据的传感监测模块、用于对传感监测模块采集的状态信息数据进行处理的中央处理器、用于存储处理后的状态信息数据的物联网服务器和用于显示所述状态信息数据的显示模块；所述传感监测模块分别与传感器和中央处理器连接，中央处理器与所述显示模块分别与所述物联网服务器连接；所述传感监测模块包括汇聚节点和多个用于采集状态信息数据的传感器节点，其中汇聚节点主要用于收集传感器节点发送的状态信息数据，并将收集的状态信息数据传输至中央处理器；所述中央处理器还用于在状态信息数据超出预设阈值范围时向预设的用户终端发送报警信息。
2.根据权利要求1所述的一种智能的基于物联网的电网设备监测系统，其特征是，所述显示模块包括LED显示屏、LCD显示屏、智能手机、笔记本、桌上型电脑中的任意一种或任意几种。
3.根据权利要求1所述的一种智能的基于物联网的电网设备监测系统，其特征是，所述传感器节点包括设置于电网设备上的传感器和用于将传感器信号转换为对应的状态信息数据的信号适配器，所述信号适配器与传感器连接；还包括用于控制采集频率的控制器，所述控制器与传感器连接。
4.根据权利要求3所述的一种智能的基于物联网的电网设备监测系统，其特征是，传感器包括温度传感器、振动传感器、液位传感器、位移传感器、电流传感器、霍尔传感器中的任意一种或任意几种。
5.根据权利要求1所述的一种智能的基于物联网的电网设备监测系统，其特征是，所述中央处理器包括数据预处理单元、数据分析单元以及异常报警单元，所述数据预处理单元用于对传感器节点采集的状态信息数据进行预处理，所述数据分析单元用于分析预处理后的状态信息数据是否超出预设阈值范围，当超出时，所述数据分析单元向所述异常报警单元发送指令，以促使所述异常报警单元向预设的用户终端发送报警信息。
6.根据权利要求1所述的一种智能的基于物联网的电网设备监测系统，其特征是，所述报警信息包括超出预设阈值范围的状态信息数据以及对应的传感器节点标识。
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