CN113218444A - 一种电能计量设备运行环境智能传感方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电能计量设备运行环境智能传感方法及设备,包括:数据获取单元,用于获取电能计量设备所处的环境数据;数据处理单元,用于将获取的电能计量设备的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度分别与设定的安全阈值进行比较;第一通信单元,用于当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的任意一个超过自身对应的安全阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第一通知消息;第二通信单元,用于当所述环境状态不符合预设的状态阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第二通知消息。
Description
技术领域
本发明涉及对电能计量设备进行感知的方法,尤其是涉及一种电能计量设备运行环境智能传感方法及设备。
背景技术
目前,电能计量设备所处环境主要存在以下问题:
潮湿或腐蚀环境长期作用下,计量箱金属部件、线路及计量设备的元器件受侵蚀,导致腐蚀和失效,缩短计量设备的使用寿命等。
电能计量设备运行过程中因器件老化、接触不牢等造成的带电连接点温度升高,影响计量装置的正常运行,诱发安全风险等。
电能计量设备受外界人为因素如振动、电磁干扰等,造成计量准确性下降,给公司带来经济损失。
发明内容
针对以上问题,本发明提供一种电能计量设备运行环境智能传感方法及装置,旨在解决电能计量设备较易发生的故障情况和人为造成的不安全行为的问题。电能计量设备运行环境智能传感装置如图1所示。
一种电能计量设备运行环境智能传感方法,所述方法包括:
获取电能计量设备所处的环境数据;所述环境数据包括环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的至少一种;
将获取的电能计量设备的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度分别与设定的安全阈值进行比较;
当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的任意一个超过自身对应的安全阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第一通知消息;
当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度均没有超过自身对应的安全阈值时,根据所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度,确定所述电能计量设备所处的环境状态;
当所述环境状态不符合预设的状态阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第二通知消息。
获取电能计量设备所处的磁场强度,具体包括:用磁传感器监测所述电能计量设备的直流磁场,得到电能计量设备所处的磁场强度异常事件,当磁性物件干扰电能表正常计量功能时,上传磁干扰异常事件,以判断是否发生设备失效或被窃电。
获取电能计量设备所处的环境温度和环境湿度,具体包括:
通过温湿度监测传感器监测电能计量设备内的温湿度,得到温湿度监测曲线;当电能计量设备内温度出现突变异常时,上报异常事件。
获取电能计量设备所处的振动强度,具体包括:采用振动传感器芯片对电能计量设备的振动强度进行监测,得到电能计量设备所处的振动强度。
当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度均没有超过自身对应的安全阈值时,根据所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度,确定所述电能计量设备所处的环境状态,具体包括:
步骤一,对环境状态划分为良好、中等、较差、损坏四种状态,并将四种状态分别设立四个阈值,将四个阈值设置为四种簇始聚类中心;将获取的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度归为一个样本集D;
步骤二,计算样本集D中各个元素与各个聚类中心的距离,距离聚类中心最近的元素作为该类的所属类别,形成一个簇组;
步骤三,计算该簇组的样本平均值,若均值与聚类中心值不同,则将均值作为该簇组的中心点,并且重复步骤二;
步骤四,若均值与聚类中心值相同,则输出簇组,并确定电能计量设备所处的环境状态。
根据本发明另一方面,还提供一种电能计量设备运行环境智能传感设备,所述设备包括:
数据获取单元,用于获取电能计量设备所处的环境数据;所述环境数据包括环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的至少一种;
数据处理单元,用于将获取的电能计量设备的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度分别与设定的安全阈值进行比较;
第一通信单元,用于当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的任意一个超过自身对应的安全阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第一通知消息;
环境状态确定单元,用于当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度均没有超过自身对应的安全阈值时,根据所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度,确定所述电能计量设备所处的环境状态;
第二通信单元,用于当所述环境状态不符合预设的状态阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第二通知消息。
数据获取单元具体用于:用磁传感器监测所述电能计量设备的直流磁场,得到电能计量设备所处的磁场强度。直流磁场监测单元采用准用的线性霍尔元件,通过AD采样的方式获取电能计量设备周围直流磁场的磁场强度;选用AH49F作为磁场监测芯片。
数据获取单元具体用于;通过温湿度监测传感器监测电能计量设备的温湿度,得到温湿度监测曲线。通过温度监测传感器监测电表箱体内的电表运行环境状态,将温度监测曲线存储在数据储存单元模块中;当计量箱内温度出现突变异常时,上报异常事件;温度监测单元选用HDC1080集成温度芯片作为监测模块的采集芯片;通过湿度监测传感器监测电表箱体内的电表运行环境状态,将湿度监测曲线存储在数据储存单元模块中;当计量箱内温度出现突变异常时,上报异常事件;湿度监测单元选用HDC1080集成湿度芯片作为监测模块的采集芯片。
采用振动传感器芯片对电能计量设备的振动强度进行监测,得到电能计量设备所处的振动强度。
数据获取单元中还包括,获取振动强度环境数据时,采用振动传感器芯片对计量箱的振动强度进行监测,通过阈值设置的方式将监测到的超过阈值的异常数值进行主动上报;振动传感器的选型采用三轴加速度传感器的形式,利用三轴加速度传感器测量出力在每一个轴的加速度,以此判断振动强度;选用三轴加速度传感器MMA8653作为智能监测模块的振动强度监测芯片;通信单元中还包括,采用模块化设计,兼容不同的通信方式;数据储存单元中装置内置EEPROM存储电表箱内的电表运行数据存储;同时也可以通过内置FLASH对录像视频信息进行本地存储。
环境状态确定单元,具体用于:
步骤一,对环境状态划分为良好、中等、较差、损坏四种状态,并将四种状态分别设立四个阈值,将四个阈值设置为四种簇始聚类中心;将获取的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度归为一个样本集D;
步骤二,计算样本集D中各个元素与各个聚类中心的距离,距离聚类中心最近的元素作为该类的所属类别,形成一个簇组;
步骤三,计算该簇组的样本平均值,若均值与聚类中心值不同,则将均值作为该簇组的中心点,并且重复步骤二;
步骤四,若均值与聚类中心值相同,则输出簇组,并确定电能计量设备所处的环境状态。
技术效果
振动传感器的选型采用三轴加速度传感器,能够实现双轴正负90度或双轴0-360度的倾角,通过校正后期精度要高于双轴加速度传感器大于测量角度为60度的情况;为了对电能计量设备运行中的振动状态进行监控,选用三轴加速度传感器MMA8653作为智能监测模块的振动强度监测芯片;通信单元分别采用或根据现场情况需求选择相应模块,模块通常有485通信、载波通信、GPRS通信和WiFi通信单元,以实现能够与电力监测部门进行通信。,直流磁场监测单元选用AH49F作为磁场监测芯片,采用3片组合的方式,做到3轴6方向磁场监测;
附图说明
通过参考下面的附图,可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式:
图1为电能计量设备运行环境智能传感装置示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
目前,电能计量设备所处环境主要存在以下问题:
(1)潮湿或腐蚀环境长期作用下,计量箱金属部件、线路及计量设备的元器件受侵蚀,导致腐蚀和失效,缩短计量设备的使用寿命等;
(2)电能计量设备运行过程中因器件老化、接触不牢等造成的带电连接点温度升高,影响计量装置的正常运行,诱发安全风险等;
(3)电能计量设备受外界人为因素如振动、电磁干扰等,造成计量准确性下降,给公司带来经济损失。针对电能计量设备较易发生的故障情况和人为造成的不安全行为,在温度、湿度、磁场、振动等多维环境应力下,开展了计量设备运行环境智能传感器研究,以应用于电能计量设备运行环境的监测,保障用电安全。
为面向运维效率提升与精细化管理,更好地保障电力系统配用电末端设备的有机互联,不断深化智能量测系统高级应用水平,需针对计量设备运行环境进行全方位监测,以改变目前“消极”“被动”运维的局面,进一步提升用户服务质量。
从温度、湿度、强度、振动等运行状态特征量对计量设备的影响入手,基于多参量传感技术,开展计量设备运行环境智能传感器研究,能够有效实现多维环境数据的协调感知与实时采集。通过多个模块针对箱内湿度、强磁、振动等关键特征量进行运行工况实时在线监测,进而生成遇疑似故障/窃电事件,向上级传送数据信息。可有效预警各类事故和窃电行为,有助于提升电能计量设备的精细化管理水平。
一种电能计量设备运行环境智能传感方法,所述方法包括:
获取电能计量设备所处的环境数据;所述环境数据包括环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的至少一种;
将获取的电能计量设备的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度分别与设定的安全阈值进行比较;
当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的任意一个超过自身对应的安全阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第一通知消息;
当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度均没有超过自身对应的安全阈值时,根据所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度,确定所述电能计量设备所处的环境状态;
当所述环境状态不符合预设的状态阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第二通知消息。
获取电能计量设备所处的磁场强度,具体包括:用磁传感器监测所述电能计量设备的直流磁场,得到电能计量设备所处的磁场强度异常事件,当磁性物件干扰电能表正常计量功能时,上传磁干扰异常事件,以判断是否发生设备失效或被窃电。
获取电能计量设备所处的环境温度和环境湿度,具体包括:
通过温湿度监测传感器监测电能计量设备内的温湿度,得到温湿度监测曲线;当电能计量设备内温度出现突变异常时,上报异常事件。
获取电能计量设备所处的振动强度,具体包括:采用振动传感器芯片对电能计量设备的振动强度进行监测,得到电能计量设备所处的振动强度。
当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度均没有超过自身对应的安全阈值时,根据所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度,确定所述电能计量设备所处的环境状态,具体包括:
步骤一,对环境状态划分为良好、中等、较差、损坏四种状态,并将四种状态分别设立四个阈值,将四个阈值设置为四种簇始聚类中心;将获取的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度归为一个样本集D;
步骤二,计算样本集D中各个元素与各个聚类中心的距离,距离聚类中心最近的元素作为该类的所属类别,形成一个簇组;
步骤三,计算该簇组的样本平均值,若均值与聚类中心值不同,则将均值作为该簇组的中心点,并且重复步骤二;
步骤四,若均值与聚类中心值相同,则输出簇组,并确定电能计量设备所处的环境状态。
根据本发明另一方面,还提供一种电能计量设备运行环境智能传感设备,所述设备包括:
数据获取单元,用于获取电能计量设备所处的环境数据;所述环境数据包括环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的至少一种;
数据处理单元,用于将获取的电能计量设备的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度分别与设定的安全阈值进行比较;
第一通信单元,用于当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的任意一个超过自身对应的安全阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第一通知消息;
环境状态确定单元,用于当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度均没有超过自身对应的安全阈值时,根据所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度,确定所述电能计量设备所处的环境状态;
第二通信单元,用于当所述环境状态不符合预设的状态阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第二通知消息。
数据获取单元具体用于:用磁传感器监测所述电能计量设备的直流磁场,得到电能计量设备所处的磁场强度。直流磁场监测单元采用准用的线性霍尔元件,通过AD采样的方式获取电能计量设备周围直流磁场的磁场强度;选用AH49F作为磁场监测芯片。
数据获取单元具体用于;通过温湿度监测传感器监测电能计量设备的温湿度,得到温湿度监测曲线。通过温度监测传感器监测电表箱体内的电表运行环境状态,将温度监测曲线存储在数据储存单元模块中;当计量箱内温度出现突变异常时,上报异常事件;温度监测单元选用HDC1080集成温度芯片作为监测模块的采集芯片;通过湿度监测传感器监测电表箱体内的电表运行环境状态,将湿度监测曲线存储在数据储存单元模块中;当计量箱内温度出现突变异常时,上报异常事件;湿度监测单元选用HDC1080集成湿度芯片作为监测模块的采集芯片。
采用振动传感器芯片对电能计量设备的振动强度进行监测,得到电能计量设备所处的振动强度。
数据获取单元中还包括,获取振动强度环境数据时,采用振动传感器芯片对计量箱的振动强度进行监测,通过阈值设置的方式将监测到的超过阈值的异常数值进行主动上报;振动传感器的选型采用三轴加速度传感器的形式,利用三轴加速度传感器测量出力在每一个轴的加速度,以此判断振动强度;选用三轴加速度传感器MMA8653作为智能监测模块的振动强度监测芯片;通信单元中还包括,采用模块化设计,兼容不同的通信方式;数据储存单元中装置内置EEPROM存储电表箱内的电表运行数据存储;同时也可以通过内置FLASH对录像视频信息进行本地存储。
环境状态确定单元,具体用于:
步骤一,对环境状态划分为良好、中等、较差、损坏四种状态,并将四种状态分别设立四个阈值,将四个阈值设置为四种簇始聚类中心;将获取的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度归为一个样本集D;
步骤二,计算样本集D中各个元素与各个聚类中心的距离,距离聚类中心最近的元素作为该类的所属类别,形成一个簇组;
步骤三,计算该簇组的样本平均值,若均值与聚类中心值不同,则将均值作为该簇组的中心点,并且重复步骤二;
步骤四,若均值与聚类中心值相同,则输出簇组,并确定电能计量设备所处的环境状态。
智能感知模块分为以下几个系统模块:CPU控制分析单元、直流磁场监测单元、温湿度监测单元、振动强度检测单元、数据存储单元、通信单元等。
各传感单元采集的信号经过放大、滤波、A/D转换等过程后送至微控制单元实现数据处理。在电能计量设备运行环境中的关键节点的温度、湿度、磁场、振动等变化时,相应传感单元采集变化数据发送到控制单元,控制单元将所监测的特征量信息进行处理后,通过通信模块与采集系统互联互通,传输至主站。
所述直流磁场检测单元:用磁传感器监测直流磁场异常事件,当用户用强磁铁等磁性物件干扰电能表正常计量功能时,上传磁干扰异常事件,以判断是否发生设备失效或被窃电等。直流磁场监测单元采用准用的线性霍尔元件,通过AD采样的方式获取直流磁场的准确强度。
由于标准规定,电能表在恒定磁场300mT的环境下不能出现工作异常的情况,为了保证智能监测模块工作的可靠性,确保上报事件正常,选用AH49F作为磁场监测芯片,采用3片组合的方式,做到3轴6方向磁场监测。
所述温湿度检测单元:通过温湿度监测传感器监测电表箱体内的电表运行环境状态,将温湿度监测曲线存储在数据储存单元模块中;当计量箱内温度出现突变异常时,上报异常事件。
由于缺乏有效的手段方式和手段对电能计量设备长期运行环境进行监测,考虑选用温湿度传感器,对计量箱和电能表的运行环境进行监测。同时可借助监测到的温湿度数值信息,辅助判断是否有异常火灾等灾害发生。考虑到电能计量设备实际运行环境的温度为-40℃-80℃,以及电能计量箱实际安装环境的湿度,考虑选用HDC1080集成温湿度芯片作为监测模块的采集芯片。
所述振动强度检测单元:为了电能计量设备所处环境的振动情况进行有效的监测,以判断是否处于高频振动环境、是否有暴力破坏箱等窃电行为,采用振动传感器芯片对计量箱的振动强度进行监测,通过阈值设置的方式将监测到的超过阈值的异常数值进行主动上报。振动传感器的选型主要采用三轴加速度传感器的形式,利用三轴加速度传感器测量出力在每一个轴的加速度,以此判断振动强度。应用基于重力原理的三轴加速度传感器,可以实现双轴正负90度或双轴0-360度的倾角,通过校正后期精度要高于双轴加速度传感器大于测量角度为60度的情况。为了对电能计量设备运行中的振动状态进行监控,选用三轴加速度传感器MMA8653作为智能监测模块的振动强度监测芯片。
所述数据储存单元:装置内置EEPROM存储电表箱内的电表运行数据存储;同时也可以通过内置FLASH对录像视频信息进行本地存储。
所述数据传输单元:当计量箱经非法开启后,防窃电装置启动摄像头,录像存储在本地flash(即数据储存单元),现场维修人员可以使用对应移动终端通过WiFi模块或4G模块对本地flash内视频信息进行读取,同时CPU控制单元通过通信单元模块将加密数据传输到与电力管理部门。
所述通信单元:数据通信单元采用模块化设计,兼容不同的通信方式,满足智能监测模块接入不同的系统的需求。比如通信单元可以分别采用或根据现场情况需求选择相应模块,模块通常有485通信、载波通信、GPRS通信和WiFi通信等通信单元,以实现能够与电力监测部门等进行通信,
动作过程:通过直流磁场检测单元、温湿度检测单元、振动强度检测单元,对电能计量设备运行环境状态参量进行实时检测,以判断是否存在智能电表箱非法打开现象,是否诱发设备失效或存在盗窃电等情况。
表箱电子锁一旦遭到非法破坏后,将无法恢复原功能继续使用,及时上报系统,通过移动终端提示工作人员到现场进行更换。
直流磁场异常监控:采用磁传感器检测直流磁场异常事件,当用户用吸铁石等磁性物件对电表进行干扰时,上传磁干扰异常事件,对事件进行监控。
温湿度监控:通过温湿度检测传感器检测计量箱体内的电表运行环境状态,存储一周内的温度负荷曲线在本地,方便后期运维人员检查当温度出现突变异常时上报异常事件。
在本发明中涉及到的具体实施算法如下:
单一指标算法:
εx表示振动信号门槛设定值;εy表示磁场强度信号门槛设定值;εα表示温度信号门槛设定值;εβ表示湿度信号门槛设定值。
xij>εx(j=1,2,3)或yij>εy(j=1,2,3)或αi>εα或βi>εβ,上报异常事件。
K-means算法:
输出:簇P=(P1,P2,…,PK)
步骤一:在X中随机选择K个记录作为初始聚类中心{c1,c2,…,cK}
步骤二:计算样本Di中个各元素与各聚类中心{c1,c2,…,cK}的距离,即d(dj,ci)=||dj-ci||2
xj的簇标记为距其最近的聚类中心所属的簇
λj=argmini∈(1,2,…,K)d(dj,ci)
将xj划入所属的簇Pλj=Pλj∪{xj}
步骤三:for i=1,2,···,K,重新形成每个簇的中心点
其中,|Pi|为簇Pi所含的样本个数。
步骤四:如果ci′≠ci,ci更新为ci′,并返回执行步骤二
步骤五:聚类算法结束,输出簇P。
技术效果
本发明面向运维效率提升与精细化管理,开展了相关研究,提出了面向电能计量设备运行环境的智能传感方法和防护工作模式。多个模块针对箱内湿度、强磁、振动等关键特征量进行运行工况实时在线监测,进而生成遇疑似故障/窃电事件,向上级传送数据信息。该方法的应用,可有效预警各类事故和窃电行为,有助于提升电能计量设备的精细化管理水平。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电能计量设备运行环境智能传感方法,其特征在于,所述方法包括:
获取电能计量设备所处的环境数据;所述环境数据包括环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的至少一种;
将获取的电能计量设备的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度分别与设定的安全阈值进行比较;
当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的任意一个超过自身对应的安全阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第一通知消息;
当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度均没有超过自身对应的安全阈值时,根据所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度,确定所述电能计量设备所处的环境状态;
当所述环境状态不符合预设的状态阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第二通知消息。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,获取电能计量设备所处的磁场强度,具体包括:
用磁传感器监测所述电能计量设备的直流磁场,得到电能计量设备所处的磁场强度。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,获取电能计量设备所处的环境温度和环境湿度,具体包括:
通过温湿度监测传感器监测电能计量设备内的温湿度,得到温湿度监测曲线。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,获取电能计量设备所处的振动强度,具体包括:
采用振动传感器芯片对电能计量设备的振动强度进行监测,得到电能计量设备所处的振动强度。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度均没有超过自身对应的安全阈值时,根据所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度,确定所述电能计量设备所处的环境状态,具体包括:
步骤一,对环境状态划分为良好、中等、较差、损坏四种状态,并将四种状态分别设立四个阈值,将四个阈值设置为四种簇始聚类中心;将获取的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度归为一个样本集D;
步骤二,计算样本集D中各个元素与各个聚类中心的距离,距离聚类中心最近的元素作为该类的所属类别,形成一个簇组;
步骤三,计算该簇组的样本平均值,若均值与聚类中心值不同,则将均值作为该簇组的中心点,并且重复步骤二;
步骤四,若均值与聚类中心值相同,则输出簇组,并确定电能计量设备所处的环境状态。
6.一种电能计量设备运行环境智能传感设备,其特征在于,所述设备包括:
数据获取单元,用于获取电能计量设备所处的环境数据;所述环境数据包括环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的至少一种;
数据处理单元,用于将获取的电能计量设备的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度分别与设定的安全阈值进行比较;
第一通信单元,用于当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度中的任意一个超过自身对应的安全阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第一通知消息;
环境状态确定单元,用于当所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度均没有超过自身对应的安全阈值时,根据所述环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度,确定所述电能计量设备所处的环境状态;
第二通信单元,用于当所述环境状态不符合预设的状态阈值时,给主站发送用于表征当前环境状态对所述电能计量设备有损害的第二通知消息。
7.根据权利要求6所述的设备,其特征在于,数据获取单元具体用于:
用磁传感器监测所述电能计量设备的直流磁场,得到电能计量设备所处的磁场强度。
8.根据权利要求6所述的设备,其特征在于,数据获取单元具体用于;
通过温湿度监测传感器监测电能计量设备的温湿度,得到温湿度监测曲线。
9.根据权利要求6所述的设备,其特征在于,数据获取单元具体用于;
采用振动传感器芯片对电能计量设备的振动强度进行监测,得到电能计量设备所处的振动强度。
10.根据权利要求6所述的设备,其特征在于,环境状态确定单元,具体用于:
步骤一,对环境状态划分为良好、中等、较差、损坏四种状态,并将四种状态分别设立四个阈值,将四个阈值设置为四种簇始聚类中心;将获取的环境温度、环境湿度、磁场强度、振动强度归为一个样本集D;
步骤二,计算样本集D中各个元素与各个聚类中心的距离,距离聚类中心最近的元素作为该类的所属类别,形成一个簇组;
步骤三,计算该簇组的样本平均值,若均值与聚类中心值不同,则将均值作为该簇组的中心点,并且重复步骤二;
步骤四,若均值与聚类中心值相同,则输出簇组,并确定电能计量设备所处的环境状态。
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CN202110350968.7A CN113218444A (zh) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 一种电能计量设备运行环境智能传感方法及设备 |
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2021
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