CN113329089A - 一种基于物联网的远程断电警报系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于物联网的远程断电警报系统，包括：监测终端，所述检测终端设有控制单元，以及多个与控制单元电连接的断电检测模块，所述断电检测模块用于检测及判断用电电路的供电、停电状态；监控管理云服务器，所述监控管理云服务器与监测终端无线连接；以及远程分级管理系统，所述远程分级管理系统与监控管理云服务器无线连接，用于实时推送警报数据至指定用户群体。本发明通过监测终端设有断电检测模块，使监测终端可实时检测用电电路的供电、停电状态，并且由于监测终端设有LoRa无线通讯模块，使得监测终端在不具备有线网络的情况下，可实现断电警报数据无线传输至监控管理云服务器，使相关的用户群体可实时获取断电警报信息。

Description

一种基于物联网的远程断电警报系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别涉及一种基于物联网的远程断电警报系统。

背景技术

物联网(The Internet of Things，简称IOT)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

LoRa(Long Range)无线通信技术有着长距离、大容量、低功耗等特点LoRa无线传输技术的物理层基于CSS(Chirp Spread Spectrum)技术，通过CSS技术可以降低传输信号的多径效应，穿透障碍物的性能较好，其视距通信可达到5km以上，并能实现-148dBm的超高灵敏度，解决了通信距离有限和组网复杂的问题，因此很适合应用在一些无人通信基站、气象观测站、养殖基地等偏远地区无人用电场所，以此实现设备的断电监控。在这些偏远无人用电场所，往往因为没有一个可靠的集群断电监控网络，容易发生因断电后相关的负责人员没有及时进行处理，从而导致经济损失及有价值的信息损失的状况。因此，基于该现有技术问题，我们提供一种基于物联网的远程断电警报系统来解决上述现象及问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种基于物联网的远程断电警报系统，旨在解决无法对断电警报进行无线传输的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种基于物联网的远程断电警报系统，包括：

监测终端，所述检测终端设有控制单元，以及多个与控制单元电连接的断电检测模块，所述断电检测模块用于检测及判断用电电路的供电、停电状态；

监控管理云服务器，所述监控管理云服务器与监测终端无线连接，用于接收及处理监测终端上传的警报数据；以及

远程分级管理系统，所述远程分级管理系统与监控管理云服务器无线连接，所述远程分级管理系统用于实时推送警报数据至指定用户群体。

可选地，所述监测终端设有通讯模块，所述通讯模块与控制单元电连接，使监测终端实现无线通讯功能；

所述监控管理云服务器设有接收器，所述接收器使监控管理云服务器可接收外部无线数据；

和/或，还包括物联网网关，所述物联网网关分别与通讯模块、接收器无线连接。

可选地，所述监控管理云服务器设有处理单元，所述处理单元电性连接有存储器、4G无线外网，所述接收器与处理单元电连接，其中，

所述存储器用于存储程序以及各种数据；

所述4G无线外网用于使监控管理云服务器与远程分级管理系统实现无线通讯。

可选地，所述监测终端设有与控制单元电连接的定位识别模块、警报模块、存储模块、人机交互模块，其中，

所述定位识别模块用于生成地理位置数据并且发送至所述控制单元；

所述警报模块用于现场声光警报；

所述存储模块用于存储程序以及各种数据；

所述人机交互模块用于用户通过外部硬件输入或调用存储模块中的数据。

可选地，所述控制单元电连接有电源模块，所述电源模块包括市电子模块、备用电源子模块，其中，

所述市电子模块用于给控制单元提供外部工作电源；

所述备用电源子模块用于给控制单元提供监测终端内部的存储工作电源。

可选地，所述远程分级管理系统包括多个应急管理端，所述应急管理端对应不同的用户群体。

可选地，所述断电检测模块为断电检测感应器。

可选地，所述断电检测感应器包括处理模块，所述处理模块电性连接有采样模块、浪涌保护模块、输出模块、端口检测模块、反馈模块，其中，

所述采样模块用于获取用电电路的交流电状态；

所述处理模块用于将采样模块获取的交流电的状态判断交流电的运行情况；

所述浪涌保护模块用于保护断电检测感应器；

所述输出模块用于将处理模块的检测信号输出至控制单元；

所述端口检测模块用于获取FSU端口类型，所述处理模块根据FSU端口类型确定输出的检测信号类型；

所述反馈模块用于连接控制单元，并且将控制单元的反馈信号发送至处理模块以调节检测频率。

本技术方案提供一种基于物联网的远程断电警报系统，该系统包括监测终端、监控管理云服务器、远程分级管理系统，由于监测终端设有断电检测模块，断电检测模块并联外部设备的用电电路中，使监测终端具备实时检测用电电路的供电、停电状态的功能；此外，由于监测终端设有采用LoRa无线通讯的通讯模块，使得监测终端在不具备有线网络的情况下，可实现断电警报数据无线传输至监控管理云服务器，使相关的用户群体可实时获取断电警报信息；此外，本技术方案的断电检测模块通过设有采样模块与处理模块，可对用电电路中的交流电电压和频率进行检测，可有效地确定交流电的运行状态，使断电警报信息更详细、全面。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明基于物联网的远程断电警报系统结构示意图；

图2为本发明断电检测模块结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参考图1-图2，本发明一种基于物联网的远程断电警报系统一实施例中，该系统包括：

监测终端，所述检测终端设有控制单元，以及多个与控制单元电连接的断电检测模块，所述断电检测模块用于检测及判断用电电路的供电、停电状态；

监控管理云服务器，所述监控管理云服务器与监测终端无线连接，用于接收及处理监测终端上传的警报数据；以及

远程分级管理系统，所述远程分级管理系统与监控管理云服务器无线连接，所述远程分级管理系统用于实时推送警报数据至指定用户群体。

所述控制单元是监测终端的控制中心，所述控制单元采用单片机，具体为STM32F103RET6主控芯片。单片机是一种将具有数据处理能力的中央处理器CPU(即处理器2400)、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。在本实施例中，单片机通过调用及执行存储模块内的程序，来控制各连接单片机的模块，从而实现相应的功能。

进一步地，在本实施例中，所述监测终端设有通讯模块，所述通讯模块与控制单元电连接。所述通讯模块采用SX1278控制芯片，用于提供控制单元无线通信的功能。该芯片具体采用LoRa远程调制解调器，具有于超远距离扩频通讯以及优异的抗干扰性能，并且使用该芯片可以最大极限降低电流消耗，从而降低本监测终端的使用能耗。

进一步地，在本实施例中，所述监测终端设有与控制单元电连接的定位识别模块、警报模块、存储模块、人机交互模块，其中，所述定位识别模块用于生成地理位置数据并且发送至所述控制单元；所述警报模块采用声光蜂鸣器，用于现场声光警报；所述存储模块用于存储程序以及各种数据；所述人机交互模块用于用户通过外部硬件输入或调用存储模块中的数据。

进一步地，在本实施例中，所述监控管理云服务器用于接收及处理监测终端上传的警报数据。所述监控管理云服务器设有处理单元，所述处理单元电性连接有存储器、4G无线外网，所述接收器与处理单元电连接，其中，所述存储器用于存储程序以及各种数据；所述4G无线外网用于使监控管理云服务器与远程分级管理系统实现无线通讯；所述监控管理云服务器还设有接收器，所述接收器使监控管理云服务器可接收外部无线数据；

本远程断电警报系统还包括物联网网关，所述物联网网关分别与通讯模块、接收器无线连接。

进一步地，为了使断电检测模块在用电电路断电时仍具有工作能力，在本实施例中，所述控制单元电连接有电源模块，所述电源模块包括市电子模块、备用电源子模块，其中，所述市电子模块用于给控制单元提供外部工作电源；所述备用电源子模块用于给控制单元提供监测终端内部的存储工作电源，具体采用充电锂电池组件。

进一步地，在本实施例中，所述远程分级管理系统包括多个应急管理端，具体包括一级应急管理端、二级应急管理端，三级应急管理端，所述应急管理端对应不同的用户群体。在不同的实施例中，用户可在系统发生断电警报前，根据推送的需求，将一级应急管理端、二级应急管理端，三级应急管理端按推送顺序进行排列，且按不同的推送条件进行推送警报消息，以此提高人为监管效果。

进一步地，在本实施例中，所述断电检测模块为断电检测感应器，其原理为交流感应技术设计，取信准确可靠，可在用电电路关断开的情况下检测电源有无交流电状态，从而发送检测信号至控制单元。

具体的，所述断电检测感应器包括处理模块，所述处理模块电性连接有采样模块、浪涌保护模块、输出模块、端口检测模块、反馈模块，其中，所述采样模块用于获取用电电路的交流电状态；所述处理模块用于将采样模块获取的交流电的状态判断交流电的运行情况；所述浪涌保护模块用于保护断电检测感应器；所述输出模块用于将处理模块的检测信号输出至控制单元；所述端口检测模块用于获取FSU端口类型，所述处理模块根据FSU端口类型确定输出的检测信号类型；所述反馈模块用于连接控制单元，并且将控制单元的反馈信号发送至处理模块以调节检测频率。

工作原理：

在监测终端初始工作前，用户通过人机交互模块，输入工况信息存入存储模块，该工况信息包括：1、该监测终端应用于何种企业；2、应用于何种用电电路。同时，控制单元驱动定位识别模块，定位识别模块基于内置的GPS芯片生成地理位置信息，且该地理位置信息发送至控制单元。

在断电检测模块检测到设备的用电电路断电时，备用电源子模块提供控制单元12V工作电源。此时，控制单元驱动警报模块，使现场产生声光警报；同时断电检测模块产生警报信号，发送至控制单元；控制单元在获取警报信号后，将工况信息与地理位置信息形成警报信息，通过通讯模块发送至终端外。

所述警报信息通过物联网网关，发送至监控管理云服务器。处理单元通过接收器接收警报信息，经处理后存储于存储器内，并且通过4G无线外网发送至远程分级管理系统。

由于远程分级管理系统包括多个不同的应急管理端，因此推送的警报消息具有单独性，相对于用户群体统一获取警报信息，本远程分级管理系统的推送更精准，更利于人为监管。

在一实施例中，一级应急管理端与二级应急管理端与三级应急管理端，其区别在于，根据监测终端应用的产品所对应的用户群体而不同划分，例如，一级为通讯基站的管理人员，二级为气象观测站的管理人员，三级为养殖场的管理人员。如此设置，使得该系统警报信息推送更精准；

在另一实施例中，一级应急管理端与二级应急管理端与三级应急管理端，其区别在于，根据监测终端生成的警报信息的应急程度所对应的用户群体而不同划分，例如，一级为通讯基站的检修人员，二级为检修人员所对应的中层管理人员，三级为高层管理人员，其推送条件可以是间隔时间，例如20分钟后若没有处理，由向一级应急管理端进行推送变为向二级应急管理端进行推送；40分钟后若没有处理，由向二级应急管理端进行推送变为向三级应急管理端进行推送。可以理解的是，远程分级管理系统推送方式可以为PC端或移动终端。如此设置，使得该系统的警报信息推送更及时，避免因人为因素导致警报信息遗漏，更利于人为监管。

此外，断电检测模块工作原理为：首先通过采样模块获取交流电状态，交流电的状态包括：交流电的频率和电压状态。可以理解的是，一般在利用发电机进行自发电时，频率会产生偏移，因此可通过频率对交流电进行检测。随后，通过端口检测模块获取通基站的FSU端口类型(如电压信号)，根据FSU端口类型确定输出的信号类型。随后，处理模块判断交流电的运行情况，若电压为176-264V，频率为49.9-50.1Hz，判断结论为交流电运行正常，输出正常电压检测信号；若出现电压小于176V或频率发生了＞0.1Hz的偏移其中一种情况，则处理模块判断为交流电运行异常，或判断为自发电，输出异常电压检测信号；若出现电压等于0V或频率等于0Hz其中一种情况，则处理模块判断为交流电断开状态，输出异常电压检测信号。

上述异常电压检测信号与其他经人机交互模块输入的工况环境信息共同形成工况信息，随通讯模块发送至监测终端外。

本技术方案提供一种基于物联网的远程断电警报系统，该系统包括监测终端、监控管理云服务器、远程分级管理系统，由于监测终端设有断电检测模块，断电检测模块并联外部设备的用电电路中，使监测终端具备实时检测用电电路的供电、停电状态的功能；此外，由于监测终端采用LoRa无线通讯模块，使得监测终端在不具备有线网络的情况下，可实现断电警报数据无线传输至监控管理云服务器，使相关的用户群体可实时获取断电警报信息；此外，本技术方案的断电检测模块通过设有采样模块与处理模块，可对用电电路中的交流电电压和频率进行检测，可以有效的确定交流电的运行状态，使断电警报信息更详细、全面。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于物联网的远程断电警报系统，其特征在于，包括：

监测终端，所述检测终端设有控制单元，以及多个与控制单元电连接的断电检测模块，所述断电检测模块用于检测及判断用电电路的供电、停电状态；

监控管理云服务器，所述监控管理云服务器与监测终端无线连接，用于接收及处理监测终端上传的警报数据；以及

远程分级管理系统，所述远程分级管理系统与监控管理云服务器无线连接，所述远程分级管理系统用于实时推送警报数据至指定用户群体。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的远程断电警报系统，其特征在于，所述监测终端设有通讯模块，所述通讯模块与控制单元电连接，使监测终端实现无线通讯功能；

所述监控管理云服务器设有接收器，所述接收器使监控管理云服务器可接收外部无线数据；

和/或，还包括物联网网关，所述物联网网关分别与通讯模块、接收器无线连接。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的远程断电警报系统，其特征在于，所述监控管理云服务器设有处理单元，所述处理单元电性连接有存储器、4G无线外网，所述接收器与处理单元电连接，其中，

所述存储器用于存储程序以及各种数据；

所述4G无线外网用于使监控管理云服务器与远程分级管理系统实现无线通讯。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的远程断电警报系统，其特征在于，所述监测终端设有与控制单元电连接的定位识别模块、警报模块、存储模块、人机交互模块，其中，

所述定位识别模块用于生成地理位置数据并且发送至所述控制单元；

所述警报模块用于现场声光警报；

所述存储模块用于存储程序以及各种数据；

所述人机交互模块用于用户通过外部硬件输入或调用存储模块中的数据。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的远程断电警报系统，其特征在于，所述控制单元电连接有电源模块，所述电源模块包括市电子模块、备用电源子模块，其中，

所述市电子模块用于给控制单元提供外部工作电源；

所述备用电源子模块用于给控制单元提供监测终端内部的存储工作电源。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的远程断电警报系统，其特征在于，所述远程分级管理系统包括多个应急管理端，所述应急管理端对应不同的用户群体。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的远程断电警报系统，其特征在于，所述断电检测模块为断电检测感应器。

8.根据权利要求7所述的基于物联网的远程断电警报系统，其特征在于，所述断电检测感应器包括处理模块，所述处理模块电性连接有采样模块、浪涌保护模块、输出模块、端口检测模块、反馈模块，其中，

所述采样模块用于获取用电电路的交流电状态；

所述处理模块用于将采样模块获取的交流电的状态判断交流电的运行情况；

所述浪涌保护模块用于保护断电检测感应器；

所述输出模块用于将处理模块的检测信号输出至控制单元；

所述端口检测模块用于获取FSU端口类型，所述处理模块根据FSU端口类型确定输出的检测信号类型；

所述反馈模块用于连接控制单元，并且将控制单元的反馈信号发送至处理模块以调节检测频率。

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