CN113391567A - 一种基于物联网的智能控制机构 - Google Patents

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赵让中
吴雄
汪晓洪
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Abstract

本发明属于开关柜管理技术领域，具体涉及一种基于物联网的智能控制机构，包括采集模块、执行模块、智能网关、后台端及服务器；采集模块用于采集开关柜的实时数据并发送给智能网关，实时数据包括运行数据和环境数据；智能网关用于接收到实时数据后分析是否存在异常，还用于存在异常时，根据异常的类型控制执行模块执行对应的异常处理操作；智能网关还用于按预设的频率将实时数据发送给服务器；后台端用于查看服务器中的数据，还用于输入控制信号并发送给智能网关。本申请可以在控制网络成本的基础上，有效提升开关柜异常处理的及时性。

Description

一种基于物联网的智能控制机构
技术领域
本发明属于开关柜管理技术领域，具体涉及一种基于物联网的智能控制机构。
背景技术
开关柜(switch cabinet)是一种电气设备，其主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。由于开关柜是输配电系统中的重要设备，一旦出现问题，就会对配电系统产生不小的影响，使对应用户的工作生活受到影响。因此，需要尽可能的保证开关柜处于健康状态。传统的管理方式是由工作人员定期进行巡查，但这样的方式不仅效率低下，并且对工作人员的技能及责任心的依赖性较强。
为了更加及时、准确的了解开关柜的运行情况，出现了更加智能的监控系统，通过各类传感器采集开关柜的温度、电流、电压等运行数据后，将运行数据发送到服务器进行监控管理，某些系统还会采用自动分析软件对运行数据进行分析，若分析出异常(如温度过高)则回传自动执行机构(如扇热机构)进行处理。但是，由于现有网络传输节点的传输方式通常都是定时传送，即，按照一定的频率将最近时间段内的数据传送给服务器，待执行机构执行解决异常的操作时，异常情况可能已经严重化甚至已经出现开关柜损坏的情况，用户的工作生活会受到较大影响，异常处理的及时性不足。如果使用运行数据实时传输的方式，对于网络质量的要求又会非常高，并且，稍大一点的平台或机构，由于管理的开关柜较多，运行数据的实时传输需要大量的网络资源，用这种方式来管理异常情况频率并不算高的开关柜，网络成本非常高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于物联网的智能控制机构，能够在控制网络成本的基础上，有效提升开关柜异常处理的及时性。
本发明提供的基础方案为：
基于物联网的智能控制机构，包括采集模块、执行模块、智能网关、后台端及服务器；
采集模块用于采集开关柜的实时数据并发送给智能网关，实时数据包括运行数据和环境数据；智能网关用于接收到实时数据后分析是否存在异常，还用于存在异常时，根据异常的类型控制执行模块执行对应的异常处理操作；
智能网关还用于按预设的频率将实时数据发送给服务器；后台端用于查看服务器中的数据，还用于输入控制信号并发送给智能网关；智能网关还用于接收到控制信号后控制执行模块执行对应操作。
基础方案工作原理及有益效果：
本方案中，采集模块会采集开关柜的实时数据并发送给智能网关，智能网关在分析出异常，如线路过载或者温度过高时，会控制执行模块执行对应的异常处理操作，如线路过载时启动过载保护(具体可通过断路器等方式实现)，温度过高时增强通风扇热。这样，当开关柜存在异常时可以立即进行对应的处理，保证处理的及时性。
同时，智能网关会按照预设的频率将实时数据及发送给服务器。管理人员可通过后台端查看服务器中的数据，若管理人员发现某些数据虽然还不算异常但需要进行优化时，可以通过后台端给智能网关发送控制信号，由智能网关控制执行模块执行对应操作。
这样的方式，第一，开关柜出现异常时会立即得到相应的处理，可保证处理的及时性；第二，管理人员可依据自己的经验，在发现需要处理的情况时进行处理，由于这类情况并不严重，对于及时性的要求较低，即使未在第一时间处理也并不会对企业或用户的工作生活造成严重影响；第三，不用将采集的数据实时传输给服务器，可有效控制网络成本。
综上，本申请可以在控制网络成本的基础上，有效提升开关柜异常处理的及时性。
进一步，智能网关还用于按照异常的发生顺序对异常进行存储，还用于向服务器发送实时数据时，同步发送存储的异常；智能网关还用于向服务器发送实时数据及存储的异常后，清除已发送的实时数据及异常。
便于工作人员了解开关柜在运行过程中发生过哪些异常，同时，清除已发送的实时数据及异常，可以使智能网关始终拥有足够使用的存储空间。
进一步，还包括维修端；服务器还用于根据智能网关发送的实时数据及异常对开关柜进行维修分析，当维修分析的结果为需要进行维修时，服务器给维修端发送维修信号。
通过智能网关的即时调节能够对部分异常进行实时处理，但是当开关柜存在需要维修的问题时，还是需要维修人员去现场维修。这样的方式，能够及时发现这些问题并通知维修人员。
进一步，维修信号包括文字记载的维修内容，维修内容包括关键内容及普通内容；维修端还用于接收到维修信号后发出朗读提醒；维修端还用于发出朗读提醒后接收语音，并通过语音识别的方式将接收的语音转化为文字后，与维修内容进行对比；
若关键内容的准确率高于X，则维修端生成确认信号并发送给服务器；若关键内容的准确低于Y，则维修端发出重新朗读维修内容的提示，其中Y小于X；若关键内容的准确率不高于X且不低于Y，且整体准确率高于Z，则维修端发出重新朗读关键内容的提示；若关键内容的准确率不高于X且不低于Y，且整体准确率不高于Z，则维修端发出重新朗读维修内容的提示；
服务器内还存储有工作考核表，服务器还用于接收到确认信号后，将其添加到工作考核表中。
有益效果：
有时会出现维修人员接收到任务后没有了解维修内容就出发，导致后续出现各种问题的情况，如：找错地方、带错工具、记错时间、使用错误的维修方法等，导致维修的效率低下，甚至影响到用户的工作生活。出现这种情况，有可能是看错了维修内容导致，但更多时候是维修人员的态度问题。因此，需要让维修人员端正态度，在行动前充分了解维修内容。
本申请中，维修端接收到维修内容后会发出朗读提醒。维修人员在朗读维修内容时，维修端会接收录入的语音内容，并通过语音识别的方式将接收的语音转化为文字后，与维修内容进行对比。
在朗读完维修内容后，若关键词内容的准确率高于X，则说明维修人员已经清楚的了解的维修内容的注意事项。因此，维修端生成确认信号并发送给服务器。服务器将确认信号添加到工作考核表中。
若关键词内容的准确率低于Y，则说明维修人员很敷衍，没有认真了解和朗读维修内容，这种情况下很容易出现问题，因此，维修端发出重新朗读维修内容的提示，让该维修人员重新朗读维修内容，以确保其认真了解维修内容。
若关键内容的准确率不高于X且不低于Y，说明维修人员对关键内容有了解但还不够准确，此时，需要了解是态度原因还是单纯的看错。如果整体准确率高于Z，则说明该维修人员的态度不存在问题，因此，维修端发出重新朗读关键内容的提示，该维修人员只需要重新朗读关键内容，把关键内容了解准确即可；如果整体准确率不高于Z，则说明该维修人员的态度存在问题，除了让其了解清楚关键内容还需要让其端正工作态度，因此，则维修端发出重新朗读维修内容的提示，以确保该维修人员认真了解维修内容。
除此，本申请中，服务器接收到确认信号后会将其添加到工作考核表中，以供管理人员进行绩效考核，通过这样的方式，可以督促维修人员在出发前认真了解维修内容，进而保证后续维修的效率。
进一步，维修端发出重新朗读关键内容的提示时，还将关键内容进行突出显示。
便于那些态度没问题但看错关键内容的维修人员快速了解和朗读关键内容。
进一步，维修端将关键内容进行突出显示时，突出的方式为改变文字颜色。
与改变字体相比，改变颜色的视觉冲击更大，区分度更高，便于那些态度没问题但看错关键内容的维修人员快速了解关键内容。
进一步，还包括监控模块，用于采集现场视频并发送给服务器；后台端还用于查看服务器中的现场视频。
与运行数据及环境数据不同的是，当工作人员查看现场情况的时候，需要的是当前时刻的现场视频。因此，监控模块直接将现场视频发送给服务器，便于工作人员查看。
进一步，监控模块分别安装在断路器室、电缆室和母线室。
可以对开关柜的相关设施进行全面的监控。
进一步，采集模块包括温度传感器、风机监控器、TEV传感器、超声波传感器、机械特性监控装置及多功能检测仪表。
通过这些采集装置，能够对配电柜的运行数据及环境数据进行全面监控。
进一步，执行模块包括风机、电动接地开关控制器和断路器电动底盘车。
通过这些装置，能够在配电柜存在异常时及时执行对应的异常处理操作。
附图说明
图1为本发明实施例一的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
实施例一
如图1所示，基于物联网的智能控制机构，包括采集模块、监控模块、执行模块、智能网关、后台端及服务器。智能网关分别与采集模块、执行模块、服务器及后台端通信，智能网关的具体数量，本领域技术人员可依据需要检测的区域数量及每个区域的规模具体设置，每个智能网关的具体型号，本领域技术人员也可依据其连接的采集模块及执行模块的数量进行选择。服务器还分别与后台端及监控模块通信。
本实施例中，监控模块为摄像头。监控模块分别安装在断路器室、电缆室及母线室。执行模块包括风机、电动接地开关控制器和断路器电动底盘车。通过这些装置，能够使配电柜存在异常时及时执行对应的异常处理操作。
采集模块用于采集开关柜的实时数据并发送给智能网关，实时数据包括运行数据和环境数据。具体的，采集模块包括温度传感器、风机监控器、TEV传感器、超声波传感器、机械特性监控装置及多功能检测仪表。TEV传感器可以检测运行中的电气设备在局部放电过程中产生暂态地电压(TEV)信号，从而可以根据这一信号判定设备的运行状况。机械特性在线监测装置主要对开关柜进行断路器机械特性在线监测，从分合闸线圈电流时间及幅值波形、断路器分合闸时间、储能电机状态等进行综合监测，弥补了断路器设备无有效状态监测的空白，同时可以对运行后的断路器进行“首次分闸时”的状态评估，有效指导断路器状态维修策略。多功能仪表则可以进行全电量测量、分时计量、谐波分析及SOE事件记录。其余检测设备的功能在此不再详述，通过这些采集装置，能够对配电柜的运行数据及环境数据进行全面监控。各检测装置的数量及具体安装位置，本领域技术人员可依据开关柜的型号及布局具体设置。
智能网关用于接收到实时数据后分析是否存在异常，还用于存在异常时，根据异常的类型控制执行模块执行对应的异常处理操作。如，线路过载时启动过载保护(具体可通过断路器来实现)，当温度过高时增大风机的功率从而加强扇热。这样，开关柜存在异常时可以立即进行对应的处理，保证处理的及时性。
智能网关还用于按预设的频率将实时数据发送给服务器；后台端用于查看服务器中的数据，还用于输入控制信号并发送给智能网关；智能网关还用于接收到控制信号后控制执行模块执行对应操作。管理人员可通过后台端查看服务器中的数据，若管理人员发现某些数据虽然还不算异常但需要进行优化时，可以通过后台端给智能网关发送控制信号，由智能网关控制执行模块执行对应操作。
智能网关还用于按照异常的发生顺序对异常进行存储，还用于向服务器发送实时数据时，同步发送存储的异常；智能网关还用于向服务器发送实时数据及存储的异常后，清除已发送的实时数据及异常。这样可以使智能网关始终拥有足够使用的存储空间。
监控模块用于采集现场视频并发送给服务器；后台端还用于查看服务器中的现场视频。当工作人员查看现场情况的时候，可以直接查看当前时刻的现场视频。
本申请中，开关柜出现异常时会立即得到相应的处理，可保证处理的及时性；管理人员也可依据自己的经验在发现需要处理的情况时进行处理，由于这类情况对及时性的要求较低，即使未在第一时间处理也并不会对企业或用户的工作生活造成严重影响；并且不用将采集的数据实时传输给服务器。与现有技术相比，本申请可以在控制网络成本的基础上，有效提升开关柜异常处理的及时性。
实施例二
与实施例一不同的是，还包括维修端，本实施例中，维修端为装载对应APP的智能手机。
服务器还用于根据智能网关发送的实时数据及异常对开关柜进行维修分析，当维修分析的结果为需要进行维修时，服务器给维修端发送维修信号。这样，当开关柜存在需要维修的问题时，能够及时发现并通知维修人员。
维修信号包括文字记载的维修内容，维修内容包括关键内容及普通内容。本实施例中，关键内容包括维修的地点、开关柜编号、异常类型、维修时间以及需要携带的工具。
维修端还用于接收到维修信号后发出朗读提醒；维修端还用于发出朗读提醒后接收语音，并通过语音识别的方式将接收的语音转化为文字后，与维修内容进行对比。
若关键内容的准确率高于X，则维修端生成确认信号并发送给服务器；若关键内容的准确低于Y，则维修端发出重新朗读维修内容的提示，其中Y小于X；若关键内容的准确率不高于X且不低于Y，且整体准确率高于Z，则维修端发出重新朗读关键内容的提示；若关键内容的准确率不高于X且不低于Y，且整体准确率不高于Z，则维修端发出重新朗读维修内容的提示。其中，X、Y及Z的具体数值，本领域技术人员可依据管理维修人员的整体素质具体设置。本实施例中，X为95％，Y为80％，Z为82％。
其中，维修端发出重新朗读关键内容的提示时，还将关键内容进行突出显示。本实施例中，突出显示的方式为改变文字颜色，具体为红色。与改变字体相比，改变颜色的视觉冲击更大，区分度更高，便于那些态度没问题但看错关键内容的维修人员快速了解关键内容。
服务器内还存储有工作考核表，服务器还用于接收到确认信号后，将其添加到工作考核表中。
有时会出现维修人员接收到任务后没有了解维修内容就出发，导致后续出现各种问题的情况，如：找错地方、带错工具、记错时间、使用错误的维修方法等，导致维修的效率低下，甚至影响到用户的工作生活。出现这种情况，有可能是看错内容的问题，但更多时候是维修人员的态度问题。因此，需要让维修人员端正态度，在行动前充分了解维修内容。
本申请通过上述技术方案，可保证维修人员在执行任务前已经对维修内容进行全面准确的了解。并且，服务器接收到确认信号后会将其添加到工作考核表中，以供管理人员进行绩效考核，通过这样的方式，可以督促维修人员在出发前认真了解维修内容，进而保证后续维修的效率。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智能控制机构，其特征在于：包括采集模块、执行模块、智能网关、后台端及服务器；
采集模块用于采集开关柜的实时数据并发送给智能网关，实时数据包括运行数据和环境数据；智能网关用于接收到实时数据后分析是否存在异常，还用于存在异常时，根据异常的类型控制执行模块执行对应的异常处理操作；
智能网关还用于按预设的频率将实时数据发送给服务器；后台端用于查看服务器中的数据，还用于输入控制信号并发送给智能网关；智能网关还用于接收到控制信号后控制执行模块执行对应操作。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能控制机构，其特征在于：智能网关还用于按照异常的发生顺序对异常进行存储，还用于向服务器发送实时数据时，同步发送存储的异常；智能网关还用于向服务器发送实时数据及存储的异常后，清除已发送的实时数据及异常。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的智能控制机构，其特征在于：还包括维修端；服务器还用于根据智能网关发送的实时数据及异常对开关柜进行维修分析，当维修分析的结果为需要进行维修时，服务器给维修端发送维修信号。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的智能控制机构，其特征在于：维修信号包括文字记载的维修内容，维修内容包括关键内容及普通内容；维修端还用于接收到维修信号后发出朗读提醒；维修端还用于发出朗读提醒后接收语音，并通过语音识别的方式将接收的语音转化为文字后，与维修内容进行对比；
若关键内容的准确率高于X，则维修端生成确认信号并发送给服务器；若关键内容的准确低于Y，则维修端发出重新朗读维修内容的提示，其中Y小于X；若关键内容的准确率不高于X且不低于Y，且整体准确率高于Z，则维修端发出重新朗读关键内容的提示；若关键内容的准确率不高于X且不低于Y，且整体准确率不高于Z，则维修端发出重新朗读维修内容的提示；
服务器内还存储有工作考核表，服务器还用于接收到确认信号后，将其添加到工作考核表中。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的智能控制机构，其特征在于：维修端发出重新朗读关键内容的提示时，还将关键内容进行突出显示。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的智能控制机构，其特征在于：维修端将关键内容进行突出显示时，突出的方式为改变文字颜色。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的智能控制机构，其特征在于：还包括监控模块，用于采集现场视频并发送给服务器；后台端还用于查看服务器中的现场视频。
8.根据权利要求7所述的基于物联网的智能控制机构，其特征在于：监控模块分别安装在断路器室、电缆室和母线室。
9.根据权利要求1所述的基于物联网的智能控制机构，其特征在于：采集模块包括温度传感器、风机监控器、TEV传感器、超声波传感器、机械特性监控装置及多功能检测仪表。
10.根据权利要求1所述的基于物联网的智能控制机构，其特征在于：执行模块包括风机、电动接地开关控制器和断路器电动底盘车。
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