CN114123479A - 用于配电设备的监视装置及其监视方法 - Google Patents

用于配电设备的监视装置及其监视方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种用于配电设备的监视装置及其监视方法。该监视装置包括：传感模块，用于感测所述配电设备的状态以获得监视信息；处理模块，用于处理所述监视信息；以及通信模块，用于将所处理的监视信息经由窄带物联网(NB‑IoT)发送到服务器以供监控客户端访问。消除了对诸如网关、路由器等的通信设备的配置需求，有助于简化设备的安装及软件配置过程，并且能够以较低功耗实现更远距离的信息传输。

Description

用于配电设备的监视装置及其监视方法
技术领域
本公开涉及一种用于配电设备的监视装置及其监视方法。
背景技术
通常，需要对诸如断路器或自动转换开关的配电设备的状态进行监控。为了能够通过远程的方式监控配电设备的状态，除了需要为配电设备配置监视装置之外，还需要在该监视装置和远程监控客户端之间安装通信设备，例如网关、路由器等。监视装置通过有线(例如RS485、CAN、以太网)或无线(例如ZigBee、蓝牙)的通信方式向该通信设备发送监视信息，该通信设备接收监视信息，并经由LAN或WAN网络连接到远程监控客户端，以便远程监控客户端可以访问这些监视数据。
发明内容
本公开涉及一种用于配电设备的监视装置及其监视方法，无需在监视装置和远程监控客户端之间安装通信设备，降低了安装复杂性，提高了监视装置的可连接性。
根据本公开的一方面，提供了一种用于配电设备的监视装置。所述监视装置包括：传感模块，用于感测所述配电设备的状态以获得监视信息；处理模块，用于处理所述监视信息；以及通信模块，用于将所处理的监视信息经由窄带物联网(NB-IoT)发送到服务器以供监控客户端访问。
根据本公开的再一方面，提供了一种用于配电设备的监视装置执行的监视方法，所述监视装置包括传感模块、处理模块和通信模块，所述监视方法包括：由传感模块感测所述配电设备的状态以获得监视信息；由处理模块处理所述监视信息；以及由通信模块将所处理的监视信息经由窄带物联网(NB-IoT)发送到服务器以供远程监控客户端访问。
根据本公开的实施例，监视装置自身可以经由NB-IoT连接到服务器以供监控客户端访问，从而无需额外的通信设备，降低了安装复杂性，提高了通信的可靠性，并且能够以较低功耗实现更远距离的信息传输。
附图说明
通过下面结合附图对实施例的描述，本公开的方面、特征和优点将变得更加清楚和容易理解，其中：
图1是根据本公开的实施例所应用的场景的示意图；
图2是根据本公开实施例的用于配电设备的监视装置的示意模块图；
图3是根据本公开实施例的处理模块和通信模块的唤醒和睡眠过程的流程图；
图4是根据本公开实施例的监视方法的流程图。
具体实施方式
下面将参考本公开的示例性实施例对本公开进行详细描述。然而，本公开不限于这里所描述的实施例，其可以以许多不同的形式来实施。所描述的实施例仅用于使本公开彻底和完整，并全面地向本领域的技术人员传递本公开的构思。所描述的各个实施例的特征可以互相组合或替换，除非明确排除或根据上下文应当排除。
如上所述，目前监控配电设备的状态的方式下，除了安装监视装置之外，还需要安装监视装置和远程监控客户端之间的通信设备。并且，在使用前，还需要使用调试工具来分别配置监视装置与通信设备(诸如网关等)之间的通信、通信设备(诸如网关等)与服务器之间的通信等等，从而使得通过监视装置能够经由通信设备将监视信息发送到远程监控客户端。并且，这样的通信设备通常需要外部供电，因此，还需配置电源设备。这样的安装和调试过程是繁琐的，需要专业技术人员来完成。
本公开的实施例提出一种用于诸如断路器或自动转换开关的配电设备的监视装置，该监视装置自身可以经由NB-IoT连接到服务器以供监控客户端访问而无需额外的通信设备，从而允许监控客户端(例如智能电话或基于Web的应用程序)能够远程访问该监视装置，获取监视信息以及进一步地管理和维护相对应的配电设备。根据本公开的实施例的监视装置消除了对通信设备较为复杂的配置需求，有助于简化设备的安装过程及软件配置过程和提高通信可靠性。
图1是根据本公开的实施例所应用的场景100的示意图。在图1中，示出了配电设备110、根据本公开实施例的监视装置120、服务器130和监控客户端140。该配电设备110可以例如是断路器(诸如空气断路器、塑壳断路器、微型断路器)和/或自动转换开关等配电设备。监视装置120可以包括例如传感器，用以监视配电设备110的状态，从而获得监视信息，并将监视信息以合适的格式、经由NB-IoT发送给服务器130。服务器130可以是任何类型的服务器，例如，本地服务器、远程服务器或云服务器，其可以通过NB-IoT接收监视装置120发送的监视信息。监控客户端140能够访问该服务器130上的监视信息，从而可以得知与监视装置120相关联的配电设备110的状态，以便进一步基于该状态进行控制或维护等操作。
因此，根据本公开实施例的监视装置120消除了对通信设备的配置需求，有助于简化设备安装及软件配置过程和提高通信可靠性，并且相较于蓝牙、Zigbee和Wifi等无线技术，NB-IoT的传输距离更远，能够以较低功耗实现更远距离的信息传输。
图2是根据本公开实施例的用于配电设备110的监视装置120的示意模块图。配电设备110可以是断路器或自动转换开关。如图2所示，监视装置120可以包括传感模块121、处理模块122和通信模块123，并且，可选地，监视装置120还可以包括电池124，从而可以省略外部供电。
传感模块121可以感测配电设备110的状态以获得监视信息。在一个实施例中，配电设备110可以是断路器，传感模块121可以包括例如设备状态感测传感器，以感测该断路器的状态(断开或闭合)，从而获得相应的监视信息；传感模块121还可以包括例如温度传感器或湿度传感器，以感测该断路器的温度或湿度，从而获得相应的监视信息。
处理模块122可以处理传感模块121获得的监视信息。传感模块121获得的监视信息可以是模拟量(例如温度、湿度)，也可以是数字量(例如断路器的断开或闭合状态)，处理模块122对这样的监视信息进行处理，从而将其转换为适合通信模块123发送的格式。在一个实施例中，处理模块122可以是微控制单元/单片机(MCU)。
通信模块123可以将处理模块122处理后的监视信息经由NB-IoT发送到服务器130以供监控客户端140访问。例如，通信模块123可以包括用户识别卡(SIM卡)、射频模块和天线。通信模块123基于用户识别卡与基站通信，并利用射频模块和天线将处理模块122处理后的监视信息经由NB-IoT发送到基站，基站将接收到的信息发送到服务器130以供监控客户端140访问。用户识别卡、射频模块和天线都可以在出厂前进行安装，从而无需用户执行额外的通信和网络配置。
监视装置120中的处理模块122和通信模块123都需要被供电才能进行操作，为了减小功耗，可以在处理模块122和通信模块123不需要进行操作时将其设置为睡眠模式，而在其需要进行操作时将其设置为唤醒模式。其中，唤醒模式对应于相对较高的功率消耗模式，而睡眠模式对应于相对较低的功率消耗模式。
图3是根据本公开实施例的处理模块122和通信模块123的唤醒和睡眠过程300的流程图。如图3所示，在一个实施例中，处理模块122可以响应于从传感模块121接收到预定监视信息(S310)而从睡眠模式进入唤醒模式(S330)。在配电设备110是断路器的情况下，该预定监视信息可以例如是传感模块121感测到断路器的状态变化(例如从闭合状态切换到断开状态或者从断开状态切换到闭合状态)时所对应的监视信息，或者例如是传感模块121感测到断路器的温度或湿度达到预定温度阈值或湿度阈值时所对应的监视信息，这样的监视信息意味着配电设备110中可能出现了异常情况，需要进行处理和相关操作，因此处理模块122需要从睡眠模式转变到唤醒模式。
在另一实施例中，处理模块122可以在达到预定睡眠时间时(S320)，从睡眠模式进入唤醒模式(S330)，这种方式对应于处理模块122的定期唤醒(例如，每睡眠50秒执行一次唤醒)。
处理模块122唤醒之后，对该监视信息进行处理(S340)，并唤醒通信模块123(S350)。通信模块123可以响应于处理模块122的唤醒，从睡眠模式进入唤醒模式，将处理模块122处理后的监视信息发送到服务器130(S360)，从而监控客户端140可以访问该信息，并可以进行必要的控制或操作。在通信模块123完成上述信息的发送之后，处理模块122可以将通信模块123设置为睡眠模式以降低功耗(S370)。此外，处理模块122在通信模块123完成上述信息的发送之后也可以进入睡眠模式以降低功耗(S380)。
返回参照图2，如上所述，监视装置120中的处理模块122和通信模块123都需要被供电才能进行操作，它们可以由外部的装置供电，也可以由监视装置120自身供电。在由监视装置120自身供电的情况下，监视装置120还可以包括电池124，以为处理模块122和通信模块123供电。此外，在传感模块121包括例如温度或湿度传感器的情况下，电池124也可以为该温度或湿度传感器供电以使其进行操作。这样，可以消除对外部电源的需求，简化设备安装。
在监视装置120包括电池124的情况下，处理模块122还可以监测电池124的电量，并且通信模块123可以将该电量信息随监视信息一起经由NB-IoT发送到服务器130以供监控客户端140访问，从而可以及时监控到电池124的异常以及及时更换电池124。
监视装置120可以安装在配电设备110内部或配电设备110外侧。例如，监视装置120可以安装在配电设备110的内部空间，从而不影响现有外部设备的安装。
监视装置120可以具有快速响应编码(QR码)，用于监控客户端140识别监视装置120并将其与相关联的配电设备110配对。在一个实施例中，用户可以例如使用监控客户端140上的监控应用扫描监视装置120上的QR码，并在该监控应用上建立监视装置120和该监视装置120所监视的配电设备110之间的关联表，从而将监视装置120和与相关联的配电设备110配对。这样，在监控客户端140访问服务器130上的监视信息时，就可以对应得知该监视信息对应哪个配电设备110。QR码的使用使得用户可以方便、快速地执行上述配对，并且在监控客户端140上的监控应用中快速显示与其相关联的配电设备110的实时状态。
因此，根据本公开实施例的监视装置消除了对诸如网关、路由器等通信设备的需求(无需此类设备)，有助于简化设备安装过程及软件配置过程，并且该监视装置使用NB-IoT进行监视信息的传输，能够以较低功耗实现更远距离的信息传输。此外，由于消除了网关、路由器等通信设备对监视信息的接收和传输过程，简化了网络拓扑结构，并且NB-IoT的通信可靠性本身就高于网关、路由器这样的通信设备，因此提高了通信网络的整体可靠性。
图4是根据本公开实施例的监视方法400的流程图。该监视方法400可以由用于配电设备的监视装置执行，例如上述监视装置120。监视方法400包括步骤S410-S430。在步骤S410中，感测配电设备110的状态以获得监视信息。在步骤S420中，处理监视信息。在步骤S430中，将所处理的监视信息经由NB-IoT发送到服务器130以供监控客户端140访问。上述步骤可以通过监视装置的任何合适的硬件或硬件结合软件执行。例如，监视装置可以包括上述传感模块121、处理模块122、通信模块123和可选的电池124。步骤S410可以由上述传感模块121执行，步骤S420可以由上述处理模块122执行，步骤S430可以由上述通信模块123执行。
在一个实施例中，处理模块122响应于从传感模块121接收到预定监视信息或者达到预定睡眠间隔而从睡眠模式进入唤醒模式，以处理所接收的监视信息和唤醒通信模块123。处理模块122在通信模块123完成信息的发送之后进入睡眠模式。
在一个实施例中，通信模块123响应于处理模块122的唤醒，从睡眠模式进入唤醒模式，以执行信息的发送。在通信模块123完成信息的发送之后，处理模块122将通信模块123设置为睡眠模式。
在一个实施例中，监视方法400还包括由处理模块122监测监视装置120的电池124的电量。
如上所述，根据本公开实施例的监视方法能够消除对诸如网关、路由器等通信设备的需求(无需此类设备)，有助于简化设备安装过程及软件配置过程，并且使用NB-IoT进行监视信息的传输，能够以较低功耗实现更远距离的信息传输。此外，还提高了通信可靠性。
本公开中涉及的装置、设备、系统的方框图仅作为示例性的例子并不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些电路、器件、装置、设备、系统，只要能够实现所期望的目的即可。
本领域技术人员应该理解，上述的具体实施例仅是例子而非限制，可以根据设计需求和其它因素对本公开的实施例进行各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求或其等同的范围内，即属于本公开所要保护的权利范围。

Claims (12)

1.一种用于配电设备的监视装置，包括：
传感模块，用于感测所述配电设备的状态以获得监视信息；
处理模块，用于处理所述监视信息；以及
通信模块，用于将所处理的监视信息经由窄带物联网(NB-IoT)发送到服务器以供监控客户端访问。
2.如权利要求1所述的监视装置，还包括电池，用于为所述处理模块和所述通信模块供电。
3.如权利要求1所述的监视装置，其中，所述配电设备是断路器或自动转换开关。
4.如权利要求1所述的监视装置，其中，所述监视装置安装在所述配电设备内部或所述配电设备外侧。
5.如权利要求1所述的监视装置，其中，
所述处理模块响应于从所述传感模块接收到预定监视信息或者达到预定睡眠时间而从睡眠模式进入唤醒模式，以处理所接收的监视信息和唤醒所述通信模块；以及
所述处理模块在所述通信模块完成所述发送之后进入睡眠模式。
6.如权利要求5所述的监视装置，其中，
所述通信模块响应于所述处理模块的唤醒，从睡眠模式进入唤醒模式，以执行所述发送；以及
在所述通信模块完成所述发送之后，所述处理模块将所述通信模块设置为睡眠模式。
7.如权利要求1所述的监视装置，其中，所述监视装置具有快速响应编码(QR码)，用于所述监控客户端识别所述监视装置并将其与相关联的配电设备配对。
8.如权利要求1所述的监视装置，其中，所述处理模块还监测所述电池的电量。
9.一种用于配电设备的监视装置执行的监视方法，所述监视装置包括传感模块、处理模块和通信模块，所述监视方法包括：
由传感模块感测所述配电设备的状态以获得监视信息；
由处理模块处理所述监视信息；以及
由通信模块将所处理的监视信息经由窄带物联网(NB-IoT)发送到服务器以供监控客户端访问。
10.如权利要求9所述的监视方法，其中，
所述处理模块响应于从所述传感模块接收到预定监视信息或者达到预定睡眠时间而从睡眠模式进入唤醒模式，以处理所接收的监视信息和唤醒所述通信模块；以及
所述处理模块在所述通信模块完成所述发送之后进入睡眠模式。
11.如权利要求10所述的监视方法，其中，
所述通信模块响应于所述处理模块的唤醒，从睡眠模式进入唤醒模式，以执行所述发送；以及
在所述通信模块完成所述发送之后，所述处理模块将所述通信模块设置为睡眠模式。
12.如权利要求9所述的监视方法，还包括由所述处理模块监测所述监视装置的电池的电量。
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