CN115550758A - 一种输变电设备检测数据交互系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种输变电设备检测数据交互系统及方法，系统包括检测试验仪器、移动采集终端以及云平台服务端；检测试验仪器中包含用于将试验数据转化为标准JSON格式的数据格式转化模块，用于将JSON格式的试验数据进行加密的数据加密模块，用于将加密后的试验数据进转化为二维码的数据二维码生成模块；移动采集终端中包含依次连接的二维码识别模块、数据校验模块以及数据解密模块，二维码识别模块用于对二维码中加密的试验数据进行识别，数据校验模块用于对加密后的试验数据进行格式校验，数据解密模块用于校验后的试验数据进行解密。解决了现有输变电设备检测数据采集工作中存在的效率低、易出错、易篡改的问题。

Description

一种输变电设备检测数据交互系统及方法

技术领域

本发明属于输变电设备检测试验技术领域，尤其涉及一种输变电设备检测数据交互系统及方法。

背景技术

近年来，我国电力事业高速发展，电力设备规模再上新台阶，输变电设备运维检测规模不断扩大。然而，现有工作人员数量增长已经跟不上电力设备规模增长速度，运检工作人员配置不足的矛盾日益突出，给电网安全运行带来较大风险。现场运行的输变电设备种类繁多、数量巨大，在设备运维检测过程中涉及到的检测试验仪器来源于不同生产厂家，种类多，型号多样，而且检测试验仪器通讯接口不统一，绝大多数检测仪器不具备数据直接传输的条件，检测数据获取仍旧通过人工纸质记录或者通过移动终端手动录入，工作效率低且难以防止数据出错、数据篡改。目前已有一些改进方案，如通过研制统一接入装置与仪器建立有线或无线连接，或者通过对仪器进行硬件改造，增加无线通讯功能(包括蓝牙、Wi-Fi)，或者通过图像识别，实现检测数据采集。然而这些改进方案虽然具备可行性，但并未大规模应用，主要原因如下：

(1)通过移动终端，采用蓝牙、Wi-Fi等无线传输方式与检测试验仪器进行连接，实现数据采集。该方案具备可行性，但不能很好的解决存量仪器数据接入问题，存量仪器改造成本高；同时，在具体操作过程中，需要人工操作，建立移动终端与检测试验仪器的连接，增加操作方面的工作量。

(2)通过研制具备USB接口、串口通讯、蓝牙、WIFI等类型接口的统一数据采集装置，实现具备不同接口的检测仪器数据采集。该方案现场操作不方便，增加工作人员的工作内容，且难以实现无接口检测仪器数据接入。

(3)通过图像识别方式，实现检测试验仪器屏幕数据的读取。该方案易受外界因素影响，包括光照条件、面板磨损等，导致算法的识别准确性较低。而且检测仪器种类多且有时检测数据量大，涉及到翻页，给识别算法开发造成很大困难。

因此，亟需一种存量仪器改造成本低、用户操作方便、数据传输高效的输变电设备检测数据交互的数据采集方法，解决当前输变电检测试验工作中存在难题。

发明内容

本发明提供一种输变电设备检测数据交互系统及方法，用于至少解决上述技术问题之一。

本发明提供一种输变电设备检测数据交互系统，包括检测试验仪器、移动采集终端以及云平台服务端；所述检测试验仪器中包含依次连接的数据格式转化模块、数据加密模块以及数据二维码生成模块，所述数据格式转化模块用于将检测数据最终处理为包含试验仪器唯一标识码、试验仪器类型、检测数据的标准JSON格式数据，所述数据加密模块用于以试验仪器唯一标识码为加密密钥将标准JSON格式数据转化为加密数据，所述数据二维码生成模块用于将所述加密数据转化为二维码点阵数据；所述移动采集终端中包含依次连接的二维码识别模块、数据校验模块以及数据解密模块，所述二维码识别模块用于对所述二维码点阵数据进行识别，所述数据校验模块用于对加密后的试验数据进行格式校验，所述数据解密模块用于校验后的试验数据进行解密。

进一步地，所述云平台服务端中包含与所述移动采集终端连接的服务接口模块以及与所述移动采集终端连接的用户验证服务模块，所述用户验证服务模块用于对所述移动采集终端的身份信息进行验证。

进一步地，在步骤一中，所述以试验仪器唯一标识码为加密密钥将所述标准JSON格式数据转化为加密数据包括：通过数据格式转化得到标准JSON格式数据之后，以试验仪器唯一标识码作为数据加密密钥，基于DES算法对所述标准JSON格式数据进行加密，使得到加密数据。

进一步地，所述移动采集终端中还包含用于对所述检测试验仪器生成的二维码进行扫描的二维码扫描模块。

进一步地，所述移动采集终端中还包含与所述数据解密模块连接的检测试验查询模块，所述检测试验查询模块用于将解密后的试验数据再进行查询。

本发明还提供一种输变电设备检测数据交互方法，包括以下步骤：步骤一：检测试验仪器将将检测数据最终处理为包含试验仪器唯一标识码、试验仪器类型、检测数据的标准JSON格式数据，并以试验仪器唯一标识码为加密密钥将所述标准JSON格式数据转化为加密数据，及将所述加密数据转化为二维码点阵数据；步骤二：移动采集终端基于扫描二维码获取所述二维码点阵数据，并对所述二维码点阵数据进行格式校验以及解密，使获取所述标准JSON格式数据；步骤三：云平台服务端对获取的所述移动采集终端上传的标准JSON格式的所述试验数进行据存储以及分析。

进一步地，在步骤一中，所述将将检测数据最终处理为包含试验仪器唯一标识码、试验仪器类型、检测数据的标准JSON格式数据包括：将各类型试验仪器的检测数据报文，输入到数据格式转化模块中进行报文数据解析，并在解析得到的检测数据中，融入试验仪器类型、试验仪器唯一标识码，并转化为标准JSON格式数据。

进一步地，在步骤一中，所述对标准JSON格式的所述试验数据进行加密包括：通过数据格式转化得到标准JSON格式数据之后，输入到试验数据加密，并以试验仪器唯一标识码作为数据加密密钥，利用DES 算法，对试验数据进行加密。

进一步地，在步骤二中，所述对所述二维码点阵数据进行格式校验以及解密包括：判断所述二维码点阵数据是否符合预先设置的格式条件；若所述二维码点阵数据符合预先设置的格式条件，则对所述二维码点阵数据进行解密操作；若所述二维码点阵数据不符合预先设置的格式条件，则向所述移动采集终端发送提示信息。

本申请的一种输变电设备检测数据交互系统及方法，应用于输变电设备检测数据采集中，实现检测数据格式标准化、数据加密、数据自动接入，避免人工抄录带来的弊端，同时为后续检测数据的分析与设备状态诊断奠定基础，提升输变电检测试验工作的自动化、智能化水平，解决了现有输变电设备检测数据采集工作中存在的效率低、易出错、易篡改的问题，同时能够高效率、成本低的完成数据采集，并很好的解决大量存量检测试验仪器的数据接入问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种输变电设备检测数据交互系统的结构框图；

图2为本发明一实施例提供的一种输变电设备检测数据交互方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。

请参阅图1，其示出了本申请的一种输变电设备检测数据交互系统的结构框图。

如图1所示，检测试验仪器具备显示屏幕，检测试验仪器包含数据格式转化模块、数据加密模块和数据二维码生成模块。各类检测试验仪器采集的数据格式不统一，通过数据格式转化模块，转化为标准JSON 格式；然后，通过数据加密模块，实现数据格式加密；最后，调用数据二维码生成模块，将加密后的数据转化为二维码，显示在检测试验仪器屏幕上。其他设备扫描二维码，不能获取原始检测数据，防止数据泄露，保证数据安全；

需要说明的是，检测试验仪器可以是红外图像检测仪器、绝缘电阻检测仪器、绝缘油色谱检测仪器、铁芯接地电流检测仪器或特高频局部放电检测仪器。

移动采集终端装载专用试验数据采集APP，包含二维码扫描模块、二维码识别模块、数据校验模块、数据解密模块、数据解析模块以及数据同步模块；移动采集终端调用二维码识别模块，扫描检测试验仪器屏幕上显示的二维码，即可获取加密之后的检测数据；移动终端调用数据校验模块、数据解密模块，对扫描二维码读取的检测数据进行格式校验、数据解密，若格式校验不满足要求，给出提示；若格式校验满足要求，再调用数据解密模块进行解密；完成数据解密之后，移动采集终端调用数据解析模块，完成检测数据的解析；最后，调用数据同步模块，将检测数据的上传至云平台；

云平台服务端具备检测数据存储与应用功能，包含与移动采集终端连接的服务接口模块以及与移动采集终端连接的用户验证服务模块，用户验证服务模块用于对所述移动采集终端的身份信息进行验证。云平台服务端通过向移动采集终端提供接口服务，完成用户登录验证、检测试验任务下载、基础数据下载、检测数据上传等工作，从而实现检测数据的云存储，以便后续对数据进行分析利用。云平台服务端还包含一套输变电设备检测数据管理与分析系统平台，实现检测数据存储、数据分析、数据展示等功能。

综上，本申请的输变电设备检测数据交互系统，利用二维码作为数据交互的媒介，实现移动采集装置与检测试验仪器之间的连接，该方式操作简单、传输高效，检测试验仪器无需配置蓝牙、Wi-Fi、ZigBee等无线传输模块，硬件成本降低。针对存量仪器数据接入而言，与现有的一些涉及到硬件改造(给检测试验仪器增加通讯模块)、硬件研制(研发统一数据接入与转发装置，并通过无线传输方式，与移动采集终端建立连接，实现数据传输)相比，本发明不涉及到检测仪器硬件改造、额外硬件装置研制，是一种简单可行、成本低廉的方案，可以应用于存量仪器的改造。

请参阅图2，其示出了本申请的一种输变电设备检测数据交互方法的流程图。

如图2所示，输变电设备检测数据交互方法，具体包括以下步骤：

步骤一：检测试验仪器将将检测数据最终处理为包含试验仪器唯一标识码、试验仪器类型、检测数据的标准JSON格式数据，并以试验仪器唯一标识码为加密密钥将所述标准JSON格式数据转化为加密数据，及将所述加密数据转化为二维码点阵数据；

步骤二：移动采集终端基于扫描二维码获取所述二维码点阵数据，并对所述二维码点阵数据进行格式校验以及解密，使获取所述标准JSON 格式数据；

步骤三：云平台服务端对获取的所述移动采集终端上传的标准JSON 格式的所述试验数进行据存储以及分析。

在本实施例中，以变压器绝缘油色谱检测为例，介绍检测数据转化、加密、生成的实例：

变压器绝缘油色谱检测数据包括如下参数：

检测参数	字段名称
		氢气H<sub>2</sub>(μL/L)	H<sub>2</sub>
一氧化碳CO(μL/L)	CO
		二氧化碳CO<sub>2</sub>(μL/L)	CO<sub>2</sub>
甲烷CH<sub>4</sub>(μL/L)	CH<sub>4</sub>
		乙烯C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>(μL/L)	C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>
乙烷C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>(μL/L)	C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>
		乙炔C<sub>2</sub>H<sub>2</sub>(μL/L)	C<sub>2</sub>H<sub>2</sub>
总烃(μL/L)	THC
		氧气O<sub>2</sub>(μL/L)	O<sub>2</sub>
氮气N<sub>2</sub>(μL/L)	N<sub>2</sub>

变压器绝缘油色谱检测数据输入至数据格式转化，经过处理，首先获取试验仪器信息，包括试验仪器唯一标识码(instrumentcode)、试验仪器类型(instrumenttype)信息，然后，通过检测数据转化、数据融合处理，实现试验仪器信息、试验数据的转化与融合，最后，经过JSON 格式转化，生成标准JSON格式数据，形式如下：

变压器绝缘油色谱检测标准JSON格式数据经过数据加密模块，以试验仪器唯一标识码为加密密钥，经过DES算法，实现数据加密，最终输出封装之后的加密数据(encryptionData)，输出数据为JSON格式，具体形式如下：

{

″encryptionData″：″加密数据″，

}；

数据二维码生成模块，将输出的加密数据转化为二维码点阵数据，然后将点阵数据呈现在检测试验仪器屏幕上，使得可以直接通过移动采集终端扫描检测试验仪器屏幕上的二维码，读取到检测数据，即封装之后的JSON格式加密数据；

云平台服务端，完成检测试验任务的制定，包括选择试验设备、指定试验人员、确定试验项目，输变电检测试验涉及到的红外图像检测、绝缘油色谱检测、特高频局部放电检测、绝缘电阻检测、铁心接地电流检测等)；移动采集终端，首先通过调用云平台服务端的服务接口模块，完成登陆；然后通过数据同步模块，从云平台服务端下载检测试验任务信息，包括检测试验设备信息、检测试验仪器信息、检测试验项目信息；检测试验仪器端，检测试验人员按照要求完成检测试验工作，完成检测数据收集。然后，选择需要采集的检测数据，检测试验仪器端会自动调用内置的数据格式转化模块、数据加密模块、数据二维码生成模块，完成数据格式转化、加密，最终，生成的二维码会显示在检测试验仪器屏幕上。

具体地，在移动采集终端，进入检测数据采集页面，调用二维码扫描模块，识别检测试验仪器屏幕上的二维码，即可获取加密的二维码点阵数据；在移动采集终端，调用数据校验模块、数据解密模块，完成数据格式校验，并在移动终端获取解密之后的格式规范的检测数据；在移动采集终端，先后调用数据解析模块，完成检测数据解析，并可以调用数据同步模块，对接云平台服务端的数据上传模块，完成检测数据的上传，并最终将采集的检测数据存储在云平台。

本实施例的方法，应用于输变电设备检测数据采集中，实现检测数据格式标准化、数据加密、数据自动接入，避免人工抄录带来的弊端，同时为后续检测数据的分析与设备状态诊断奠定基础，提升输变电检测试验工作的自动化、智能化水平，解决了现有输变电设备检测数据采集工作中存在的效率低、易出错、易篡改的问题，同时能够高效率、成本低的完成数据采集，并很好的解决大量存量检测试验仪器的数据接入问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种输变电设备检测数据交互系统，其特征在于，包括检测试验仪器、移动采集终端以及云平台服务端；

所述检测试验仪器中包含依次连接的数据格式转化模块、数据加密模块以及数据二维码生成模块，所述数据格式转化模块用于将检测数据最终处理为包含试验仪器唯一标识码、试验仪器类型、检测数据的标准JSON格式数据，所述数据加密模块用于以试验仪器唯一标识码为加密密钥将标准JSON格式数据转化为加密数据，所述数据二维码生成模块用于将所述加密数据转化为二维码点阵数据；

所述移动采集终端中包含依次连接的二维码识别模块、数据校验模块以及数据解密模块，所述二维码识别模块用于对所述二维码点阵数据进行识别，所述数据校验模块用于对加密后的试验数据进行格式校验，所述数据解密模块用于校验后的试验数据进行解密。

2.根据权利要求1所述的一种输变电设备检测数据交互系统，其特征在于，所述云平台服务端中包含与所述移动采集终端连接的服务接口模块以及与所述移动采集终端连接的用户验证服务模块，所述用户验证服务模块用于对所述移动采集终端的身份信息进行验证。

3.根据权利要求1所述的一种输变电设备检测数据交互系统，其特征在于，所述移动采集终端中还包含与所述数据解密模块连接的数据解析模块以及与所述数据解析模块连接的数据同步模块，所述数据解析模块用于对解密后的检测数据进行解析，所述数据同步模块用于将解析后的检测数据同步上传至所述云平台服务端。

4.根据权利要求1所述的一种输变电设备检测数据交互系统，其特征在于，所述移动采集终端中还包含用于对所述检测试验仪器生成的二维码进行扫描的二维码扫描模块。

5.根据权利要求1所述的一种输变电设备检测数据交互系统，其特征在于，所述移动采集终端中还包含与所述数据解密模块连接的检测试验查询模块，所述检测试验查询模块用于将解密后的试验数据再进行查询。

6.一种输变电设备检测数据交互方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：检测试验仪器将将检测数据最终处理为包含试验仪器唯一标识码、试验仪器类型、检测数据的标准JSON格式数据，并以试验仪器唯一标识码为加密密钥将所述标准JSON格式数据转化为加密数据，及将所述加密数据转化为二维码点阵数据；

步骤二：移动采集终端基于扫描二维码获取所述二维码点阵数据，并对所述二维码点阵数据进行格式校验以及解密，使获取所述标准JSON格式数据；

步骤三：云平台服务端对获取的所述移动采集终端上传的标准JSON格式的所述试验数进行据存储以及分析。

7.根据权利要求6所述的一种输变电设备检测数据交互方法，其特征在于，在步骤一中，所述将将检测数据最终处理为包含试验仪器唯一标识码、试验仪器类型、检测数据的标准JSON格式数据包括：

将各类型试验仪器的检测数据报文，输入到数据格式转化模块中进行报文数据解析，并在解析得到的检测数据中，融入试验仪器类型、试验仪器唯一标识码，并转化为标准JSON格式数据。

8.根据权利要求6所述的一种输变电设备检测数据交互方法，其特征在于，在步骤一中，所述以试验仪器唯一标识码为加密密钥将所述标准JSON格式数据转化为加密数据包括：

通过数据格式转化得到标准JSON格式数据之后，以试验仪器唯一标识码作为数据加密密钥，基于DES算法对所述标准JSON格式数据进行加密，使得到加密数据。

9.根据权利要求6所述的一种输变电设备检测数据交互方法，其特征在于，在步骤二中，所述对所述二维码点阵数据进行格式校验以及解密包括：

判断所述二维码点阵数据是否符合预先设置的格式条件；

若所述二维码点阵数据符合预先设置的格式条件，则对所述二维码点阵数据进行解密操作；

若所述二维码点阵数据不符合预先设置的格式条件，则向所述移动采集终端发送提示信息。

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