CN115693910A - 基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统；通过监测系统实时和无线门磁传感器进行通讯获得箱门开闭状态，并检测箱内状态；监测主机经过绑定IP地址将数据与云服务器计算机的数据输入端相连接，同时云服务器将现场监测信息通过移动数据网络以短信和APP数据包的形式发送至专用监测移动终端，事为运维人员实时提供箱门状态监测信息，在发生异常时可向运维人员及时提供告警信息，如此运维人员可进行针对性检查，进一步提升运维效率，提升变电站设备状态管控力度；同时该系统设计合理、结构简单、使用方便、成本低廉、实用性强，适合推广使用。

Description

基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统

技术领域

本发明涉及无线领域，特别是涉及基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统。

背景技术

随着智能技术的发展，变电站巡视逐渐由人工巡视向机器替代巡视方向发展，巡检机器人、无人机、视频监视、图像识别等各种智能巡检技术得以在变电站的应用，通过机器代人巡视，减轻运维人员巡视压力，同时还提高了巡视过程中的安全性和工作效率，是变电站运维管理的发展趋势。但受限于目前的技术条件，变电站内所有设备实现机器代人自动巡视仍存在一些难题，部分设备的运行工况是现有技术无法直接实现机器巡视的，包括端子箱、机构箱、操作箱、终端柜等箱体箱门的开闭情况、内部微环境情况等。

非全户内式变电站，其户外布置有五小箱，包括端子箱、机构箱、操作箱、终端柜等，箱体内部有较多的接线端子、动作机构、二次设备等重要器件。为了保证电网的安全稳定运行，变电站五小箱的状态作为日常巡视工作之一，需要确保箱门在平常处于关闭状态。由于定期检修和巡视工作需要经常打开箱门进行内部检查，可能出现箱门打开忘关的情况；也可能出现箱门锁具损坏，箱门在大风天气下被刮开的情况，会造成雨水进入箱体内部或者小动物爬入。由于箱体内部二次端子接线非常紧密，箱体进水或受潮将会影响信号的正常传输，造成机构动作的卡滞，二次设备异常等，甚至造成安全事故；小动物的入侵也可能会造成端子之间短路的情况发生。在无人化智能巡视的模式下，若需运维人员在突发情况下（如台风、暴雨等天气）到现场对五小箱的箱门开闭情况进行检查，一方面排查效率低，另一方面安全隐患较大，且这种排查模式只能掌握当下箱体的情况，无法实现实时监测的功能。所以，若要实现户外箱体箱门的状态监测，需要寻求一种成本低廉、可实时监测、实用性强、易推广的箱门状态监测装置。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种电力物联网变电站辅助设备监控系统”，其公告号CN215956107U，涉及监控系统领域，包括中央处理器，中央处理器上连接有变电站设备监控单元、变电站环境监控单元、变电站门禁系统和图像监控系统，中央处理器的输出端上连接有火灾自动报警系统和报警器，中央处理器的输出端上无线信号连接有监控平台，监控平台的输出端通过无线信号连接有移动终端。该专利中通过变电站设备监控单元的设置，用于监控变电站内设备的工作状态信号，通过变电站环境监控单元的设置，能够对变电站内的环境进行监控，变电站门禁系统能够对进入变电站的人员身份信息判断，结构简单，全自动对变电站的设备和环境进行实时监控，保证变电站的安全，实用性高。然而多重系统保障变电箱内状况检测，却需要利用视觉、多重判断、多重系统等达到监测效果，不符合简单、低廉的推广要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术下变电箱易因意外打开造成内部设备被腐蚀受潮，人工巡检速度慢效率低、而多重系统监测设备成本较高不适合推广的问题；提供基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统；通过监测系统实时和无线门磁传感器进行通讯获得箱门开闭状态，并检测箱内状态；监测主机经过绑定IP地址将数据与云服务器计算机的数据输入端相连接，同时云服务器将现场监测信息通过移动数据网络以短信和APP数据包的形式发送至专用监测移动终端，事为运维人员实时提供箱门状态监测信息，在发生异常时可向运维人员及时提供告警信息，如此运维人员可进行针对性检查，进一步提升运维效率，提升变电站设备状态管控力度；同时该系统设计合理、结构简单、使用方便、成本低廉、实用性强，适合推广使用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统，包括五小箱箱体、无线门磁传感器、监测主机、云服务器4和监测专用移动终端；所述无线门磁传感器和所述监测主机设置在五小箱箱体内侧；所述无线门磁传感器靠近箱门开闭侧设置；所述系统内装置通过无线网络进行通讯。监测系统实时和无线门磁传感器进行通讯获得箱门开闭状态，并检测箱内状态；监测主机经过绑定IP地址将数据与云服务器计算机的数据输入端相连接，同时云服务器将现场监测信息通过移动数据网络以短信和APP数据包的形式发送至专用监测移动终端，事为运维人员实时提供箱门状态监测信息，在发生异常时可向运维人员及时提供告警信息，如此运维人员可进行针对性检查，进一步提升运维效率，提升变电站设备状态管控力度。

作为优选，所述无线门磁传感器包括依次连接的锂亚电池、干簧管、MCU主电路、433M通讯模块、LED显示单元和监测单元。该干簧管为常闭型干簧管，其断开和闭合取决于其和永磁体间的距离，当干簧管闭合时，则LED显示单元常亮并对箱门打开状态进行报警。

作为优选，所述无线门磁传感器也包括永磁体，所述永磁体设置在五小箱箱门门把手背面；所述干簧管与永磁体相对设置在五小箱箱体上。在五小箱箱门闭合时，两者贴合在一起，则常闭型干簧管断开；当五小箱箱门打开一定缝隙后，两者分离，则常闭型干簧管闭合，无线门磁传感器用来监控门的开关状态，当门不管何种原因被打开后，无线门磁传感器立即发射433M无线电波，可远距离向监测主机报警。该传感器具备具有高集成度、超低功耗、高灵敏度等优点。

作为优选，所述监测主机包括依次连接的锂亚电池、RF433M通信模块、NB-IOT通讯模块和监测回路；所述监测主机还包括外置天线。监测主机采用电池供电方案，两节2.2Ah的电池并联（ER14505M-2-40MM）给系统供电，则理论待机寿命为3年。监测主机通过433M无线通信方式接收门磁传感器的信息，通信传输距离不小于10米。并通过NB-IOT接入云平台，云平台同时将监测信息通过移动数据网络以短信和软件数据包的形式发送至监测专用移动终端。监测主机具备NB-IOT信号强度侦测功能，每次上送相关信息时连同NB-IOT信号强度值一块上送至云服务器。

作为优选，所述433M通讯模块与所述RF433通信模块进行通讯交互；所述RF433通信模块采用433M弹簧天线。监测主机通过RF433通信模块接收门磁传感器的信息，通信传输距离不小于10米，并通过NB-IOT接入云平台，云平台同时将监测信息通过移动数据网络以短信和软件数据包的形式发送至监测专用移动终端。

作为优选，所述系统的工作流程如下：

步骤S1、设置间隔时间段；RF433模块初始化；

步骤S2、判断干簧管开合状态；若干簧管处于断开状态，则跳转步骤S3；若干簧管处于闭合状态，则跳转步骤S4；

步骤S3、判断间隔时间段是否结束；若未结束则系统进入低功耗模式；若结束则跳转步骤S4；

步骤S4、监测主机通过NB-IOT通信模块将监测数据传送至云服务器的数据输入端；监测主机以短信和软件数据包的形式将监测数据发送至专用监测移动终端；

步骤S5、云服务器分析数据信息；若出现故障信息，则向运维人员提供检修警告信息；待检修完成，则系统进入低功耗模式；

步骤S6、若未出现故障信息，则监测主机再次向云服务器发送监测数据；若重发三次均未出现故障信息，则进入低功耗模式。

所述监测专用移动终端是指基于Android操作系统或IOS操作系统的智能型手机，手机上安装变电站五小箱状态监测软件，通过软件可随时查看箱门开启或关闭的状态信息。

作为优选，当干簧管与永磁体的距离大于5mm时，干簧管处于接通状态，报警指示灯亮，同时向监测主机发送报警信号；当干簧管与永磁体的距离小于5mm时，干簧管处于断开状态。无线门磁传感器用来监控门的开闭状态，当门不管何种原因被打开后，无线门磁传感器立即发射433M无线电波，可远距离向监测主机报警。

本发明的有益效果是：

该系统设计合理、结构简单、使用方便、成本低廉、实用性强；且能够实现变电站箱门开闭位置在线监测、监测系统装置故障告警等多种功能，为箱门状态实时监测提供依据，减少电力行业对五小箱巡视的工作量，有效实现了监测的实时性。

附图说明

图1是本发明的系统结构图；

图2是本发明的箱内结构示意图；

图3是本发明的无线门磁传感器的供电原理图；

图中：

五小箱箱体-1；

无线门磁传感器-2，永磁体-21，MCU主电路-22，干簧管-23，监测单元-24，锂亚电池-25,433M通讯模块-26，LED显示单元-27；监测主机-3，外置天线-31；云服务器-4；监测专用移动终端-5。

具体实施方式

应理解，实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

一种基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统，如图1所示，包括五小箱箱体1、无线门磁传感器2、监测主机3、云服务器4和监测专用移动终端5；无线门磁传感器2和监测主机3设置在五小箱箱体1内侧；云服务器4和监测专用移动终端5通过无线网络和五小箱箱体1内部装置进行通讯连通，获得内部状态信号。

无线门磁传感器2靠近箱门开闭侧设置；包括依次连接的锂亚电池25、干簧管23、MCU主电路22、433M通讯模块26、LED显示单元27和监测单元24。无线门磁传感器2另有一永磁体21，永磁体21设置在箱门的门把手背面的位置，而干簧管23则设置在和永磁体21相对的箱体靠近边框的位置。在门闭合时，两者贴合，当内置常闭型干簧管23与永磁体21的距离大于5mm时，常闭型干簧管23处于接通状态，报警指示灯亮，利用内置天线向监测主机3发送报警信号；当常闭型干簧管23与永磁体21的距离小于5mm时，常闭型干簧管23处于断开状态，向监测主机3发送正常信号。无线门磁传感器2用来监控门的开闭状态，当门不管何种原因被打开后，无线门磁传感器2立即发射433M无线电波，可远距离向监测主机3报警。该传感器具有高集成度、超低功耗、高灵敏度等优点。

监测主机3通过粘贴方式安装于箱体内部，包括依次连接的锂亚电池、RF433M通信模块、NB-IOT通讯模块和监测回路；监测主机3还包括外置天线31。无线门磁传感器2与监测主机3之间采用无线433M通信，监测主机3的NB-IOT通讯模块经过绑定IP地址将数据与云服务器计算机的数据输入端相连接，同时云服务器4将现场监测信息通过移动数据网络以短信和APP数据包的形式发送至专用监测移动终端5。监测主机3采用电池供电方案，两节2.2Ah的电池并联（ER14505M-2-40MM）给系统供电，则理论待机寿命为3年。监测主机3通过433M无线通信方式接收门磁传感器的信息，通信传输距离不小于10米，并通过NB-IOT通讯模块接入云平台。监测主机具备NB-IOT信号强度侦测功能，每次上送相关信息时连同NB-IOT信号强度值一块上送至云服务器4。所述监测专用移动终端5是指基于Android操作系统或IOS操作系统的智能型手机，手机上安装变电站五小箱状态监测软件，通过软件可随时查看箱门开启或关闭的状态信息。

该系统的工作方式为：

步骤一，人工设置一个间隔时间段，该时间段可根据不同的地域进环境进行人工设置，再将RF433模块初始化。

步骤二，判断干簧管23开合状态；若干簧管23处于断开状态，判断间隔时间段是否结束；若未结束则系统进入低功耗模式。

步骤三，若干簧管23处于闭合状态或者间隔时间段倒计时结束，监测主机3通过NB-IOT通信模块将监测数据传送至云服务器4的数据输入端；监测主机3以短信和软件数据包的形式将监测数据发送至专用监测移动终端5。

步骤四，云服务器4分析数据信息；若出现故障信息，则向运维人员提供检修警告信息；待检修完成，则系统进入低功耗模式；若未出现故障信息，则监测主机3再次向云服务器4发送监测数据；若重发三次仍然未分析出故障信息，系统进入低功耗状态。

Claims (7)

1.一种基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统，其特征是：包括五小箱箱体（1）、无线门磁传感器（2）、监测主机（3）、云服务器（4）和监测专用移动终端（5）；所述无线门磁传感器（2）和所述监测主机（3）设置在五小箱箱体（1）内侧；所述无线门磁传感器（2）靠近箱门开闭侧设置；所述系统内装置通过无线网络进行通讯。

2.根据权利要求1所述的基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统，其特征是：所述无线门磁传感器（2）包括依次连接的锂亚电池（25）、干簧管（23）、MCU主电路（22）、433M通讯模块（26）、LED显示单元（27）和监测单元（24）。

3.根据权利要求2所述的基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统，其特征是：所述无线门磁传感器（2）也包括永磁体（21），所述永磁体（21）设置在五小箱箱门门把手背面；所述干簧管（23）与永磁体（21）相对设置在五小箱箱体（1）上。

4.根据权利要求1所述的基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统，其特征是：所述监测主机（3）包括依次连接的锂亚电池、RF433M通信模块、NB-IOT通讯模块和监测回路；所述监测主机（3）还包括外置天线（31）。

5.根据权利要求2和3所述的基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统，其特征是：所述433M通讯模块（26）与所述RF433通信模块进行通讯交互；所述RF433通信模块采用433M弹簧天线。

6.根据权利要求3所述的基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统，其特征是：所述系统的工作流程如下：

步骤S1、设置间隔时间段；RF433模块初始化；

步骤S2、判断干簧管（23）开合状态；若干簧管（23）处于断开状态，则跳转步骤S3；若干簧管（23）处于闭合状态，则跳转步骤S4；

步骤S3、判断间隔时间段是否结束；若未结束则系统进入低功耗模式；若结束则跳转步骤S4；

步骤S4、监测主机（3）通过NB-IOT通信模块将监测数据传送至云服务器（4）的数据输入端；监测主机（3）以短信和软件数据包的形式将监测数据发送至专用监测移动终端（5）；

步骤S5、云服务器（4）分析数据信息；若出现故障信息，则向运维人员提供检修警告信息；待检修完成，则系统进入低功耗模式；

步骤S6、若未出现故障信息，则监测主机（3）再次向云服务器（4）发送监测数据；若重发三次均未出现故障信息，则进入低功耗模式。

7.根据权利要求6所述的基于无线门磁传感器的变电站五小箱箱门状态监测系统，其特征是：当干簧管（23）与永磁体（21）的距离大于5mm时，干簧管（23）接通；当干簧管（23）与永磁体（21）的距离小于5mm时，干簧管（23）断开。

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