CN116224864A - 一种用电安全及电气火灾监控系统 - Google Patents

一种用电安全及电气火灾监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用电安全及电气火灾监控系统，涉及电气监控技术领域，包括控制模块，所述控制模块连接有数据库、数据监测模块、安全预警模块；所述数据监测模块由数据分析单元和若干组数据采集单元组成，用于获取电缆数据，判断电缆是否存在安全隐患；本系统的数据采集单元内置有外设电源和内置存储器，确保数据采集单元能在电缆发生异常情况时，通过断电并使用外设电源稳定运行，若数据采集单元在火灾中除内置存储器以外器件受损，未能向数据库实时传输数据，则后续可通过内置存储器获取电缆相关数据。

Description

一种用电安全及电气火灾监控系统
技术领域
本发明涉及电气监控技术领域，具体是一种用电安全及电气火灾监控系统。
背景技术
电力监控系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，为变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统，在变配电监控中发挥了核心作用，可以帮助企业消除孤岛、降低运作成本，提高生产效率，加快对变配电过程中异常的反应速度；
在现有技术中，数据采集配置可能在遇到电气火灾或电路故障的过程中，因为供电电源的不稳定，导致数据采集配置无法正常工作，不能及时将采集到的数据传输出去，或者在电气火灾中配置受损，导致后续无法获取当时的电路数据信息，为此，现提供一种用电安全及电气火灾监控系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用电安全及电气火灾监控系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用电安全及电气火灾监控系统，包括控制模块，其特征在于，所述控制模块连接有数据库、数据监测模块和安全预警模块；
所述数据库用于存储用户的基本信息、单片机的基本信息和数据监测模块的工作日志；
所述数据监测模块用于获取电缆数据，判断电缆是否存在安全隐患；
所述安全预警模块用于处理控制模块递交的预警信息。
进一步的，所述数据监测模块由数据分析单元和若干组数据采集单元组成；
所述数据采集单元用于采集电缆电力数据和电缆温度，所述电缆电力数据包括A相电流和A相电压，根据所获得的电缆电力数据和电缆温度生成对应的数据包，并将所生成的数据包递交至数据分析单元；
所述数据分析单元用于对数据采集单元递交的数据包进行数据分析，判断电缆是否存在安全隐患。
进一步的，所述数据采集单元采集电缆电力数据和电缆温度的过程为：
所述数据采集单元包括电力数据采样配置、温度采样配置和锂锰电池；
所述电力数据采样配置包括电流传感器、电压传感器、STC单片机；所述电流传感器和电压传感器均接于电缆的A相，分别用于实时获取A相电流和A相电压；所述STC单片机将采集到的数据递交至数据分析单元并进行备份；
所述温度采样配置包括温度传感器、STC单片机；所述温度传感器接于电缆，实时采集电缆的工作温度；所述STC单片机将采集到的数据递交至数据分析单元并进行备份。
进一步的，STC单片机向数据分析单元递交数据的过程为：
所述电力数据采样配置的STC单片机将电流传感器和电压传感器采集到的A相电流、A相电压、工作时间和单片机编号打包成数据包A；
所述温度采样配置的STC单片机将电缆的工作温度、工作时间和单片机编号打包成数据包B，通过蜂窝网络技术将数据包A和数据包B递交至数据分析单元，由数据分析单元进行相应分析。
进一步的，STC单片机备份数据的过程为：
所述STC单片机将数据包实时传输至内部EEPROM存储器用以备份数据；内部EEPROM存储器可存储最近100条数据包的数据信息，内部EEPROM存储器采用先进先出算法，对内部EEPROM存储器内所存储的数据信息进行更新。
进一步的，所述数据分析单元对数据包进行分析，判断电缆是否存在安全隐患的过程为：
通过解压数据包A和数据包B，通过匹配单片机编号和工作时间，获得同一时间下电缆工作时的A相电流、A相电压和工作温度；
若A相电流低于63A且A相电压为220V，则该电缆处于正常工作状态中；
若A相电流和A相电压均为0，则该电缆存在开路现象；
若A相电流大于63A且A相电压远小于220V，则该电缆存在短路现象；
若A相电流远大于63A且工作温度长时间高于电缆工作时的正常温度，则该电缆存在过载现象；
若电缆存在开路现象，所述数据分析单元根据单片机编号生成一级预警信息；若电缆存在短路或过载现象，则所述数据分析单元根据单片机编号生成二级预警信息；同时，所述数据分析单元向所述数据采集单元递交断电信号；
所述数据分析单元将生成的预警信息递交至控制模块，由控制模块做出相应处理。
进一步的，所述数据采集单元处理断电信号的过程为：
所述数据采集单元在接收到断电信号后，分别向电力数据采样配置和温度采样配置的STC单片机下达更换电源指令，所述STC单片机在接收到更换电源指令后，将使用锂锰电池为配置供电，停止从电缆获取电源。
进一步的，所述控制模块处理预警信息和向用户反馈电缆情况的过程为：
若控制模块接收到数据分析单元的一级预警信息，则根据预警信息中的单片机编号向用户反馈该电缆存在异常情况，请求用户处理；
若控制模块接收到数据分析单元的二级预警信息，则根据预警信息中的单片机编号向用户反馈该电缆存在异常情况，可能发生火灾，请求用户紧急处理；同时，控制模块向安全预警模块递交二级预警信息，由安全预警模块做出相应处理。
进一步的，所述安全预警模块处理控制模块递交的预警信息的过程为：
所述安全预警模块在接收到控制模块的二级预警信息后，根据二级预警信息中单片机编号查询单片机所处的区域范围，停止该区域的供电，防止火灾的发生。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本系统的数据采集单元内置有外设电源和内置存储器，确保数据采集单元能在电缆发生异常情况时，通过断电并使用外设电源稳定运行，若数据采集单元在火灾中除内置存储器以外器件受损，未能向数据库实时传输数据，则后续可通过内置存储器获取电缆相关数据。
附图说明
图1为本发明的原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种用电安全及电气火灾监控系统，包括控制模块，所述控制模块连接有数据库、数据监测模块和安全预警模块；
所述数据库用于存储用户的基本信息、单片机的基本信息和数据监测模块的工作日志；
所述数据库包括用户信息单元、单片机信息单元和监测日志单元；
所述用户信息单元用于存储用户的基本信息；所述基本信息包括姓名、性别、实名认证手机号码、登录账号和密码；所述用户信息单元在接收到控制模块递交的登录账号、密码和用户的基本信息后，根据所述用户基本信息的实名认证手机号码生成用户信息子单元，所述用户信息子单元用于存储用户的基本信息、登录账号和密码；
所述单片机信息单元用于存储单片机的基本信息；所述基本信息包括单片机编号和单片机型号；所述单片机编号为自然数，同一数据采集单元的单片机编号相同；
所述监测日志单元用于存储数据监测模块的工作日志；所述工作日志的内容包括单片机编号、工作时间、A相电压、A相电流和工作温度；
所述数据监测模块用于获取电缆数据，判断电缆是否存在安全隐患，具体过程为：
所述数据监测模块由数据分析单元和若干组数据采集单元组成；
所述数据采集单元用于采集电缆电力数据和电缆温度，具体过程为：
所述电缆电力数据包括A相电流和A相电压；
所述数据采集单元包括电力数据采样配置、温度采样配置和锂锰电池；
所述锂锰电池作为电力数据采样配置和温度采样配置的备用电池；
所述电力数据采样配置用于采集电缆的电力数据，具体过程为：
所述电力数据采样配置包括电流传感器、电压传感器、STC单片机；
所述电流传感器和电压传感器均接于电缆的A相，分别用于实时获取A相电流和A相电压；
所述STC单片机将电流传感器和电压传感器采集到的A相电流、A相电压、工作时间和单片机编号打包成数据包A，通过蜂窝网络技术实时将数据包A递交至数据分析单元，由数据分析单元进行相应分析；
同时，所述STC单片机将数据包A实时传输至内部EEPROM存储器用以备份数据，防止电力数据采样配置除EEPROM存储器以外设备发生损坏时，所述数据分析单元未能将数据包A及时递交至数据库进行存储；内部EEPROM存储器可存储最近100条数据包A的数据信息，内部EEPROM存储器采用先进先出算法，对内部EEPROM存储器内所存储的数据信息进行更新；
所述温度采样配置用于采集电缆的工作温度，具体过程为：
所述温度采样配置包括温度传感器、STC单片机；
所述温度传感器接于电缆，实时采集电缆的工作温度；
所述单片机将电缆的工作温度、工作时间和单片机编号打包成数据包B，通过蜂窝网络技术将数据包B递交至数据分析单元，由数据分析单元进行相应分析；
同时，所述STC单片机将数据包B实时传输至内部EEPROM存储器用以备份数据，防止电力数据采样配置除EEPROM存储器以外设备发生损坏时，所述数据分析单元未能将数据包B及时递交至数据库进行存储；内部EEPROM存储器可存储最近100条数据包B的数据信息，内部EEPROM存储器采用先进先出算法，内部EEPROM存储器采用先进先出算法，对内部EEPROM存储器内所存储的数据信息进行更新；
所述数据分析单元用于对数据采集单元递交的数据包进行数据分析，判断电缆是否存在安全隐患，具体过程为：
通过解压数据包A和数据包B，通过匹配单片机编号和工作时间，获得同一时间下电缆工作时的A相电流、A相电压和工作温度；
若A相电流低于63A且A相电压为220V，则该电缆处于正常工作状态中；所述数据分析单元将单片机编号、工作时间、A相电压、A相电流和工作温度生成工作日志发送至监测日志单元；
若A相电流和A相电压均为0，则该电缆存在开路现象；所述数据分析单元根据单片机编号生成一级预警信息，并将一级预警信息递交至控制模块，由控制模块作出相应处理；同时，所述数据法分析单元将单片机编号、工作时间、A相电压、A相电流和工作温度生成工作日志发送至监测日志单元；
若A相电流大于63A且A相电压远小于220V，则该电缆存在短路现象；所述数据分析单元根据单片机编号生成二级预警信息，并将二级预警信息递交至控制模块，由控制模块作出相应处理；同时，所述数据分析单元向单片机编号所属的数据采集单元递交断电信号，并将单片机编号、工作时间、A相电压、A相电流和工作温度生成工作日志发送至监测日志单元；
若A相电流远大于63A且工作温度长时间高于电缆工作时的正常温度，以常用的电缆材料聚氯乙烯为例，聚氯乙烯电缆工作时的正常温度为70度，若工作温度长时间高于70度，则该电缆存在过载现象；所述数据分析单元根据单片机编号生成二级预警信息，并将二级预警信息递交至控制模块，由控制模块作出相应处理；同时，所述数据分析单元向单片机编号所属的数据采集单元递交断电信号，并将单片机编号、工作时间、A相电压、A相电流和工作温度生成工作日志发送至监测日志单元；
所述数据采集单元在接收到断电信号后，分别向电力数据采样配置和温度采样配置的STC单片机下达更换电源指令，所述STC单片机在接收到更换电源指令后，将使用锂锰电池为配置供电，停止从电缆获取电源；
所述控制模块用于处理预警信息及向用户反馈电缆情况，具体过程为：
所述控制模块内设置有注册端口和登录端口；
用户通过注册端口输入基本信息，所述基本信息包括姓名、性别和实名认证手机号码，所述控制模块在对基本信息审核通过后，根据实名认证手机号码生成相对应的登录账号和密码，并将生成的登录账号和密码通过基本信息中的实名认证手机号码发送至用户，同时控制模块将生成的登录账号、密码和基本信息递交至用户信息单元；
用户将获取的登录账号和密码输入至登录端口，用以进入控制模块，获取电缆的相关信息；
若控制模块接收到数据分析单元的一级预警信息，则根据预警信息中的单片机编号向用户反馈该电缆存在异常情况，请求用户处理；
若控制模块接收到数据分析单元的二级预警信息，则根据预警信息中的单片机编号向用户反馈该电缆存在异常情况，可能发生火灾，请求用户紧急处理；同时，控制模块向安全预警模块递交二级预警信息，由安全预警模块做出相应处理；
所述安全预警模块用于处理控制模块递交的预警信息，具体过程为：
所述安全预警模块在接收到控制模块的二级预警信息后，根据二级预警信息中单片机编号查询单片机所处的区域范围，停止该区域的供电，防止火灾的发生。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用电安全及电气火灾监控系统，包括控制模块，其特征在于，所述控制模块连接有数据库、数据监测模块和安全预警模块；
所述数据库用于存储用户的基本信息、单片机的基本信息和数据监测模块的工作日志；
所述数据监测模块用于获取电缆数据，判断电缆是否存在安全隐患；
所述安全预警模块用于处理控制模块递交的预警信息。
2.根据权利要求1所述的一种用电安全及电气火灾监控系统，其特征在于，所述数据监测模块由数据分析单元和若干组数据采集单元组成；
所述数据采集单元用于采集电缆电力数据和电缆温度，所述电缆电力数据包括A相电流和A相电压，根据所获得的电缆电力数据和电缆温度生成对应的数据包，并将所生成的数据包递交至数据分析单元；
所述数据分析单元用于对数据采集单元递交的数据包进行数据分析，判断电缆是否存在安全隐患。
3.根据权利要求2所述的一种用电安全及电气火灾监控系统，其特征在于，所述数据采集单元采集电缆电力数据和电缆温度的过程为：
所述数据采集单元包括电力数据采样配置、温度采样配置和锂锰电池；
所述电力数据采样配置包括电流传感器、电压传感器、STC单片机；所述电流传感器和电压传感器均接于电缆的A相，分别用于实时获取A相电流和A相电压；所述STC单片机将采集到的数据递交至数据分析单元并进行备份；
所述温度采样配置包括温度传感器、STC单片机；所述温度传感器接于电缆，实时采集电缆的工作温度；所述STC单片机将采集到的数据递交至数据分析单元并进行备份。
4.根据权利要求3所述的一种用电安全及电气火灾监控系统，其特征在于，STC单片机向数据分析单元递交数据的过程为：
所述电力数据采样配置的STC单片机将电流传感器和电压传感器采集到的A相电流、A相电压、工作时间和单片机编号打包成数据包A；
所述温度采样配置的STC单片机将电缆的工作温度、工作时间和单片机编号打包成数据包B，通过蜂窝网络技术将数据包A和数据包B递交至数据分析单元，由数据分析单元进行相应分析。
5.根据权利要求4所述的一种用电安全及电气火灾监控系统，其特征在于，STC单片机备份数据的过程为：
所述STC单片机将数据包实时传输至内部EEPROM存储器用以备份数据；内部EEPROM存储器可存储最近100条数据包的数据信息，内部EEPROM存储器采用先进先出算法，对内部EEPROM存储器内所存储的数据信息进行更新。
6.根据权利要求5所述的一种用电安全及电气火灾监控系统，其特征在于，所述数据分析单元对数据包进行分析，判断电缆是否存在安全隐患的过程为：
通过解压数据包A和数据包B，通过匹配单片机编号和工作时间，获得同一时间下电缆工作时的A相电流、A相电压和工作温度；
若A相电流低于63A且A相电压为220V，则该电缆处于正常工作状态中；
若A相电流和A相电压均为0，则该电缆存在开路现象；
若A相电流大于63A且A相电压远小于220V，则该电缆存在短路现象；
若A相电流远大于63A且工作温度长时间高于电缆工作时的正常温度，则该电缆存在过载现象；
若电缆存在开路现象，所述数据分析单元根据单片机编号生成一级预警信息；若电缆存在短路或过载现象，则所述数据分析单元根据单片机编号生成二级预警信息；同时，所述数据分析单元向所述数据采集单元递交断电信号；
所述数据分析单元将生成的预警信息递交至控制模块，由控制模块做出相应处理。
7.根据权利要求6所述的一种用电安全及电气火灾监控系统，其特征在于，所述数据采集单元处理断电信号的过程为：
所述数据采集单元在接收到断电信号后，分别向电力数据采样配置和温度采样配置的STC单片机下达更换电源指令，所述STC单片机在接收到更换电源指令后，将使用锂锰电池为配置供电，停止从电缆获取电源。
8.根据权利要求7所述的一种用电安全及电气火灾监控系统，其特征在于，所述控制模块处理预警信息和向用户反馈电缆情况的过程为：
若控制模块接收到数据分析单元的一级预警信息，则根据预警信息中的单片机编号向用户反馈该电缆存在异常情况，请求用户处理；
若控制模块接收到数据分析单元的二级预警信息，则根据预警信息中的单片机编号向用户反馈该电缆存在异常情况，可能发生火灾，请求用户紧急处理；同时，控制模块向安全预警模块递交二级预警信息，由安全预警模块做出相应处理。
9.根据权利要求8所述的一种用电安全及电气火灾监控系统，其特征在于，所述安全预警模块处理控制模块递交的预警信息的过程为：
所述安全预警模块在接收到控制模块的二级预警信息后，根据二级预警信息中单片机编号查询单片机所处的区域范围，停止该区域的供电，防止火灾的发生。
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