CN208635937U - 一种基于NB-IoT/eMTC的电缆温度测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于NB‑IoT/eMTC的电缆温度测量系统，包括一用于电缆测温的微型测温装置，微型测温装置包括微处理器以及与微处理器分别相连的温度传感器和基于NB‑IoT通信网络的通信模块或基于eMTC通信网络的通信模块；一用于数据分析及处理的远端服务器，远端服务器。实施本实用新型，克服现有技术中电缆温度无法实时检测的难题，并具有较高的实用性及扩展性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电缆技术领域，尤其涉及一种基于NB-IoT/eMTC的电缆温度测量系统。
背景技术
为确保电缆系统工作在安全的载流量范围内，需要对电缆进行实时的温度监测，因此防止各种原因造成的电缆火灾是保证电力系统安全运行的主要任务。如能在事故发生早期通过温度测量进行预警并迅速采取措施，就能避免此类事故。
人们通常发现，电缆发热是电力生产运行中的一种常见故障，会严重影响电气设备的正常运行，甚至引起火灾。但是城市中电缆很大一部分位于地下，传统无线信号难以穿透地下就行信号传输，并且中低压电缆无法取电，地下电缆的空间分布很广，电缆尤其地下电缆、地下管线的温度实时监测一直是一个很大的难题。
由此可见，亟需对现有技术进行改进，采用更加实用，且能很好解决广度覆盖和深度覆盖的实时监测方案。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于NB-IoT/eMTC 的电缆温度测量系统，克服现有技术中电缆温度无法实时检测的难题，并具有较高的实用性及扩展性。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种基于NB-IoT/eMTC 的电缆温度测量系统，包括：
一用于电缆测温的微型测温装置，所述微型测温装置包括微处理器以及与所述微处理器分别相连的温度传感器和基于NB-IoT通信网络的通信模块或基于eMTC通信网络的通信模块；
一用于数据分析及处理的远端服务器，所述远端服务器包括NB-IoT蜂窝基站、监测报警服务器、基于NB-IoT通信网络的通信模块和/或基于eMTC通信网络的通信模块。
其中，所述微型测温装置还包括与所述微处理器相连且用于周期性触发所述微处理器控制基于NB-IoT通信网络的通信模块或基于eMTC通信网络的通信模块发送数据的计数触发器。
其中，所述远端服务器还包括报警模块和/或显示模块。
其中，所述报警模块由继电器和蜂鸣器形成或由继电器和指示灯形成。
其中，所述显示模块由TFT显示屏组成。
其中，所述基于NB-IoT/eMTC的电缆温度测量系统还包括手持设备，且所述手持设备与所述远端服务器通过4G网络连接；其中，所述远端服务器和所述手持设备上均设有4G网络通信模块。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
本实用新型通过微型测温装置实时监测电缆温度，并基于NB-IoT/eMTC通信网络将实时监测电缆温度推送至远端服务器进行数据处理及分析，克服了现有技术中电缆温度无法实时检测的难题，并具有较高的实用性及扩展性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本实用新型的范畴。
图1为本实施例的结构示意图；
图2为本实施例的另一结构示意图；
图3为本实施例中基于NB-IoT通信网络的通信模块或基于eMTC通信网络的通信模块的电路图；
图4为本实施例中供电部分的滤波电路图；
图5为本实施例中供电电路的电路图；
图6为本实施例中USIM卡的电路图；
图7为本实施例中微处理器与基于NB-IoT通信网络的通信模块或基于 eMTC通信网络的通信模块的电路图；
图8为本实施例中基于NB-IoT通信网络的通信模块或基于eMTC通信网络的通信模块的复位电路图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
如图1和图2所示，为本实用新型实施例中，提供的一种基于NB-IoT/eMTC 的电缆温度测量系统，包括：
一用于电缆测温的微型测温装置1，微型测温装置1包括微处理器11以及与微处理器11分别相连的温度传感器12和基于NB-IoT通信网络的通信模块13 或基于eMTC通信网络的通信模块14；
一用于数据分析及处理的远端服务器2，远端服务器包括NB-IoT蜂窝基站 21、监测报警服务器22、基于NB-IoT通信网络的通信模块和/或基于eMTC通信网络的通信模块。
应当说明的是，采用外部箍带或其他辅助材料固定于电缆上，每隔一段距离可以安装一个微型测温装置1，尤其容易发生火灾事故的电缆中间接头处。此时，温度传感器12可以采用热敏电阻或者其他方式，用于测量电缆实时温度；微处理器11可以采用市面上常用厂家的低功耗微处理器，用于进行电缆实时温度等测量数据的计算和判断，并控制基于NB-IoT通信网络的通信模块13或基于eMTC通信网络的通信模块14进行数据的发送，NB-IoT蜂窝基站21是利用蜂窝技术实现覆盖的移动通信系统，其蜂窝技术为现有技术手段，相关应用已经十分普及，本实施例中主要利用NB-IoT蜂窝基站21以降低区域的通信阻塞率和改善通信质量。
可以理解的是，微型测温装置1也可以通过微处理器11根据温度传感器12 所测的电缆温度大小进行报警。
在一个实施例中，微处理器12对温度传感器11所测的温度数据进行判断比较，如根据设定阈值方式来判断温度过高、过低或者升温过快等，待微处理器12判断出电缆温度异常时，将实时唤醒基于NB-IoT通信网络的通信模块13 或基于eMTC通信网络的通信模块14，完成温度测量数据的发送。
在本实用新型实施例中，微型测温装置1还包括与微处理器11相连且用于周期性触发微处理器11控制基于NB-IoT通信网络的通信模块13或基于eMTC 通信网络的通信模块14发送数据的计数触发器15，这样就可以实现电缆温度数据通过NB-IoT/eMTC通信网络周期性的发至远端服务器2上。
应当说明的是，远端服务器2预装有数据库和分析管理软件，可以部署于云平台，也可以部署于内部服务器中。数据库主要进行装置上报的温度数据，报警信息的存储。分析管理软件可以对测温数据通过图形化或者表格化的方式进行显示，并且可以结合GIS系统，显示每个装置的具体安装地理位置，可以对装置数据进行统计分析，不同装置之间可以进行对比分析，实现大数据分析的功能，通过对比分析和温度变化趋势分析，分析管理软件可以直接生成报警信息报警，并将报警信息存储于数据库中。
由此可见，远端服务器2还包括报警模块23和/或显示模块24。其中，报警模块23根据分析管理软件的报警信息进行报警，可以由继电器和蜂鸣器形成，也可以由继电器和指示灯形成；显示模块24可以通过图形化或者表格化的方式显示测温数据，可以由TFT显示屏组成。
为了支持一线运维工作人员随时查询温度数据并接收远端服务器2推送的报警信息及图形化数据等，因此基于NB-IoT/eMTC的电缆温度测量系统还包括手持设备3，且手持设备3与远端服务器2通过4G网络连接；其中，远端服务器2和手持设备3上均设有4G网络通信模块。可以理解的是，远端服务器2和手持设备3包括但不限于4G网络通信，比如还有WIFI、蓝牙、红外线等等。手持设备3包括但不限于手机、平板等。
另外，微处理器11可以采用STM32单片机，温度传感器12与STM32单片机的使能端通过导线连接，并将采集到的温度值发送至STM32单片机，进而STM32 单片机控制基于NB-IoT通信网络的通信模块13或基于eMTC通信网络的通信模块14进行将数据发送至远端服务器2。其中，基于NB-IoT通信网络的通信模块 13或基于eMTC通信网络的通信模块14可采用BC95模块，用户可通过查看其数据手册来了解其参数，且BC95模块与STM32单片机的使能端通过导线相连接，其连接方法为电子领域的常规技术手段，具体可参考如图3至图8，提供了一种方案。
参考图3，图中A部分为天线，用于信号的发送及接收；图中B部分为模数转换接口，BC95模块自带有模数转换功能，可将采集到的模拟信号转换至数字信号；其38引脚至42引脚用于连接USIM卡连接，其连接电路可参考图6；其 29引脚、30引脚及34引脚为信号的发送及接收端部分，与STM32单片机的相应使能端连接，其连接电路可参考图7，
参考图4，为BC95模块的供电滤波电路，能使VBAT输出的电压更加平滑， VBAT电压输入范围为3.1V至4.2V。
参考图5，为供电电路并为各部件供电，其中BAT201作为电池选用锂亚硫酰氯电池。
参考图6，为USIM卡的连接电路，为移动设备的4G通信提供了基础。其C 部分为USIM_GND引脚，应与USMI卡座的GND连接在一起，以避免USIM卡座的地被外界信号干扰；其D部分用作静电保护,采用元件U301。
参考图7，为STM32单片机和BC95的连接电路，图中U401即为STM32单片机，利用串行口通信的方式，当收到特定数据传输时，BC95将输出信号通知移动终端。其模块串口的DC特性可参考其数据手册，本实例中为VOHmin＝2.4V， VOLmax＝0.4V，VILmin＝-0.1*VDD_EXT，VILmax＝0.2*VDD_EXT， VIHmin＝0.7*VDD_EXT，VIHmax＝1.1*VDD_EXT，VDD_EXT＝3.0V(典型值)，电子领域的人员都能了解其含义。
参考图8，为BC95模块的复位电路，当发生错误可进行复位。
上述为本实施例提供了一种优选的方案，当然不仅限于该方案，还可以用过采用其他微处理器11及其他基于NB-IoT通信网络的通信模块13或基于eMTC 通信网络的通信模块14进行实现，但显而易见的是，上述均可通过导线连接或通信连接进行信息的传递，实现了数据的传递，成功克服了电缆温度无法实时检测及传输的难题。实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
本实用新型通过微型测温装置实时监测电缆温度，并基于NB-IoT/eMTC通信网络将实时监测电缆温度推送至远端服务器进行数据处理及分析，克服了现有技术中电缆温度无法实时检测的难题，并具有较高的实用性及扩展性。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种基于NB-IoT/eMTC的电缆温度测量系统，其特征在于，包括：
一用于电缆测温的微型测温装置，所述微型测温装置包括微处理器以及与所述微处理器分别相连的温度传感器和基于NB-IoT通信网络的通信模块或基于eMTC通信网络的通信模块；
一用于数据分析及处理的远端服务器，所述远端服务器包括NB-IoT蜂窝基站、监测报警服务器、基于NB-IoT通信网络的通信模块和/或基于eMTC通信网络的通信模块。
2.如权利要求1所述的基于NB-IoT/eMTC的电缆温度测量系统，其特征在于，所述微型测温装置还包括与所述微处理器相连且用于周期性触发所述微处理器控制基于NB-IoT通信网络的通信模块或基于eMTC通信网络的通信模块发送数据的计数触发器。
3.如权利要求2所述的基于NB-IoT/eMTC的电缆温度测量系统，其特征在于，所述远端服务器还包括报警模块和/或显示模块。
4.如权利要求3所述的基于NB-IoT/eMTC的电缆温度测量系统，其特征在于，所述报警模块由继电器和蜂鸣器形成或由继电器和指示灯形成。
5.如权利要求4所述的基于NB-IoT/eMTC的电缆温度测量系统，其特征在于，所述显示模块由TFT显示屏组成。
6.如权利要求5所述的基于NB-IoT/eMTC的电缆温度测量系统，其特征在于，所述基于NB-IoT/eMTC的电缆温度测量系统还包括手持设备，且所述手持设备与所述远端服务器通过4G网络连接；其中，所述远端服务器和所述手持设备上均设有4G网络通信模块。
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| CN110095203A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-08-06 | 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 | 一种基于NB-IoT的电缆接头温度远程监测系统及其方法 |
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