CN210005035U - 一种基于物联网的电站智能无线监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于物联网的电站智能无线监控系统，包括数据传感器、执行继电器、网络设备、智能监控盒、物联网云服务平台和用户移动终端设备；所述智能监控盒，包括MCU、A/D转换电路、电源转换电路、WiFi模块、接口电路、十六路模拟通道切换开关、电力检测电路和时钟电路；系统使用物联网技术，采用无线连接方式，收集电站的敏感状态信息及报警信息上传用户移动终端，同时执行用户开关机的控制命令。本实用新型用于提升电站设备的智能化水平，采用低成本模块化设计，实现了对各型电站设备的实时监控，改善了用户的工作环境，降低了装备使用维护成本。

Description

一种基于物联网的电站智能无线监控系统

技术领域

本发明属于物联网技术领域，涉及一种基于物联网的电站智能无线监控系统。

背景技术

常用的电站设备在发电运行过程中，需要通过设备端安装的油压表、电压表、电流表、油量计、功率因数表等仪表设备来密切监视运行状态，如遇有异常，需要用户第一时间断电停机，避免带故运行损坏电站及负载设备，这就要求使用人员随时值机看守。而电站设备在运行过程中产生的高温、噪声、异味等又严重危害使用人员健康，用户无法长时间临机值守，解决这种矛盾迫切需要一种智能化远程监控技术。

同时，在一些特殊环境下，如野外工程施工作业、部队作战部署展开等，往往需要多部各型电站同时来保障多种不同设备的用电需求，在保障人员数量少的情况下，必然造成电站设备的全天候值机监控不到位，进而造成设备频繁故障停机，使用寿命大大缩短，给用户造成巨大损失，因此需要技术手段辅助来提升人工效能。

发明内容

为克服现有电站设备智能化水平低的缺陷，改善用户使用体验，降低人力成本，本发明提供一种基于物联网的电站智能监控系统，实现对大、中、小各型电站设备运行状态实时监视、开关机远程控制、信息提醒与故障报警、控制权限管理等功能，提高电站设备的管理效率，降低设备故障率，减少使用维护成本。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案是：一种基于物联网的电站智能无线监控系统，包括数据传感器、执行继电器、网络设备、智能监控盒、物联网云服务平台和用户移动终端设备；所述智能监控盒，包括MCU、A/D转换电路、电源转换电路、WiFi模块、接口电路、十六路模拟通道切换开关、电力检测电路和时钟电路。

上述一种基于物联网的电站智能无线监控系统，其所述数据传感器，包括但不限于机油压力传感器、油量传感器、电池电量传感器、温度传感器，其通过十六路模拟通道切换开关经A/D转换电路与MCU连接；数据传感器安装在电站上各自对应的采样点位置，采样时由十六路模拟通道切换开关控制，分时复用A/D转换电路，完成各自数值的采集。

上述一种基于物联网的电站智能无线监控系统，其所述电力检测电路，外部连接有电压测量电路和电流互感器，其通过接口电路与MCU连接；所述时钟电路与MCU连接。

上述一种基于物联网的电站智能无线监控系统，其所述执行继电器，包括启动继电器和关机继电器，通过接口电路与MCU连接。

上述一种基于物联网的电站智能无线监控系统，其所述MCU通过WiFi模块与无线网络设备连接，通过网络设备与物联网云服务平台和用户移动终端设备连接；所述用户移动终端通过局域网或互联网接收状态信息，发送控制命令。

上述一种基于物联网的电站智能无线监控系统，其所述用户移动终端，安装有监控APP，通过数字图形界面显示机油压力、电池电量、油量、温度、电压、电流、功率和功率因数的数值与图形信息，报警信息以文字通知及震动的形式发出；报警信息包含机油压力过低、油箱油量低、水温高、电池电量低，报警临界值由程序设定，存储于智能监控盒内；APP界面有触摸式虚拟开关，分别控制启动继电器和关机继电器；所述用户移动终端，可以同时监控多部电站，每部电站的监控权限可共享给多个用户。

上述一种基于物联网的电站智能无线监控系统，其所述电源转换电路输入端与电站蓄电池或其他5~16V电源连接，提供多种直流电压输出，输出端分别连接数据传感器、执行继电器、MCU、A/D转换电路、WiFi模块、十六路模拟通道切换开关和电力检测电路；

所述智能监控盒壳体采用防水设计，使用非电磁屏蔽材料，装有电缆接头两个，电源开关一个。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明所述系统采用移动物联网技术与移动终端相结合，人机分离的情况下，可同时实现对多部油机设备多种状态参数的实时监控，并可以对装备参数的异常变化进行无延迟自动监控报警，如机油压力过低、油量不足、水温过高等，极大地提升了油机设备的自动化、智能化水平，扩大了电站用户的保障感知范围，降低了工作强度，改善了工作环境；

(2)本发明所述系统集成度高，控制盒小巧易安装，系统搭建使用灵活方便。快速搭建时仅需一部手机，开启热点共享功能即可完成系统环境搭建，监控半径不小于150米；正常使用时，可通过无线路由器连接，局域网模式下，监控半径由路由器的信号覆盖能力决定，单路由器无桥接情况下通常不小于300米，多路由桥接后监控范围成倍扩展。在互联网模式下，可完成数千公里范围的数据监控；

(3)本发明所述系统对现有电站装备做了充分的兼容性设计，在设计时尽量避免对现有设备进行硬件改造，实现了电力、部分传感器和控制器的兼容共用，从而极大地节约了硬件成本；整个系统采用模块化设计，预留了足够的功能扩展接口，易于功能组合和拓展。其低成本、模块化的优势有利于大范围的推广使用，在老旧电站设备的信息化升级改造上极具优势；

(4)本发明所述系统具备防水、防尘、抗干扰、超长待机的优势，在野外环境下展现了很高的应用价值；系统具备控制权限管理功能，扩展了使用环境。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明所述监控系统的整体架构图；

图2为本发明所述智能监控盒内部成图；

图3为本发明所述智能监控盒的外部结构图；

图中1.壳体，2.电源开关，3.电缆接口。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例：

如图1～图3所示，本发明所述的一种基于物联网的电站智能无线监控系统，包括数据传感器、执行继电器、网络设备、智能监控盒、物联网云服务平台和用户移动终端设备；所述智能监控盒，包括MCU、A/D转换电路、电源转换电路、WiFi模块、接口电路、十六路模拟通道切换开关、电力检测电路和时钟电路。

数据传感器加装在电站上，或共享电站自身传感设备，数据传感器包括但不限于电力传感器、机油压力传感器、油量传感器、电池电量传感器、温度传感器。其中机油压力传感器、油量传感器、电池电量传感器、温度传感器由于输出信号形式特点不同，通过相应电路调整后，统一为0~5V电压采样信号，通过十六路模拟通道切换开关经A/D转换电路与MCU连接；采样时每一个传感器的输出接入十六路模拟通道切换开关的一路，由十六路模拟通道切换开关控制，分时复用A/D转换电路，完成各自数值的依次采集，同时为功能扩展预留足够的数据采样通道；电力传感器包括电压测量电路、电流互感器，其连接电力检测电路，继而通过接口电路与MCU连接，通信规约采用标准MODBUS-RTU协议；所述执行继电器，包括启动继电器和关机继电器，通过接口电路与MCU连接，为降低干扰，两种继电器均采用光耦继电器，为确保启动和停止命令的可靠完成，两组继电器的执行动作周期被程序设定为3秒； WiFi模块采用ESP8266模组， MCU通过WiFi模块与无线网络设备连接，通过网络设备与物联网云服务平台和用户移动终端设备连接；用户移动终端通过局域网或互联网接收状态信息，发送控制命令。

在局域网模式下，如果电站固定使用，且为近距离监控，网络设备可以选择无线路由器，通过在电站附近架设无线路由器来实现用户移动终端设备与智能监控盒的网络连接，监控半径由路由器的信号覆盖能力决定，单路由器无桥接情况下通常不小于300米，多路由桥接后监控范围可进一步扩展；如果电站设备使用环境不固定，监控需要快速展开时，网络设备可以选择用户移动终端自带的热点功能，实现与智能监控盒的网络直连，其监控半径不小于150米。

在互联网模式下，如果需要异地远距离监控，可通过第三方云服务平台连接用户移动终端和智能监控盒，此时需要智能监控盒和用户移动终端设备均接入互联网，此种模式下监控半径可达数千公里。

用户移动终端安装有监控APP，通过数字图形界面显示机油压力、电池电量、油量、温度、电压、电流、功率和功率因数的数值与图形信息，报警信息以文字通知及震动的形式发出；报警信息包含机油压力过低、油箱油量低、水温高、电池电量低，报警临界值由程序设定，存储于智能监控盒内；APP界面有触摸式虚拟开关，分别控制启动继电器和关机继电器；用户移动终端可以同时监控多部电站，每部电站的监控权限可共享给多个用户。

电源转换电路可接受5~16V的宽幅直流电压输入，输入端可与电站蓄电池或其他外接电源连接，其提供多种直流电压输出，输出端分别连接数据传感器、执行继电器、MCU、A/D转换电路、WiFi模块、十六路模拟通道切换开关和电力检测电路。

智能监控盒外部结构包括壳体1、电源开关2和电缆接口3；壳体1固定于电站外部，安装位置应确保信号无遮挡，壳体1采用防水、防尘设计，壳体材料对电磁信号无屏蔽；电缆接口3包括电源线接口与信号线接口，采用独立设置，避免相互干扰；电源开关3连接外部电源，控制整个系统的通断电。

Claims (1)

1.一种基于物联网的电站智能无线监控系统，其特征是：包括数据传感器、执行继电器、网络设备、智能监控盒、物联网云服务平台和用户移动终端设备；所述智能监控盒，包括MCU、A/D转换电路、电源转换电路、WiFi模块、接口电路、十六路模拟通道切换开关、电力检测电路和时钟电路；所述数据传感器，安装在电站上，包括电力传感器、机油压力传感器、油量传感器、电池电量传感器、温度传感器，其中机油压力传感器、油量传感器、电池电量传感器、温度传感器通过十六路模拟通道切换开关经A/D转换电路与MCU连接；所述电力传感器包括电压测量电路、电流互感器，其连接电力检测电路，继而通过接口电路与MCU连接；所述执行继电器，包括启动继电器和关机继电器，通过接口电路与MCU连接；所述MCU连接WiFi模块，通过网络设备接入物联网云服务平台和用户移动终端设备；所述智能监控盒，安装于电站上，连接数据传感器，采集电站的机油压力、油量、电量、温度、电压、电流、功率、功率因数及报警信息上传用户移动终端；所述智能监控盒，连接执行继电器，接收并执行用户移动终端下达的启动和关机命令。

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