CN212970114U - 一种综合式电气设备智能监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为了解决现有电气设备监控系统存在监控参数单一、不能实时对电气设备进行全方位监控的问题，而提出一种综合式电气设备智能监控系统，包括无线物联网基站、云端服务器、用户终端和若干第一传感器节点与第二传感器节点；第一传感器节点与第二传感器节点采集监控范围内的电气设备运行状态信息和运行环境信息并上传给无线物联网基站，无线物联网基站连接本系统云端服务器并将采集到的数据转发给云端服务器。云端服务器接收并存储电气设备运行状态信息和运行环境信息并发送给用户终端，用户终端分析结果后将处理后出现的异常数据发送给远程报警单元，以使维护人员根据系统给出的相应报警详细信息及时做出处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及物联网技术领域，尤其是涉及一种综合式电气设备智能监控系统。
背景技术
长期以来，我国各地气候多样，局部环境随天气转变极快，同时由于变电站户外电气设备(端子箱、机构箱、箱变、环网柜等)本身结构，加上密封不严、密封条老化、封堵不规范等因素，使内部受潮、结露、箱体锈蚀等，易造成保护误发信号，电源短路、接地等问题，给电线路安全供电造成很多隐患，也给变电站运行人员带来诸多不便。高压系统的变压器柜、电容补偿柜、整流柜等部位，电缆接头、开关触点等位置，都有可能产生高温而导致火灾。变压器冷却系统发生故障或严重过载，补偿系统过补偿或自动调节器失灵、电容器老化，都是十分常见的；至于接头、触点日久接触不良则更普遍。在这些情况下，很容易因过热而着火甚至发生爆炸。
但是，目前并没有类似能够对单个电气设备进行运行状态和使用环境监测的设备。因此，现有的监控系统监控参数单一、不能实时对电气设备进行全方位监控。
实用新型内容
本实用新型针对现有电气设备监控系统存在监控参数单一、不能实时对电气设备进行全方位监控的问题，而提出一种综合式电气设备智能监控系统。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种综合式电气设备智能监控系统，包括无线物联网基站、云端服务器、用户终端、若干用于采集电气设备运行状态信息的第一传感器节点以及若干用于采集电气设备运行环境信息的第二传感器节点；
每个所述第一传感器节点均通过无线连接所述无线物联网基站，将采集监控范围内的电气设备运行状态信息无线传输至所述无线物联网基站；
每个所述第二传感器节点均通过无线连接所述无线物联网基站，将采集监控范围内的电气设备运行环境信息无线传输至所述无线物联网基站；
所述无线物联网基站连接所述云端服务器，将所述电气设备运行状态信息和运行环境信息发送到云端服务器；
所述云端服务器连接所述用户终端，接收、存储所述电气设备运行状态信息和运行环境信息，并将所述电气设备运行状态信息和运行环境信息发送给所述用户终端；
所述用户终端，用于接收、分析、处理所述电气设备运行状态信息和运行环境信息，并根据处理结果下达命令。
进一步，所述系统还包括远程报警单元，所述远程报警单元连接所述用户终端，用于将处理后出现的异常数据发送给远程报警单元，以使维护人员根据系统给出的相应报警详细信息及时做出处理。
进一步，所述远程报警单元为短信报警模块、微信报警模块、电话报警模块或邮件报警模块中的一种或多种。
进一步，所述系统还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏连接所述用户终端，所述触摸显示屏为矩阵液晶显示大屏，既能显示结果，又能通过屏幕进行操作查看,全方位监控各第一传感器节点与第二传感器节点。
进一步，所述第一传感器节点与第二传感器节点包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块和电源模块，
所述电源模块分别连接所述数据采集模块、数据处理模块和数据传输模；
所述数据采集模块、数据处理模块以及数据传输模块依次连接。
进一步，第一传感器节点的数据采集模块包括电压传感器、电流传感器和电量传感器；所述第二传感器节点的数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和摄像头。
进一步，所述数据处理模块采用芯片STM32F030F4；
所述数据传输模块采用Lora通信模块；
所述电源模块采用隔离开关电源模块隔离型降压供电或直流电池供电。
进一步，所述第一传感器节点与第二传感器节点均还包括现场报警单元和现场查询单元，所述现场报警单元和现场查询单元均连接所述数据处理模块，所述现场报警单元为声光报警器，以使维护人员现场及时发现异常，所述现场查询单元包括按键模块和显示器。
进一步，所述第一传感器节点与第二传感器节点均还包括指示灯模块，所述指示灯模块连接所述数据处理模块，用于提示各所述第一传感器节点与第二传感器节点的工作状态。
进一步，所述用户终端为计算机、远程终端、移动终端中的一种或多种。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本实用新型相较于现有技术，本实用新型通过各第一传感器节点与第二传感器节点实时采集记录各个监控区域内电气设备运行状态信息和运行环境信息，并与正常状态的数据比较而进行判定，进而可以实时的对电气设备进行监控和管理，进而确保电气设备的安全有效运行。
由于第一传感器节点能够集中采集电气设备的运行状态信息，监测电气设备使用情况，分析电气设备利用率，减少了不必要的能源浪费。同时，第二传感器节点能够采集电气设备的运行环境信息，监测电气设备的环境状态。本实用新型中的摄像头，在烟雾传感器检测到异常数据时，启动摄像头进行现场实时摄录，报警信息和摄像头拍摄的影像信息通过无线物联网基站进行发送。用户终端接收并转发报警信息和影像信息，触摸显示屏显示报警信息和影像信息。为管理部门应急处理提供辅助决策支持，实现远程火灾报警功能，为用户和消防管理部门提供准确高效的消防预警、报警联动和应急救援服务，有助于快速消除火灾隐患或火灾蔓延，同时也为远程防火提供技术支撑。该技术方案缓解了现有技术对火情判断的准确性低的技术问题，实现了对火情现场的实时监控，提高了对火情判断的准确性。
本实用新型能对电气设备实现温湿度、烟雾、电压、电流等全方位的在线监测和预警，有效的降低了各类事故的发生或避免灾情的扩大。同时结合云计算、大数据分析可指导预防性的维护、检修，杜绝潜在事故的发生，做到了真正的智能化在线监测。为变电站安全运行提供全面的在线数据决策及分析，极大地降低了故障率、减少了安全隐患，最大化地保障了电力系统户外设备的安全性，为社会、人民的安全供电增加了保险系数。
本实用新型摒弃传统的有线传输模式，采用无线传输使整个系统具有更高的灵活性，各第一传感器节点与第二传感器节点具有极强的独立性，使数据采集具有更大的适用性和可定制性；没有传统现场总线的限制，安装简单方便。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的综合式电气设备智能监控系统示意图；
图2为本实用新型实施例提供的第一传感器节点示意图；
图3为本实用新型实施例提供的第二传感器节点示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1：
本实施例中提供了一种综合式电气设备智能监控系统，如图1所示，包括无线物联网基站、云端服务器、用户终端、若干用于采集电气设备运行状态信息的第一传感器节点以及若干用于采集电气设备运行环境信息的第二传感器节点；所述无线物联网基站包括通信连接的Lora网关和5G通信模块；每个所述第一传感器节点均通过无线连接所述无线物联网基站，将采集监控范围内的电气设备运行状态信息无线传输至所述无线物联网基站；每个所述第二传感器节点均通过无线连接所述无线物联网基站，将采集监控范围内的电气设备运行环境信息无线传输至所述无线物联网基站；所述无线物联网基站连接所述云端服务器，将所述电气设备运行状态信息和运行环境信息发送到云端服务器；所述云端服务器连接所述用户终端，接收、存储所述电气设备运行状态信息和运行环境信息，并将所述电气设备运行状态信息和运行环境信息发送给所述用户终端；所述用户终端，用于接收、分析、处理所述电气设备运行状态信息和运行环境信息，并根据处理结果下达命令。
第一传感器节点与第二传感器节点采集监控范围内的电气设备运行状态信息和运行环境信息上传给无线物联网基站，无线物联网基站连接本系统云端服务器并将采集到的电气设备运行状态信息和运行环境信息转发给本系统云端服务器。云端服务器对电气设备运行状态信息和运行环境信息进行富氏算法整合、AI分析、主题处理，再将分析结果异构数据化发往相应用户终端，用户终端得到分析结果后会将处理后出现的异常数据发送给远程报警单元，以使应维护人员根据系统给出的相应报警详细信息及时做出处理。
上述技术方案利用移动互联网、物联网技术，云端服务器与用户终端相连接，实现了传统电气设备运行状态信息和运行环境信息采集单元在不同地域能实时处在监控之中，可以让管理人员随时、随地监控现场状况，且能实时全方位的监控电气设备运行和环境状态。本实用新型具有数据响应速度快、网络化及随时随地的移动监控等特点，提高了操作人员的安全性以及工作效率，为运维、故障预警和用户交互方面提供了强有力的支持，并且本系统具有广域网级别的覆盖，结构简单，系统部署和维护方便，成本低，可靠性高等优点。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
本实施例中，该监控系统还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏连接所述用户终端，所述触摸显示屏矩阵液晶显示器大屏，既能显示结果，又能通过屏幕进行操作查看,全方位监控地图上第一传感器节点与第二传感器节点设备,安装地方及部署地方，为操作人员提供良好的人机交互。
本实施例中，所述远程报警单元为短信报警模块、微信报警模块、电话报警模块或邮件报警模块中的一种或多种。报警后,产生联动效验,即时通知相关单位负责人,单位建筑管理负责人,通过邮件、电话、短信、微信等方式对应维护人员及多方进行推送,以达到多方多人监管措施,避免火灾及不可估算的损失。
如图2、图3所示，本实施例中，第一传感器节点与第二传感器节点均包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块和电源模块，所述电源模块分别连接所述数据采集模块、数据处理模块和数据传输模；所述数据采集模块、数据处理模块以及数据传输模块依次连接。
所述第一传感器节点的数据采集模块包括电压传感器、电流传感器和电量传感器；所述第二传感器节点的数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和摄像头。
电流传感器可采用HWCT(5A/5mA)微型精密电流互感器；温度传感器可采用热敏电阻；数据处理模块主芯片选择STM32F030F4，一方面采集并初步处理数据，另一方面运行组网协议；数据传输模块采用Lora通信模块。电源模块采用精密5V-700mA(3.5W)隔离开关电源模块隔离型降压供电或采用直流电池供电，STM32和LT8900芯片都采用了睡眠模式，能显著降低功耗。
本实施例中，第二传感器节点的摄像头连接所述数据处理模块。在温度传感器、烟雾传感器检测到异常数据时，启动摄像头进行现场实时摄录，报警信息和摄像头拍摄的影像信息通过无线物联网基站进行发送。用户终端接收并转发报警信息和影像信息，触摸显示屏显示报警信息和影像信息。该技术方案缓解了现有技术对火情判断的准确性低的技术问题，实现了对火情现场的实时监控，提高了对火情判断的准确性。
本实施例中，所述第一传感器节点与第二传感器节点采集通过LoRa网关连接5G通信,通过广域网连接云端服务器。所述局域网通过Internet接口站与互联网相连，所述互联网上连接有用户终端，所述用户终端包括工业计算机和移动设备，所述移动设备包括智能手机。通过云端服务器还可将现场设备的异常状态以预警的形式发送给智能手机，以便维护人员及时前去处理。
本实施例中，第一传感器节点与第二传感器节点均还包括现场报警单元和现场查询单元，所述现场报警单元和现场查询单元均连接所述数据处理模块，所述现场报警单元为声光报警器，以使维护人员现场及时发现异常，所述现场查询单元包括按键模块和显示器，以方便现场应维护人员查看报警信息并进行处理。
本实施例中，第一传感器节点与第二传感器节点均还包括指示灯模块，所述指示灯模块连接所述数据处理模块，用于提示所述第一传感器节点与第二传感器节点的工作状态。绿色表示正常工作，红色表示超出阈值，报警闪烁，黄色表示故障。
本实用新型的第一传感器节点与第二传感器节点均以Lora网关为介质,通过5G传输至云端服务器，并接入互联网交换数据和控制指令，通过5G网络上传数据至局域网；由计算机、远程终端、移动终端中的一种或多种组成用户终端，完成对各第一传感器节点与第二传感器节点的监视和管理工作，以监测各个分散在不同区域内的各电气设备的工作状况及工作环境，并根据终端设备上报信息及时做出应急反应及预案。
本实用新型的用户终端提供综合式电气设备运行及环境智能监控平台，包括数据采集处理层、数据协议解析层，面向用户业务应用软件平台，可通过PC端或移动端显示，后台管理与前端应用，基于用户设置阀值进行预分等级告警，当实时环境数据超出阀值时，将会显示按照告警等级进行区分。管理员可登陆所述后台管理，录入各第一传感器节点与第二传感器节点的基础数据，如型号、安装事件、当前第一传感器节点与第二传感器节点的消防管理员、责任人等信息，用户终端将实时把监控点、单位、建筑发送给相关责任人，及时发送给应急消防指挥中心，安装客户也可通过短信及微信推送至手机查看其综合式电气设备及单位、公司用电状态。
本实用新型的工作原理：该智能监控系统将第一传感器节点与第二传感器节点采集的监控范围内的电气设备运行状态信息和运行环境信息，通过无线物联网基站传输至云端服务器进行存储，并将电气设备运行状态信息和运行环境信息发送给用户终端进行分析、处理，当发现异常数据时，立即进行报警，从而使得电气设备运维人员能够实时监控电气设备运行状态和环境状态，有效地对进行监控和智能化管理。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种综合式电气设备智能监控系统，其特征在于，包括无线物联网基站、云端服务器、用户终端、若干用于采集电气设备运行状态信息的第一传感器节点以及若干用于采集电气设备运行环境信息的第二传感器节点；
每个所述第一传感器节点均通过无线连接所述无线物联网基站，将采集监控范围内的电气设备运行状态信息无线传输至所述无线物联网基站；
每个所述第二传感器节点均通过无线连接所述无线物联网基站，将采集监控范围内的电气设备运行环境信息无线传输至所述无线物联网基站；
所述无线物联网基站连接所述云端服务器，将所述电气设备运行状态信息和运行环境信息发送到云端服务器；
所述云端服务器连接所述用户终端，接收、存储所述电气设备运行状态信息和运行环境信息，并将所述电气设备运行状态信息和运行环境信息发送给所述用户终端；
所述用户终端，用于接收、分析、处理所述电气设备运行状态信息和运行环境信息，并根据处理结果下达命令。
2.根据权利要求1所述的综合式电气设备智能监控系统，其特征在于，所述系统还包括远程报警单元，所述远程报警单元连接所述用户终端，用于将处理后出现的异常数据发送给远程报警单元，以使维护人员根据系统给出的相应报警信息及时做出处理。
3.根据权利要求2所述的综合式电气设备智能监控系统，其特征在于，所述远程报警单元为短信报警模块、微信报警模块、电话报警模块或邮件报警模块中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的综合式电气设备智能监控系统，其特征在于，所述系统还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏连接所述用户终端，所述触摸显示屏为矩阵液晶显示大屏，既能显示结果，又能通过屏幕进行操作查看,全方位监控各第一传感器节点与第二传感器节点。
5.根据权利要求1所述的综合式电气设备智能监控系统，其特征在于，所述第一传感器节点与第二传感器节点均包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块和电源模块，
所述电源模块分别连接所述数据采集模块、数据处理模块和数据传输模；
所述数据采集模块、数据处理模块以及数据传输模块依次连接。
6.根据权利要求5所述的综合式电气设备智能监控系统，其特征在于，所述第一传感器节点的数据采集模块包括电压传感器、电流传感器和电量传感器；所述第二传感器节点的数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和摄像头。
7.根据权利要求5所述的综合式电气设备智能监控系统，其特征在于，所述数据处理模块采用芯片STM32F030F4；
所述数据传输模块采用Lora通信模块；
所述电源模块采用隔离开关电源模块隔离型降压供电或直流电池供电。
8.根据权利要求5所述的综合式电气设备智能监控系统，其特征在于，所述第一传感器节点与第二传感器节点均还包括现场报警单元和现场查询单元，所述现场报警单元和现场查询单元均连接所述数据处理模块，所述现场报警单元为声光报警器，以使维护人员现场及时发现异常，所述现场查询单元包括按键模块和显示器。
9.根据权利要求8所述的综合式电气设备智能监控系统，其特征在于，第一传感器节点与第二传感器节点均还包括指示灯模块，所述指示灯模块连接所述数据处理模块，用于提示各所述第一传感器节点与第二传感器节点的工作状态。
10.根据权利要求1所述的综合式电气设备智能监控系统，其特征在于，所述用户终端为计算机、远程终端、移动终端中的一种或多种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A comprehensive intelligent monitoring system for electrical equipment Granted publication date: 20210413 Pledgee: Guanggu Branch of Wuhan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Secondary vocational Internet of things (Hubei) Information Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980018981 |