CN214046010U - 一种基于LoRa技术的设备在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于LoRa技术的设备在线监测系统，包括数据采集模块、LoRa自组网数据采集接收模块和集中控制单元，数据采集模块包括烟雾采集模块、触头温度数据采集模块、数字电表模块和摄像数据采集模块，且各监测模块之间均为独立设置，LoRa自组网数据采集接收模块的内部设有LoRa网络集中控制器，LoRa自组网数据采集接收模块内还设有LoRa终端模块，LoRa自组网数据采集接收模块通过导线连接有集中控制单元，集中控制单元与LoRa自组网数据采集接收模块通过导线进行电性连接。本实用新型通过设有的LoRa终端模块，来实现对触头温度采集模块、烟雾采集模块、数字电表模块、摄像数据采集模块的连接。

Description

一种基于LoRa技术的设备在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种在线监控设备技术领域，具体为一种基于LoRa技术的设备在线监测系统。

背景技术

在线监测系统（WQMS）是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测体系。

目前，现有的变电站综合自动化系统都是通过有线的网络进行信号的采集、传输和发送，而且变电站设备杂多、信号繁多，这个给综合布线及检查维修带来不便，工程量大，维护费用高。随着无线通信技术的发展和无线设备的成熟，可以采用无线网络进行相关信息的快速采集和高效传输来解决上述安全问题。且现有市场上的无线产品基本都是基于Zigbee无线技术，星型网络拓扑结构搭建复杂，且传输距离近。因此我们对此做出改进，提出一种基于LoRa技术的设备在线监测系统。

实用新型内容

为解决现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种基于LoRa技术的设备在线监测系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种基于LoRa技术的设备在线监测系统，包括数据采集模块、LoRa自组网数据采集接收模块和集中控制单元，所述数据采集模块包括烟雾采集模块、触头温度数据采集模块、数字电表模块和摄像数据采集模块，且各监测模块之间均为独立设置，所述数据采集模块通过设有的导线与LoRa自组网数据采集接收模块进行电性连接，所述LoRa自组网数据采集接收模块的内部设有LoRa网络集中控制器，所述LoRa网络集中控制器固定设置于LoRa自组网数据采集接收模块内，所述LoRa自组网数据采集接收模块内还设有LoRa终端模块，所述LoRa终端模块与LoRa网络集中控制器通过设有的导线进行电性连接，所述LoRa自组网数据采集接收模块通过导线连接有集中控制单元，所述集中控制单元与LoRa自组网数据采集接收模块通过导线进行电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述集中控制单元通过设有的导线与主界面监控系统进行电性连接，所述集中控制单元通过导线还与环境监测模块进行电性连接，所述环境监测模块的内部包括环境温湿度采集模块、变压器油温采集模块和电压、电流采集模块。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述环境监测模块通过导线与报警模块进行电性连接，所述报警模块通过设有的导线与语音模块进行电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述集中控制单元通过设有的导线还与电能分析模块进行电性连接，所述电能分析模块内设有能量分配单元，所述电能分析模块的内部还设有储能单元，所述能量分配单元和储能单元通过设有的导线与电能分析模块进行电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述集中控制单元通过设有的导线还与通讯模块进行电性连接，所述通讯模块的内部设有红外线通讯模块。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述通讯模块的内部还设有4G、5G通讯模块和RS485、R323通讯模块，所述4G、5G通讯模块和RS485、R323通讯模块通过设有的导线与通讯模块进行电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述LoRa网络集中控制器内设有人机交互接口和数据应用服务模块，所述人机交互接口和数据应用服务模块固定设置于LoRa网络集中控制器的内部。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述LoRa网络集中控制器内还设有LoRa网络管理服务模块和LoRa网关节点，所述LoRa网络管理服务模块和LoRa网关节点固定设置于LoRa网络集中控制器的内部，所述LoRa终端模块与LoRa网关节点进行电性连接。

本实用新型的有益效果是：该种基于LoRa技术的设备在线监测系统，通过设有的主界面控制系统，使得视窗界面十分美观、清晰、各种状态一目了然，动态模拟显示环境系统各种数据参数的实时曲线图，且该设备采用双总线结构，向下连接各种传感器，向上可通过先进网络架构连接上位机信息交互平台，成功的将变电站内的各种信息参数通过无线自组网传到数据接收控制端，解决了人工抄表的费用成本，而且该设备采用多元化报警系统，使得用户的操作具有安全性和可靠性，通过无线监控系统，综合了传感器、嵌入式计算、分布式信息处理和无线通信等多种技术，能够相互协作地实时检测、感知和采集各种对象信息，并对其数据进行处理，采用先进的LoRa无线自组网技术，利用其联网速度快，用户无需关心LoRa/LoRaWAN无线网络的具体构建过程，只需调用LoRa自组网提供的标准接口既可快速生成自己的无线应用解决方案，拥有快捷方便的红外在线升级本系统，升级完成后重启系统切换运行程序；通过手机机APP直接连接该设备数据查看功能，故障分析，主动上报故障事件等功能，有效的数据传输存储模块--4G或者5G模块，可实现对下端终端感知设备数据上传，也可本地存储卡存储数据，存储卡实时保留本月采集数据，擦写原来数据，节约能源，对整个线路用电设备用电量进行分析，在负荷小固定时间段进行数据储能，然后在用电高峰期进行释放。并且具有能量分配功能，对负荷比较大的线路进行切换到负荷小的线路。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1是本实用新型一种基于LoRa技术的设备在线监测系统的系统结构示意图。

图2是本实用新型一种基于LoRa技术的设备在线监测系统的LoRa网络集中控制器系统结构示意图。

图中：1、数据采集模块；2、LoRa自组网数据采集接收模块；3、LoRa网络集中控制器；4、LoRa终端模块；5、集中控制单元；6、主界面监控系统；7、环境监测模块；8、报警模块；9、语音模块；10、电能分析模块；11、能量分配单元；12、储能单元；13、通讯模块；14、红外线通讯模块；15、4G、5G通讯模块；16、RS485、R323通讯模块；17、人机交互接口；18、数据应用服务模块；19、LoRa网络管理服务模块；20、LoRa网关节点。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：如图1和图2所示，本实用新型一种基于LoRa技术的设备在线监测系统，包括数据采集模块1、LoRa自组网数据采集接收模块2和集中控制单元5，数据采集模块1包括烟雾采集模块、触头温度数据采集模块、数字电表模块和摄像数据采集模块，且各监测模块之间均为独立设置，数据采集模块1通过设有的导线与LoRa自组网数据采集接收模块2进行电性连接，LoRa自组网数据采集接收模块2的内部设有LoRa网络集中控制器3，LoRa网络集中控制器3固定设置于LoRa自组网数据采集接收模块2内，LoRa自组网数据采集接收模块2内还设有LoRa终端模块4，LoRa终端模块4与LoRa网络集中控制器3通过设有的导线进行电性连接，LoRa自组网数据采集接收模块2通过导线连接有集中控制单元5，集中控制单元5与LoRa自组网数据采集接收模块2通过导线进行电性连接，通过设有的LoRa终端模块4，来实现对触头温度采集模块、烟雾采集模块、数字电表模块、摄像数据采集模块的连接。

其中，集中控制单元5通过设有的导线与主界面监控系统6进行电性连接，集中控制单元5通过导线还与环境监测模块7进行电性连接，环境监测模块7的内部包括环境温湿度采集模块、变压器油温采集模块和电压、电流采集模块，通过集中控制单元5，来实现对整体监测系统的智能控制。

其中，环境监测模块7通过导线与报警模块8进行电性连接，报警模块8通过设有的导线与语音模块9进行电性连接，通过设有的报警模块8和语音模块9，当现场的接头温度和湿度上升速度过快时，温度传感器会立即主动上报紧急告警信息到主界面监控系统6，由系统给出声报警并发出短信，通知运行值班人员处理。

其中，集中控制单元5通过设有的导线还与电能分析模块10进行电性连接，电能分析模块10内设有能量分配单元11，电能分析模块10的内部还设有储能单元12，能量分配单元11和储能单元12通过设有的导线与电能分析模块10进行电性连接，通过设有的电能分析模块10，配合能量分配单元11和储能单元12来实现对能量的合理分配和存储。

其中，集中控制单元5通过设有的导线还与通讯模块13进行电性连接，通讯模块13的内部设有红外线通讯模块14，通过设有的红外线通讯模块14，来实现设备的无限通讯功能，降低成本，提高数据传输质量。

其中，通讯模块13的内部还设有4G、5G通讯模块15和RS485、R323通讯模块16，4G、5G通讯模块15和RS485、R323通讯模块16通过设有的导线与通讯模块13进行电性连接，通过设有的4G、5G通讯模块15和RS485、R323通讯模块16，来提升数据传输途径的广泛性，增加数据传输的准确性。

其中，LoRa网络集中控制器3内设有人机交互接口17和数据应用服务模块18，人机交互接口17和数据应用服务模块18固定设置于LoRa网络集中控制器3的内部，通过设有的数据应用服务模块18，配合LoRa网络管理服务模块19，实现将数据传输到通讯集中处理器，对其进行数据存储分析。

其中，LoRa网络集中控制器3内还设有LoRa网络管理服务模块19和LoRa网关节点20，LoRa网络管理服务模块19和LoRa网关节点20固定设置于LoRa网络集中控制器3的内部，LoRa终端模块4与LoRa网关节点20进行电性连接，通过LoRa网络管理服务模块19，配合数据应用服务模块18，实现将数据传输到通讯集中处理器，对其进行数据存储分析。

工作时，LoRa终端模块4用于连接触头温度采集模块、烟雾采集模块、数字电表模块、摄像数据采集模块。LoRa网关节点20在LoRa自组网数据采集接收模块2中作为数传模块，负责将触头温度采集模块、烟雾采集模块、数字电表模块、摄像数据采集模块采集到的数据转换成无线数据通过LoRa无线传感网返回数据给网关节点，网关节点通过LoRa网络管理服务模块19和用户数据应用服务模块18把数据传输到通讯集中处理器，对其进行数据存储分析；LoRa模块是扩大LoRa无线传感网的重要部分，LoRa模块承担着数据路由功能，这样的LoRa无线传感网可以满足用户终端规模很大，或者是用户终端之间的距离相当远，这种模式使用可以使得组网规模大幅度扩大LoRa终端模块4之间相互组网，LoRa终端模块4的上级连接点也可以是LoRa终端模块4，作为LoRa终端模块4，多个LoRa终端模块4的使用，可以增加多个独立的网络，降低整网的复杂性，增加无线组网的组网规模，这样的连接方式适用在用户终端比较分散，距离间隔比较长的台区，可以使得零散的用户终端模块组在一张无线拓扑网络里，同个网络有多个独立的子网络，互不干扰，独立工作，触头温度传感器，能够监测断路器6点、母线排3点及电缆出线3点发热点的温度，并对采集盒的电池电压实时上报到主界面监控系统6进行显示、存储和越上下限预报警处理。当现场的接头温度和湿度上升速度过快时，温度传感器会立即主动上报紧急告警信息到主界面监控系统6，由系统给出声报警并发出短信，通知运行值班人员处理。

最后应说明的是：在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于LoRa技术的设备在线监测系统，包括数据采集模块（1）、LoRa自组网数据采集接收模块（2）和集中控制单元（5），其特征在于，所述数据采集模块（1）包括烟雾采集模块、触头温度数据采集模块、数字电表模块和摄像数据采集模块，且各监测模块之间均为独立设置，所述数据采集模块（1）通过设有的导线与LoRa自组网数据采集接收模块（2）进行电性连接，所述LoRa自组网数据采集接收模块（2）的内部设有LoRa网络集中控制器（3），所述LoRa网络集中控制器（3）固定设置于LoRa自组网数据采集接收模块（2）内，所述LoRa自组网数据采集接收模块（2）内还设有LoRa终端模块（4），所述LoRa终端模块（4）与LoRa网络集中控制器（3）通过设有的导线进行电性连接，所述LoRa自组网数据采集接收模块（2）通过导线连接有集中控制单元（5），所述集中控制单元（5）与LoRa自组网数据采集接收模块（2）通过导线进行电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的设备在线监测系统，其特征在于，所述集中控制单元（5）通过设有的导线与主界面监控系统（6）进行电性连接，所述集中控制单元（5）通过导线还与环境监测模块（7）进行电性连接，所述环境监测模块（7）的内部包括环境温湿度采集模块、变压器油温采集模块和电压、电流采集模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于LoRa技术的设备在线监测系统，其特征在于，所述环境监测模块（7）通过导线与报警模块（8）进行电性连接，所述报警模块（8）通过设有的导线与语音模块（9）进行电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的设备在线监测系统，其特征在于，所述集中控制单元（5）通过设有的导线还与电能分析模块（10）进行电性连接，所述电能分析模块（10）内设有能量分配单元（11），所述电能分析模块（10）的内部还设有储能单元（12），所述能量分配单元（11）和储能单元（12）通过设有的导线与电能分析模块（10）进行电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的设备在线监测系统，其特征在于，所述集中控制单元（5）通过设有的导线还与通讯模块（13）进行电性连接，所述通讯模块（13）的内部设有红外线通讯模块（14）。

6.根据权利要求5所述的一种基于LoRa技术的设备在线监测系统，其特征在于，所述通讯模块（13）的内部还设有4G、5G通讯模块（15）和RS485、R323通讯模块（16），所述4G、5G通讯模块（15）和RS485、R323通讯模块（16）通过设有的导线与通讯模块（13）进行电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的设备在线监测系统，其特征在于，所述LoRa网络集中控制器（3）内设有人机交互接口（17）和数据应用服务模块（18），所述人机交互接口（17）和数据应用服务模块（18）固定设置于LoRa网络集中控制器（3）的内部。

8.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的设备在线监测系统，其特征在于，所述LoRa网络集中控制器（3）内还设有LoRa网络管理服务模块（19）和LoRa网关节点（20），所述LoRa网络管理服务模块（19）和LoRa网关节点（20）固定设置于LoRa网络集中控制器（3）的内部，所述LoRa终端模块（4）与LoRa网关节点（20）进行电性连接。

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