CN216206603U - 一种电力电缆沟槽环境数据监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电力电缆沟槽环境数据监测装置，属于电力自动化技术领域，包括主机模块和设置在电力电缆沟槽内的从机模块，从机模块包括：核心控制器、温湿度传感器、图像采集装置、红外传感器和从机无线通讯模块；主机模块包括：核心处理器、主机无线通讯模块、显示屏、储存器和无线传输模块。本实用新型能够有效地降低电力电缆设备故障的发生，增加了电力电缆沟槽内设备的使用寿命。

Description

一种电力电缆沟槽环境数据监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种电力电缆沟槽环境数据监测装置，属于电力自动化技术领域。

背景技术

随着国家经济的快速发展，国家对电力基础设施的投入也在逐年增加，电力电缆的长度和总量都在迅速增加，与电力相关的技术也在不断发展，物联网不断出现新技术，并且越来越成熟，物联网产业融合不断达到新的高峰。规模庞大的电力电缆网络，分布众多，环境复杂，多采用人工定期巡检的方式对电缆的运行状况进行抽查和检修，特别是在高温环境、满负荷生产情况时，既费时费力，人工巡检也容易存在懈怠的状况从而导致许多电缆绝缘缺陷和潜在火灾隐患等情况无法及时发现，无法保证电力电缆的安全运行。随着电力设备的快速发展和电力负荷的急剧增加，电力设备的运行维护面临着巨大的压力，仅靠增加工作人员的方式已经不现实，不仅耽误生产活动，甚至可能造成人员伤亡，产生严重的生产事故，因此急需进行改进。

实用新型内容

为了克服现有的电力电缆沟槽人工巡检费时费力、存在安全隐患等的缺点，本实用新型设计了一种电力电缆沟槽环境数据监测装置，其能够有效地降低电力电缆设备故障的发生，增加了电力电缆沟槽内设备的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电力电缆沟槽环境数据监测装置，包括主机模块和设置在电力电缆沟槽内的从机模块，从机模块包括核心控制器以及与所述核心控制器电连接的采集模块和从机无线通讯模块，所述采集模块包括温湿度传感器、图像采集装置、红外传感器；所述温湿度传感器用于采集检测电力电缆沟槽内的温度和湿度数据并传输至核心控制器；所述图像采集装置用于采集电力电缆沟槽内的影像数据并传输至核心控制器；所述红外传感器用于检测电力电缆沟槽内的活物数据并传输至核心控制器；所述从机无线通讯模块用于与主机模块通讯连接，上传采集模块收集的电力电缆沟槽环境数据至主机模块；主机模块包括核心处理器以及与所述核心处理器电连接的主机无线通讯模块、人机交互模块、存储器和无线传输模块；所述主机无线通讯模块用于与从机无线通讯模块进行数据交互；所述人机交互模块用于进行人机交互；所述存储器用于存储从机模块上传的电力电缆沟槽环境数据；所述无线传输模块用于外接上位机，接收上位机的控制指令。

进一步地，从机模块还包括若干个数字信号接口和若干个模拟信号接口。

进一步地，所述人机交互模块包括键盘和显示屏，所述键盘输入控制指令，所述显示屏用于显示电力电缆沟槽环境数据。

进一步地，从机模块还包括：控制按键：与核心控制器电连接，用于设定核心控制器的参数。

进一步地，主机无线通讯模块和从机无线通讯模块均为LORA模块，LORA模块采用SX1278为核心LORA芯片。

进一步地，核心处理器为ARM Cortex-A72。

进一步地，核心控制器为STM32F103型ARM芯片。

进一步地，无线传输模块的芯片型号为RN171。

与现有技术相比本实用新型有以下特点和有益效果：

本实用新型通过在电力电缆沟槽内设置从机模块，利用从机模块检测电力电缆沟槽内的工作环境状态，有效杜绝了人工筛查容易出现漏查、倦怠等情况；同时设置主机模块接收从机模块检测到的数据，并将数据上传到上位机，利用上位机设置好的程序对从机检测到的数据进行大数据算法计算与处理，给出大数据预测，并将该结果返回到从机，以便对故障位置进行定位，方便电力工业生产的调整和维护，增加电力电缆沟槽内设备的使用寿命，避免故障发生，降低损失。

附图说明

图1是本实用新型的拓扑结果示意图；

图2是本实用新型的主机正面示意图；

图3是本实用新型的从机正面示意图；

图4为本实用新型的工作原理示意图。

其中附图标记为：1、主机模块；2、从机模块；3、核心处理器；4、键盘；5、显示屏；6、储存器；7、无线传输模块；8、主机无线通讯模块；9、控制按键；10、温湿度传感器；11、图像采集装置；12、从机无线通讯模块；13、核心控制器；14、红外传感器；15、数字信号接口；16、模拟信号接口。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行更详细的描述。

如图1至4所示，本实施例的电力电缆沟槽环境数据监测装置，包括至少一台主机模块1和设置在电力电缆沟槽内的若干从机模块2，从机模块2包括若干个数字信号接口15和若干个模拟信号接口16，数字信号接口15和模拟信号接口16可实现现场改写与重新配置，方便根据实际工业生产进行灵活使用，从机模块2还包括：

核心控制器13：用于处理数据；

控制按键9：与核心控制器13电连接，用于设定核心控制器13的参数；

温湿度传感器10：与核心控制器13电连接，用于采集检测电力电缆沟槽内的温度和湿度数据并传输至核心控制器13；

图像采集装置11：与核心控制器13电连接，用于采集电力电缆沟槽内的影像数据并传输至核心控制器13；

红外传感器14：与核心控制器13电连接，用于检测电力电缆沟槽内的活物数据并传输至核心控制器13；

从机无线通讯模块12：与核心控制器13电连接，用于与主机模块1通讯连接，将从温湿度传感器10、图像采集装置11和红外传感器14采集到的数据经核心控制器13处理后得到的电力电缆沟槽环境数据传输给主机模块1；温湿度传感器10、图像采集装置11、红外传感器14共同构成采集模块，用于采集电力电缆沟槽内的环境数据；

主机模块1包括：

核心处理器3：用于处理数据；

主机无线通讯模块8：与核心处理器3电连接，用于与从机模块2进行数据交互；

显示屏5：与核心处理器3电连接，用于显示来自从机模块2的电力电缆沟槽环境数据；

键盘按键4：与核心处理器3电连接，与显示屏5共同构成人机交互模块，操作人员通过键盘按键4可输入相应的控制参数，通过显示屏5可观察电力电缆沟槽内的具体情况，便于及时处理电力电缆沟槽内发生的意外情况；

储存器6：与核心处理器3电连接，用于储存来自从机模块2的电力电缆沟槽环境数据；

无线传输模块7：与核心处理器3电连接，用于外接上位机，接收上位机的控制指令。

进一步地，主机无线通讯模块8和从机无线通讯模块12均为LORA模块，LORA模块采用SX1278为核心LORA芯片，高灵敏度与集成的+20dBm功率放大器相结合，可提供超长距离扩频通信和高抗干扰性，同时将电流消耗降至最低。

进一步地，核心处理器3为ARM Cortex-A72，ARM Cortex-A72性能高，功耗低。

进一步地，核心控制器13为STM32F103型ARM芯片，优点为性能高、成本低、功耗低。

进一步地，无线传输模块7的芯片型号为RN171。

特别的，本实施例的主机模块1和从机模块2均通过太阳能清洁能源供电，降低使用成本；

本实施例的温湿度传感器10具有防尘、防水功能，可应用于温度-20～60℃，湿度0～100％RH的环境，温度精度±0.2摄氏度，湿度精度±1％，具有LORA通信方式，采用RTU协议传输，能根据设置的参数自动组网，可设置温湿度报警阈值；

本实施例的红外传感器14具有防尘、防水功能，可应用于温度-20～60℃，湿度0～100％RH的环境，具有低功耗、不发任何类型的辐射的优点，可用于探测老鼠等动物的出现，该红外传感器14可将红外信息转换为数字信号，主要参数有：灵敏度阀值达110uV；

本实施例的图像采集装置11采集图像大小为200W像素点，具有自动调节亮度的功能，对光线不足情况下补光；

本实施例的主机模块1安装在室内，从机模块2安装在电力电缆沟槽内。

本实用新型的工作原理：工作时，从机模块2中的温湿度传感器10、图像采集装置11和红外传感器14将采集到的数据传输到核心控制器13，核心控制器13通过从机无线通讯模块12将采集到的数据传输到主机模块1，主机模块1接收到来自从机模块2的数据后将数据存放在储存器6内，然后通过无线传输模块7上传到上位机，如云端平台或PC电脑，上位机利用预先设置的程序对接收到的数据进行大数据计算和处理，分析所针对的工业设备的使用情况，必要时提出适当的预警信号，然后将处理后的结果信息传回到主机模块1，并在显示屏5上进行显示；还可以通过上位机的编程平台，对从机模块2所需的功能重新定义规划，并将编译后的文件通过网络下发至从机模块2进行现场匹配，通过上位机的操作，使主机模块1对从机模块2的数字信号接口15和模拟信号接口16进行自由配置，将输出和采集的结果重新定义，并按要求设置阈值，实时回传结果至上位机。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种电力电缆沟槽环境数据监测装置，其特征在于：包括主机模块(1)和设置在电力电缆沟槽内的从机模块(2)，从机模块(2)包括核心控制器(13)以及与所述核心控制器(13)电连接的采集模块和从机无线通讯模块(12)，所述采集模块包括温湿度传感器(10)、图像采集装置(11)、红外传感器(14)；所述温湿度传感器(10)用于采集检测电力电缆沟槽内的温度和湿度数据并传输至核心控制器(13)；所述图像采集装置(11)用于采集电力电缆沟槽内的影像数据并传输至核心控制器(13)；所述红外传感器(14)用于检测电力电缆沟槽内的活物数据并传输至核心控制器(13)；所述从机无线通讯模块(12)用于与主机模块(1)通讯连接，上传采集模块收集的电力电缆沟槽环境数据至主机模块(1)；

主机模块(1)包括核心处理器(3)以及与所述核心处理器(3)电连接的主机无线通讯模块(8)、人机交互模块、储存器(6)和无线传输模块(7)；所述主机无线通讯模块(8)用于与从机无线通讯模块(12)进行数据交互；所述人机交互模块用于进行人机交互；所述储存器(6)用于存储从机模块(2)上传的电力电缆沟槽环境数据；所述无线传输模块(7)用于外接上位机，接收上位机的控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种电力电缆沟槽环境数据监测装置，其特征在于：从机模块(2)还包括若干个数字信号接口(15)和若干个模拟信号接口(16)。

3.根据权利要求1所述的一种电力电缆沟槽环境数据监测装置，其特征在于：所述人机交互模块包括键盘(4)和显示屏(5)，所述键盘(4)输入控制指令，所述显示屏(5)用于显示电力电缆沟槽环境数据。

4.根据权利要求1所述的一种电力电缆沟槽环境数据监测装置，其特征在于：从机模块(2)还包括：控制按键(9)：与核心控制器(13)电连接，用于设定核心控制器(13)的参数。

5.根据权利要求1所述的一种电力电缆沟槽环境数据监测装置，其特征在于：主机无线通讯模块(8)和从机无线通讯模块(12)均为LORA模块，LORA模块采用SX1278为核心LORA芯片。

6.根据权利要求1所述的一种电力电缆沟槽环境数据监测装置，其特征在于：核心处理器(3)为ARM Cortex-A72。

7.根据权利要求1所述的一种电力电缆沟槽环境数据监测装置，其特征在于：核心控制器(13)为STM32F103型ARM芯片。

8.根据权利要求1所述的一种电力电缆沟槽环境数据监测装置，其特征在于：无线传输模块(7)的芯片型号为RN171。

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