應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊的製作方法
2023-06-11 04:18:56 2
應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊，包括無線網絡平臺以及在平臺上建立的數據採集單元和預警定位單元，所述無線網絡平臺包括由多個數據存儲器構成的多層資料庫，所述數據採集單元包括探測器與控制器，所述預警定位單元包括載波信號發送器、數據寄存器和數據編碼器，所述預警定位單元與所述控制器一一對應，所述控制器包括單片機晶片。本實用新型不僅能夠有效地採集電纜井數據並加以匯總，還可以實現預警的尋址定位功能，簡便易行、高效準確，具有很好的應用前景。
【專利說明】應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電纜井預警數據採集【技術領域】，尤其涉及應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊。
【背景技術】
[0002]電纜井是電力系統中與人們生產、生活息息相關的節點，承擔著巨大和不可替代的作用。電纜井內空間狹窄電纜分布密集，電纜情況複雜，容易存在多種安全隱患，而且由於位置比較隱蔽，一旦出現故障不容易被發現，將造成更嚴重後果，所以，當前的防範措置研究方向是通過監測系統監測電力電纜的各種運行數據與環境數據，然後將所得到的實時監測值與設定報警值比較，從而判斷並及時發現安全隱患。
[0003]申請號為201020632038.8的中國專利涉及一種結構簡單，使用方便的智能電纜溝、井在線監測系統。它包括安裝在電纜溝或電纜井中的電纜，在電纜各接頭的兩側設有接頭局部放電測量單元，接頭局部放電測量單元與信號採集單元連接，信號採集單元通過光纖與上位機連接；同時在電纜上還設有分布式光纖測溫裝置，該裝置與溫度顯示模塊連接，溫度顯示模塊與上位機連接；在電纜溝或電纜井的出口處電纜設有接地電流測量單元，該單元通過光纖與上位機連接；在電纜溝或電纜井中還設有電纜運行環境參數監測裝置，該裝置與上位機連接。
[0004]申請號為201220472310.X的中國專利設計了一種智能建築電纜井電氣火災監控系統，包括探測器、監控設備和總線，該探測器和監控設備與總線連接，其中探測器包括溫度探測器、煙霧探測器、剩餘電流電量探測器；監控設備包括溫度信號監控裝置、煙霧信號監控裝置、剩餘電流電量信號監控裝置；所述溫度信號監控裝置、煙霧信號監控裝置、剩餘電流電量信號監控裝置上分別設有自動報警功能的手機模塊。本實用新型具有防範措施強、能有效的對電纜豎井火災預警、報警等優點。本實用新型通過探測器部分對被監測物的溫度信號、煙霧信號、剩餘電流信號進行採集傳輸給監控部分，由監控部分對溫度信號、煙霧信號、剩餘電流信號進行分析判斷對超標信號提出報警，並對數據進行顯示、存儲和列印。
[0005]然而，上述對比文件中，電纜井的安全運行監控功能並不完善，監測參數比較單一，數據集中與傳遞不方便，所以需要一種簡便易行、高效準確的電纜井預警數據採集與傳遞模塊。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在於解決上述技術問題，提供應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊，不僅能夠有效地採集電纜井數據並加以匯總，還可以實現預警的尋址定位功能，簡便易行、高效準確，具有很好的應用前景。
[0007]為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是:應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊，包括無線網絡平臺以及在平臺上建立的數據採集單元和預警定位單元，所述無線網絡平臺包括由多個數據存儲器構成的多層資料庫，所述數據採集單元包括探測器與控制器，所述預警定位單元包括載波信號發送器、數據寄存器和數據編碼器，所述預警定位單元與所述控制器一一對應，所述控制器包括單片機晶片。
[0008]所述探測器與所述控制器連接，所述控制器包括數據集中器與雙向網絡接口。
[0009]所述無線網絡平臺包括CDMA數傳網絡，所述數據集中器分布於所述CDMA數傳網絡上。
[0010]所述無線網絡平臺包括GSM數傳網絡，所述數據集中器分布於所述GSM數傳網絡上。
[0011]所述探測器包括分布於電纜井中的環境溫度探測器以及安裝於電纜接頭處的線芯溫度探測器。
[0012]所述預警定位單元包括狀態巡檢單元與預警篩查單元。
[0013]目前國內主要開展的研究包括電纜井溫度水位在線監測預警、電纜溝道綜合狀態監控、電纜綜合在線監測及預警等等，在形式上主要以有線光纖為主，監測項目通常為電纜接頭溫度或溝井可燃氣體監測，不能綜合監測電纜溝井內多項綜合環境因素，並存在有線監測安裝範圍局限(只在一條線路內)，不能適應電纜多分布監測的需要，投資大，施工難強度大。並對於監測的數據不能分析處理儲存，不能預測預警，為有效地評估預測安排相應檢修工作帶來困難，建設自組網絡，研發新綜合監測系統及可靠地數據收發、分析管理評估預測尤為重要。
[0014]無線網絡平臺是本實用新型方案的應用基礎，CDMA和GSM均是目前已經應用成熟與穩定的2G通信的主流制式，在通話質量上，CDMA的通話質量要高於GSM，在相同環境下語音通信，CDMA的雜音要比GSM小很多，在手機輻射上，CDMA採用了出色的功率控制技術，也要比GSM小；然而，GSM在信號傳輸的穩定性上，採用時分多址的數字移動通信模式，在應用範圍以及簡單的簡訊傳輸上，在成本與應用範圍上均具有優勢，所以在本實用新型中應根據電纜井的具體情況，擇優選取。
[0015]本系統建立數據採集單元的拓撲網絡連接，實現了網絡數據模塊的自組網，探測器作為無線網組成的細胞單元，也是無線網數據採集、監控、定位所作用的基礎單元，尤其是在數據採集監控中，可以依託網絡在資料庫中建立電纜井的實際點位圖，在檢測發生故障時，可以由預警定位單元實施定位。
[0016]控制器中的數據集中器是將探測器的採集數據信息進行匯集，並經雙向網絡接口傳輸，雙向網絡通信接口，接口包括數據適配器，具備連接數據源，實現導入、導出功能，安全認證功能、加密解密功能、數據傳輸功能，數據適配器連接伺服器的編程接口數據總線作為數據收發/轉發的網關，專門負責整個網絡環境下的數據傳遞。數據源通過適配器將源數據發送到總線上，總線根據數據轉換規約將源數據轉換成目的數據，目的子系統則通過數據適配器到總線上獲取已轉換好的目的數據。由於是網絡通信連接，處理器可以將採集監控的數據與分析方案的數據整合為各自的通用型報表，其過程在於用靈活方便的報表定義，並能提取不同數據源的數據，經清洗、加工、布局後，以預定的格式呈現給最終用戶，即管理及維修工作人員。無線網絡平臺也可以作為一個無線傳輸媒介，配合電力系統所原有的GIS軟體平臺，實現點位圖的生成與定位，在探測器檢測到報警信號時，預警定位單元將點位地址信息打包，並啟動與其無線連接的載波信號發送器提取定位模塊在數據寄存器中的信息，並經數據編碼器進行解碼從而找出故障點位的準確位置。
[0017]預警定位單元包括狀態巡檢單元與預警篩查單元，分別執行狀態輪巡機制與預警篩查機制，其中，狀態輪巡機制為平臺整體運行正常，以及保障終端裝置運行正常，系統採用可以調節周期的輪巡手段，管理人員可以按照要求(季節、氣候、大氣、環境、運行條件等)制定隊列，採用定時或者周期循環的方式進行自動巡檢。運行維護人員也可以在特定的時間段進行巡視；預警篩查機制制定告警閥值指標，根據告警類型和告警級別制定相應的上下限，保證能夠在發現異常或隱患時及時告警，及時方便篩查、有法可依，有據可查。用戶自定義設定閥值，系統在輪巡時，可以根據這些過濾條件有選擇地排查異常或隱患，並報告告警事件，平臺實現告警誤報處理、系統運維誤報處理，只要是誤報，都作為緊急事件加以處理，在減少誤報警的同時，減少漏報警，大大提高系統可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型系統實施例一結構示意圖。
[0019]圖2是本實用新型系統實施例一結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]實施例一
[0021]如圖1所示，應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊，包括無線網絡平臺1以及在平臺上建立的數據採集單元2和預警定位單元3，無線網絡平臺包括由多個數據存儲器構成的多層資料庫4，數據採集單元2包括探測器與控制器，預警定位單元3包括載波信號發送器5、數據寄存器6和數據編碼器7，預警定位單元與控制器一一對應，控制器包括單片機晶片11，無線網絡平臺包括CDMA數傳網絡8，數據集中器分布於CDMA數傳網絡上，探測器包括分布於電纜井中的環境溫度探測器以及安裝於電纜接頭處的線芯溫度探測器，探測器與控制器連接，控制器包括數據集中器9與雙向網絡接口 10，預警定位單元3包括狀態巡檢單元12與預警篩查單元13。
[0022]目前國內主要開展的研究包括電纜井溫度水位在線監測預警、電纜溝道綜合狀態監控、電纜綜合在線監測及預警等等，在形式上主要以有線光纖為主，監測項目通常為電纜接頭溫度或溝井可燃氣體監測，不能綜合監測電纜溝井內多項綜合環境因素，並存在有線監測安裝範圍局限(只在一條線路內)，不能適應電纜多分布監測的需要，投資大，施工難強度大。並對於監測的數據不能分析處理儲存，不能預測預警，為有效地評估預測安排相應檢修工作帶來困難，建設自組網絡，研發新綜合監測系統及可靠地數據收發、分析管理評估預測尤為重要。
[0023]無線網絡平臺是本實用新型方案的應用基礎，CDMA是目前已經應用成熟與穩定的2G通信的主流制式，在通話質量上，CDMA的通話質量要高於GSM，在相同環境下語音通信，CDMA的雜音要比GSM小很多，在手機輻射上，CDMA採用了出色的功率控制技術，也要比GSM小，在本實用新型中應根據電纜井的具體情況，擇優選取。
[0024]本系統建立數據採集單元的拓撲網絡連接，實現了網絡數據模塊的自組網，探測器作為無線網組成的細胞單元，也是無線網數據採集、監控、定位所作用的基礎單元，尤其是在數據採集監控中，可以依託網絡在資料庫中建立電纜井的實際點位圖，在檢測發生故障時，可以由預警定位單元實施定位。
[0025]實施例二
[0026]如圖2所示，應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊，包括無線網絡平臺1以及在平臺上建立的數據採集單元2和預警定位單元3，無線網絡平臺包括由多個數據存儲器構成的多層資料庫4，數據採集單元2包括探測器與控制器，預警定位單元3包括載波信號發送器5、數據寄存器6和數據編碼器7，預警定位單元與控制器一一對應，控制器包括單片機晶片11，無線網絡平臺包括GSM數傳網絡14，數據集中器分布於GSM數傳網絡上，探測器包括分布於電纜井中的環境溫度探測器以及安裝於電纜接頭處的線芯溫度探測器，探測器與控制器連接，控制器包括數據集中器9與雙向網絡接口 10，預警定位單元3包括狀態巡檢單元12與預警篩查單元13。
[0027]目前國內主要開展的研究包括電纜井溫度水位在線監測預警、電纜溝道綜合狀態監控、電纜綜合在線監測及預警等等，在形式上主要以有線光纖為主，監測項目通常為電纜接頭溫度或溝井可燃氣體監測，不能綜合監測電纜溝井內多項綜合環境因素，並存在有線監測安裝範圍局限(只在一條線路內)，不能適應電纜多分布監測的需要，投資大，施工難強度大。並對於監測的數據不能分析處理儲存，不能預測預警，為有效地評估預測安排相應檢修工作帶來困難，建設自組網絡，研發新綜合監測系統及可靠地數據收發、分析管理評估預測尤為重要。
[0028]無線網絡平臺是本實用新型方案的應用基礎，GSM是目前已經應用成熟與穩定的2G通信的主流制式，GSM在信號傳輸的穩定性上，採用時分多址的數字移動通信模式，在應用範圍以及簡單的簡訊傳輸上，在成本與應用範圍上均具有優勢，所以在本實用新型中應根據電纜井的具體情況，擇優選取。
[0029]本系統建立數據採集單元的拓撲網絡連接，實現了網絡數據模塊的自組網，探測器作為無線網組成的細胞單元，也是無線網數據採集、監控、定位所作用的基礎單元，尤其是在數據採集監控中，可以依託網絡在資料庫中建立電纜井的實際點位圖，在檢測發生故障時，可以由預警定位單元實施定位。
【權利要求】
1.應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊，其特徵在於:包括無線網絡平臺以及在平臺上建立的數據採集單元和預警定位單元，所述無線網絡平臺包括由多個數據存儲器構成的多層資料庫，所述數據採集單元包括探測器與控制器，所述預警定位單元包括載波信號發送器、數據寄存器和數據編碼器，所述預警定位單元與所述控制器一一對應，所述控制器包括單片機晶片。
2.如權利要求1所述的應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊，其特徵在於:所述探測器與所述控制器連接，所述控制器包括數據集中器與雙向網絡接口。
3.如權利要求2所述的應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊，其特徵在於:所述無線網絡平臺包括CDMA數傳網絡，所述數據集中器分布於所述CDMA數傳網絡上。
4.如權利要求2所述的應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊，其特徵在於:所述無線網絡平臺包括GSM數傳網絡，所述數據集中器分布於所述GSM數傳網絡上。
5.如權利要求2所述的應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊，其特徵在於:所述探測器包括分布於電纜井中的環境溫度探測器以及安裝於電纜接頭處的線芯溫度探測器。
6.如權利要求1所述的應用於電纜井預警的無線自組網數據採集模塊，其特徵在於:所述預警定位單元包括狀態巡檢單元與預警篩查單元。
【文檔編號】G08B25/10GK204166669SQ201420573022
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月7日 優先權日:2014年10月7日
【發明者】周玉鈞, 王鑫 申請人:國家電網公司, 國網河南省電力公司南陽供電公司