基於物聯網的配電室溫溼度監控系統的製作方法

2023-06-02 09:55:56

基於物聯網的配電室溫溼度監控系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於物聯網的配電室溫溼度監控系統。配電室設有變壓器室、電纜溝、配電櫃和主控室，電纜溝內設有配電櫃的電纜進出線，還包括安裝於變壓器室、電纜溝、配電櫃內的第一下位機，安裝於配電櫃內的第二下位機和安裝於主控室的上位機；第一下位機包括依次相連的溫溼度傳感器、第五射頻模塊、第六射頻模塊、讀卡器和第一無線收發模塊；第二下位機包括第二無線收發模塊、移動終端、CAN總線模塊和斷路器，第二無線收發模塊通過CAN總線模塊與斷路器有線連接；上位機包括第三無線收發模塊、第四無線收發模塊、監控計算機和報警模塊。本實用新型能夠在採集到溫溼度信息後通過無線收發的方式進行傳輸。
【專利說明】基於物聯網的配電室溫溼度監控系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種溫溼度監測領域，特別是一種基於物聯網的配電室溫溼度監控系統。

【背景技術】
[0002]配電室在運行中需要時刻關注溫度和溼度狀況，因為如果溫度過高，配電櫃內的母排、電纜溝內的電纜進出線以及母排與電纜進出線的電纜接頭等部位機械強度會下降，接觸電阻會增加，絕緣性能會減弱甚至消除，從而形成惡性循環，如果放任不管會造成火災和短路等嚴重事故。此外，配電室內變壓器的冷卻油溫度過高會造成變壓器老化、油質變壞、工作不穩定等現象。而如果配電櫃周圍溼度過高，配電櫃內的高壓電會通過空氣中的水分向外放電，並且配電設備的絕緣部分在高溼度情況下容易腐蝕。上述情況會給供電帶來不穩定因素，特別是隨著計算機、無線通訊和信息技術等高新產業的發展和普及，對溫溼度的監測提出了越來越高的要求。
[0003]為了不讓溫溼度影響配電室的正常運行，首先要對溫溼度進行精確地監測，並及時把信號上傳給監控計算機，通過監控計算機分析確定事發地點，為操作人員提供報警信息以便及時處理險情。隨著社會經濟和電力行業的發展，供電公司要保證供電的安全性。可靠性，提高自身的競爭力，其中一個重要的措施就是實時在線監測配電室的溫溼度，確保配電室的正常工作。
[0004]目前的溫溼度監測系統都採用有線微機型裝置，需要在配電室進行大量複雜的布線。這種傳統的監測方式的缺點是高電壓產生電磁場會對布線產生影響，容易造成信息傳輸不準確引起誤差，造成不能通過監控計算機發送命令對斷路器進行相應控制。
實用新型內容
[0005]本實用新型的發明目的在於:針對上述存在的問題，提供一種基於物聯網的配電室溫溼度監控系統，能夠在採集到溫溼度信息後通過無線收發的方式進行傳輸，克服了傳統的溫溼度監測系統因普遍採用人工或有線採集方式帶來的檢測效率較低、有線布線困難、功耗大、成本高等問題。
[0006]本實用新型採用的技術方案是:提供一種基於物聯網的配電室溫溼度監控系統，所述配電室設有變壓器室、電纜溝、配電櫃和主控室，所述電纜溝內設有所述配電櫃的電纜進出線，所述溫溼度監控系統還包括安裝於變壓器室、電纜溝、配電櫃內的第一下位機，安裝於配電櫃內的第二下位機和安裝於主控室的上位機；所述第一下位機包括依次相連的溫溼度傳感器、第五射頻模塊、第六射頻模塊、讀卡器和第一無線收發模塊，所述變壓器、電纜溝、配電櫃內以及配電櫃外設有安裝孔，所述溫溼度傳感器設於所述安裝孔內，所述第一無線收發模塊安裝在配電室內；所述第二下位機包括第二無線收發模塊、CAN總線模塊和斷路器，所述第二無線收發模塊通過CAN總線模塊與斷路器有線連接，所述斷路器設於所述進出線上，用於對所述進出線進行斷路；所述上位機包括第三無線收發模塊、第四無線收發模塊、監控計算機和報警模塊，所述第三無線收發模塊、第四無線收發模塊和報警模塊均與監控計算機通過RS232有線連接；所述第三和第四無線收發模塊，報警模塊和監控計算機設於主控室內；其中，所述第一無線收發模塊與第三無線收發模塊通過WIFI無線連接，所述第二無線收發模塊與所述第四無線收發模塊通過GPRS無線連接，所述第五射頻收發模塊和第六射頻收發模塊無線連接。
[0007]優選地，所述第二下位機還包括移動終端，所述第二無線收發模塊與移動終端通過GPRS無線連接。
[0008]優選地，所述第一無線收發模塊和第三無線收發模塊為WIFI模塊，第一無線收發模塊收到的信息包含溫溼度信息和傳感器位置信息。
[0009]優選地，所述第二無線收發模塊和第四無線收發模塊為GPRS模塊。
[0010]優選地，所述第三無線收發模塊和第四無線收發模塊通過RS232通訊接口與所述監控計算機連接。
[0011]優選地，所述第五射頻收發模塊和第六射頻收發模塊為RFID模塊。
[0012]優選地，所述讀卡器和第一無線收發模塊通過RS232有線連接，報警模塊和監控計算機通過RS232有線連接。
[0013]綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:在採集到溫溼度信息後採用無線收發的傳輸方式，克服了傳統的溫溼度監測系統因普遍採用人工或有線採集方式帶來的檢測效率較低、有線布線困難、功耗大、成本高等問題，並且操作靈活、方便、抗幹擾性能強，無需人工現場採集溫溼度，同時，可以極大提高供電公司的管理水平，工作效率顯著提高，減少了勞動強度及維護費用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型實施例的基於物聯網的配電室溫溼度監控系統的框架示意圖。
[0015]圖2是本實施例的溫溼度監控系統的第一下位機的框架示意圖。
[0016]圖3是本實施例的溫溼度監控系統的第二下位機的框架示意圖。
[0017]圖4是本實施例的溫溼度監控系統的上位機的框架示意圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖，對本實用新型作進一步的說明。
[0019]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不限定於本實用新型。
[0020]請參見圖1至圖4。在本實施例中，配電室設有變壓器室、電纜溝、配電櫃和主控室，電纜溝內設有配電櫃的電纜進出線。溫溼度監控系統包括安裝於變壓器室、電纜溝、配電櫃內的第一下位機1、安裝於配電櫃內第二下位機2和安裝於主控室的上位機3。
[0021]第一下位機包括依次相連的溫溼度傳感器11、第五射頻模塊12、第六射頻模塊13、讀卡器14和第一無線收發模塊15，所述變壓器、電纜溝、配電櫃內以及配電櫃外設有安裝孔，所述溫溼度傳感器設於所述安裝孔內，所述第一無線收發模塊安裝在配電室內；在本具體實施例中，第一無線收發模塊與讀卡器通過RS232有線連接。具體而言，配電櫃內設有母排，電纜進出線與母排通過電纜接頭連接，配電櫃內的監測安裝在母排上、電纜接頭鄰近位置；變壓器箱蓋有預留溫度孔，該溫度孔用來作為變壓器溫溼度的監測安裝孔；電纜溝內壁每隔2米設置一個監測安裝孔；在配電室四角距地2.5米牆壁處設置配電櫃外監測安裝孔。溼度傳感器的數量可以根據實際需要設置。
[0022]第二下位機2包括第二無線收發模塊21、CAN(Controller Area Network，控制區域網)總線模塊22和斷路器23。CAN總線模塊22與第二無線收發模塊21和斷路器23有線連接。斷路器23設於配電櫃電纜進出線上，用於對配電櫃電纜進出線進行分合閘控制，第二無線收發模塊安裝於配電室。在本實施例中，第二下位機2還包括移動終端24，第二無線收發模塊21與移動終端24通過GPRS無線連接。
[0023]上位機3包括第三無線收發模塊31、第四無線收發模塊32、監控計算機33和報警模塊34。第三無線收發模塊31、第四無線收發模塊32和報警模塊34均與監控計算機33有線連接。監控計算機33設於主控室內，第三、第四無線收發模塊和報警模塊設於主控室內。在本實施例中，第三無線收發模塊31和第四無線收發模塊32均通過RS232通訊接口與監控計算機33連接。
[0024]其中，第一無線收發模塊13與第三無線收發模塊31無線連接，第二無線收發模塊21與第四無線收發模塊32無線連接，第五和第六射頻模塊無線連接。在本實施例中，第一無線收發模塊13和第三無線收發模塊31為WIFKWireless Fidelity，無線區域網)模塊。第二無線收發模塊21和第四無線收發模塊32為GPRS(General Packet Rad1 Service，通用分組無線服務)模塊，第五和第六射頻模塊為RFID (Rad1 Frequency Identificat1n，射頻識別)模塊。第一無線收發模塊13通過第三無線收發模塊31與監控計算機33通過RS232有線連接，監控計算機33通過第四無線收發模塊32與第二無線收發模塊21無線連接。
[0025]下面將介紹本實施例的基於物聯網的配電室溫溼度監控系統的具體工作過程:
[0026]溫溼度傳感器11每隔一定時間採集一次溫溼度信息，如果溫溼度傳感器11數量有多個，則多個溫溼度傳感器11之間獨立工作，互不幹擾。溫度傳感器11採集現場的溫溼度信息，並將溫溼度信息由模擬信號經內置的模數轉換模塊轉換為數位訊號，將轉換的數位訊號經由第五射頻收發模塊發送給第六射頻收發模塊，包含傳感器溫溼度信息和位置信息。讀卡器通過第六射頻收發模塊接收無線信號，然後讀卡器通過RS232將信息傳送給第一收發模塊將溫溼度和傳感器位置信息傳送出去。溫溼度傳感器11採集完當前的溫溼度信息後初始化，為下一次採集做準備。
[0027]第三無線收發模塊31接收到第一無線收發模塊13發送的溫溼度信息後，通過RS232通訊接口傳輸到監控計算機33，監控計算機33對當前傳輸來的溫溼度信息進行數據分析，如果發現當前的溫溼度值超過預先設定的閥值，立即啟動報警模塊34進行報警，並通過RS232通訊接口控制第四無線收發模塊32向第二無線收發模塊21發送命令。溫溼度傳感器11在傳輸溫溼度信息時附帶各自唯一的位置編碼號，監控計算機33發送的命令也附帶編碼號。
[0028]第二無線收發模塊21接收到命令後，一方面向通過移動終端22向相應人員發送簡訊，簡訊包括溫溼度傳感器11的編碼識別位置、溫溼度信息；另一方面判斷溫溼度是否超過危險值，若超過危險值則向CAN總線模塊22發送斷路器分合閘指令，CAN總線模塊22根據溫溼度傳感器的編碼號控制相應的斷路器23對配電櫃進出線進行分合閘控制，同時向上位機返回斷路器工作狀態。
[0029]本實施例的溫溼度監控系統中，溫溼度傳感器11、斷路器23、移動終端24分別與監控計算機33建立無線通信構成物聯網網絡，溫溼度傳感器11採集溫溼度信息後採用RFID、WIFI和GPRS無線網絡傳輸可以避免現場布線，同時可以避免高壓電路的電磁影響，而RFID、WIFI和GPRS技術具有傳輸速率快、覆蓋範圍廣、輻射小、易擴展、傳輸可靠和組網便捷等優點，可以定時準確地為操作人員提供溫溼度實時狀況，具有良好的應用價值，CAN總線網絡中的節點不分主從，可隨意發送消息，因此通信方式靈活、實時性強，並且CAN總線節點數可達110個。
[0030]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種基於物聯網的配電室溫溼度監控系統，所述配電室設有變壓器室、電纜溝、配電櫃和主控室，所述電纜溝內設有所述配電櫃的電纜進出線，其特徵在於:所述溫溼度監控系統還包括安裝於變壓器室、電纜溝、配電櫃內的第一下位機，安裝於配電櫃內的第二下位機和安裝於主控室的上位機； 所述第一下位機包括依次相連的溫溼度傳感器、第五射頻模塊、第六射頻模塊、讀卡器和第一無線收發模塊，所述變壓器、電纜溝、配電櫃內以及配電櫃外設有安裝孔，所述溫溼度傳感器設於所述安裝孔內，所述第一無線收發模塊安裝在配電室內； 所述第二下位機包括第二無線收發模塊、CAN總線模塊和斷路器，所述第二無線收發模塊通過CAN總線模塊與斷路器有線連接，所述斷路器設於所述進出線上，用於對所述進出線進行斷路； 所述上位機包括第三無線收發模塊、第四無線收發模塊、監控計算機和報警模塊，所述第三無線收發模塊、第四無線收發模塊和報警模塊均與監控計算機通過RS232有線連接；所述第三和第四無線收發模塊，報警模塊和監控計算機設於主控室內；其中，所述第一無線收發模塊與第三無線收發模塊通過WIFI無線連接，所述第二無線收發模塊與所述第四無線收發模塊通過GPRS無線連接，所述第五射頻收發模塊和第六射頻收發模塊無線連接。
2.根據權利要求1所述的基於物聯網的配電室溫溼度監控系統，其特徵在於:所述第二下位機還包括移動終端，所述第二無線收發模塊與移動終端通過GPRS無線連接。
3.根據權利要求1所述的基於物聯網的配電室溫溼度監控系統，其特徵在於:所述第一無線收發模塊和第三無線收發模塊為WIFI模塊，第一無線收發模塊收到的信息包含溫溼度信息和傳感器位置信息。
4.根據權利要求1所述的基於物聯網的配電室溫溼度監控系統，其特徵在於:所述第二無線收發模塊和第四無線收發模塊為GPRS模塊。
5.根據權利要求1所述的基於物聯網的配電室溫溼度監控系統，其特徵在於:所述第三無線收發模塊和第四無線收發模塊通過RS232通訊接口與所述監控計算機連接。
6.根據權利要求1所述的基於物聯網的配電室溫溼度監控系統，其特徵在於:所述第五射頻收發模塊和第六射頻收發模塊為RFID模塊。
7.根據權利要求1所述的基於物聯網的配電室溫溼度監控系統，其特徵在於:所述讀卡器和第一無線收發模塊通過RS232有線連接，報警模塊和監控計算機通過RS232有線連接。
【文檔編號】G05D27/02GK204203820SQ201420684481
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】吳浩, 宋弘, 田振果, 傅成華 申請人:四川理工學院