CN111578999A - 一种环网柜的集成信息监控*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环网柜的集成信息监控***,包括传感器节点、图像采集模块、工况接入模块和PC机,还包括设置在每一根导线端头上一节传感器节点内的北斗定位芯片,每个北斗定位芯片的编号均唯一,北斗定位芯片以短报文通讯的方式实现导线端头以及传感器节点所在位置的实时反馈;PC机内载一数据分析处理***,由数据本地储存模块、数据可视化模块、数据报表生成模块、GSM预警模块构成,数据可视化模块用于以三维全局图像的方式实现环网柜监测结果的展示。本发明可以实现环网柜状态的全方位监测,多维度、多状态量的综合分析评估,从而可以及时发现环网柜内存在的故障,从而可以保证故障点得到及时的维修。
Description
技术领域
本发明涉及电力柜监测领域,具体涉及一种环网柜的集成信息监控***。
背景技术
目前,环网柜作为电力***中线路开合、电力设备控制和保护的重要设备,在发电、输电和配电的各环节中被广泛运用,环网柜的安全运行直接影响用户供电的可靠性。
环网柜是典型的高电压设备,其中的电气设备将不可避免的处于强电磁噪声的环境下工作,对于其可靠性和稳定性都有很高的要求,并且,在发生故障时必须及时被检测出来,以便运维人员及时作出反应,以保证故障点得到及时的维修。传统的安全检测手段大多采用人为定期巡检的方式,若突发故障,只能在故障发生后使用人力逐个排查。这种方式需要耗费大量人力,检修时间也较长,造成大量的人力物力损失,给停电区域带来极大的不便。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种环网柜的集成信息监控***,可以实现环网柜状态的全方位监测,多维度、多状态量的综合分析评估,从而可以及时发现环网柜内存在的故障,从而可以保证故障点得到及时的维修。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种环网柜的集成信息监控***,包括传感器节点、图像采集模块、工况接入模块和PC机,还包括设置在每一根导线端头上一节传感器节点内的北斗定位芯片,每个北斗定位芯片的编号均唯一,所述北斗定位芯片以短报文通讯的方式实现导线端头以及传感器节点所在位置的实时反馈;各个传感器节点之间通过Zigebee模块以自组网的方式与PC机连接起来,形成一个有效的内部网络;传感器节点将采集到的环网柜内部环境数据经内部网络以无线的方式传输至PC机;图像采集模块用于定时定点采集环网柜内部目标位置的图像数据,并将采集到的图像数据经无线的方式传输至PC机;工况接入模块用于接入环网柜工况参数,并将接入到的工况参数经无线的方式传输至PC机;PC机内载一数据分析处理***,由数据本地储存模块、数据可视化模块、数据报表生成模块、GSM预警模块构成,运行数据采用python中的MySQL工具包存入数据本地储存模块中,以完整记录监测过程的所有历史信息;数据可视化模块用于以三维全局图像的方式实现环网柜监测结果的展示;数据报表生成模块用于自动完成监测数据的分析并绘制环网柜运行轨迹图线,并将分析所得的结果与环网柜运行轨迹图线一起填入预制的latex模版,而后通过latex编译器编译生成pdf报表,在分析所得的结果落入预警门限时GSM预警模块启动,实现预警短信的发送。
进一步地,所述传感器节点包括布置在环网柜内的温湿度传感器、机构特性传感器、局放传感器、以及设置在环网柜柜门上的位移传感器,并将采集到的数据经无线发送到PC机。
进一步地,所述环网柜的柜门以及柜体均采用双层设计,内层采用透明材质,外层的内侧壁上安装有用于巡检机器人爬行的轨道,所述图像采集模块搭载在巡检机器人上,用于定时定点进行环网柜内部目标位置的图像数据。
进一步地,所述位移传感器用于实现环网柜柜门位移参数的采集,从而实现环网柜柜门启闭状态的监测。
进一步地,所述数据可视化模块包括:
三维图像重构模块,用于通过kinect深度传感器进行所采集到的图像数据深度图像的获取,并将所获得的深度图像进行三角化,然后在尺度空间中融合所有三角化的深度图像构建分层有向距离场,对距离场中所有的体素应用整体三角剖分算法产生一个涵盖所有体素的凸包,并利用Marching Tetrahedra算法构造等值面,完成三维图像的重构;
导线端头及传感器标记模块,用于根据北斗模块反馈的定位数据在所得的三维图像上实现导线端头以及传感器的标记;
部件识别标记模块,采用双边滤波和分段线性变换算法分别进行图像去噪和图像增强预处理;采用迭代自适应阈值分割法进行图像二值化处理,基于连通分量的形态学区域特征去除小面积杂点噪声,完成部件所在位置的识别;并基于数据挖掘模块在接收到的监测数据内挖掘各部件工况数据,并将这些数据以点标记的方式标记到对应的部件位置;
传感器数据标记模块,用于基于数据挖局模块在接收到的监测数据内挖掘各传感器所监测到的数据并将这些数据标记到三维图像中对应的传感器处。
进一步地,所述关键数据报表生成模块包括:
传感器数据评估模块,基于PCA-BP神经网络模型实现传感器数据的评估;
导线端头、传感器偏移评估模块,用于根据北斗定位芯片反馈的定位信息实现导线端头、传感器是否存在偏移情况的评估;
环网柜门状态评估模块,用于根据位移传感器所发送的数据实现环网柜启闭状态的评估;
工况评估模块,基于PCA-BP神经网络模型实现各部件工况数据的评估;
图线绘制模块,用于根据工况数据的特征数据绘制环网柜运行轨迹图线;
pdf报表生成模块,用于将传感器数据评估模块、工况评估模块的处理结果以及图线绘制模块绘制的环网柜运行轨迹图线一起填入预制的latex模版,而后通过latex编译器编译生成pdf报表。
进一步地,还包括一远程服务器,所述PC机将接收到数据以及数据报表生成模块生成的pdf报表发送到远程服务器进行储存,用户通过手机app注册登录后,可实现权限内数据的查看。
本发明具有以下有益效果:
1)将不同的监测模块进行整合,可以实现环网柜状态的全方位监测,多维度、多状态量的综合分析评估。
2)本平台的传感器、监测采集前端都安装于环网柜内,有效降低环网柜外界噪声以及相邻环网柜对监测结果的影响,监测采集前端自动连续工作,无需人工干预,有效降低人工干预对监测结果的影响。
3)可以及时发现环网柜内存在的故障,从而可以保证故障点得到及时的维修。
4)以三维图像的方式进行监测数据的全局展示,便于用户对监测结果的查看,从而可以更加直观的进行环网柜的监测以及故障点的定位。
附图说明
图1为本发明实施例一种环网柜的集成信息监控***的***框图。
图2为本发明实施例中可视化模块的模块框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示,本发明实施例提供了一种环网柜的集成信息监控***,、包括传感器节点、图像采集模块、工况接入模块和PC机,还包括设置在每一根导线端头上一节传感器节点内的北斗定位芯片,每个北斗定位芯片的编号均唯一,所述北斗定位芯片以短报文通讯的方式实现导线端头以及传感器节点所在位置的实时反馈;所述传感器节点包括布置在环网柜内的温湿度传感器、机构特性传感器、局放传感器、以及设置在环网柜柜门上的位移传感器,各个传感器节点之间通过Zigebee模块以自组网的方式与PC机连接起来,形成一个有效的内部网络;传感器节点将采集到的环网柜内部环境数据经内部网络以无线的方式传输至PC机;图像采集模块用于定时定点采集环网柜内部目标位置的图像数据,并将采集到的图像数据经无线的方式传输至PC机;工况接入模块用于接入环网柜工况参数,并将接入到的工况参数经无线的方式传输至PC机;PC机内载一数据分析处理***,由数据本地储存模块、数据可视化模块、数据报表生成模块、GSM预警模块构成,运行数据采用python中的MySQL工具包存入数据本地储存模块中,以完整记录监测过程的所有历史信息;数据可视化模块用于以三维全局图像的方式实现环网柜监测结果的展示;数据报表生成模块用于自动完成监测数据的分析并绘制环网柜运行轨迹图线,并将分析所得的结果与环网柜运行轨迹图线一起填入预制的latex模版,而后通过latex编译器编译生成pdf报表,在分析所得的结果落入预警门限时GSM预警模块启动,实现预警短信的发送;还包括一远程服务器,所述PC机将接收到数据以及数据报表生成模块生成的pdf报表发送到远程服务器进行储存,用户通过手机app注册登录后,可实现权限内数据的查看。
本实施例中,所述环网柜的柜门以及柜体均采用双层设计,内层采用透明材质,外层的内侧壁上安装有用于巡检机器人爬行的轨道,所述图像采集模块搭载在巡检机器人上,用于定时定点进行环网柜内部目标位置的图像数据。
如图2所示,本实施例中,所述数据可视化模块包括:
三维图像重构模块,用于通过kinect深度传感器进行所采集到的图像数据深度图像的获取,并将所获得的深度图像进行三角化,然后在尺度空间中融合所有三角化的深度图像构建分层有向距离场,对距离场中所有的体素应用整体三角剖分算法产生一个涵盖所有体素的凸包,并利用Marching Tetrahedra算法构造等值面,完成三维图像的重构;
导线端头及传感器标记模块,用于根据北斗模块反馈的定位数据在所得的三维图像上实现导线端头以及传感器的标记;
部件识别标记模块,采用双边滤波和分段线性变换算法分别进行图像去噪和图像增强预处理;采用迭代自适应阈值分割法进行图像二值化处理,基于连通分量的形态学区域特征去除小面积杂点噪声,完成部件所在位置的识别;并基于数据挖掘模块在接收到的监测数据内挖掘各部件工况数据,并将这些数据以点标记的方式标记到对应的部件位置;
传感器数据标记模块,用于基于数据挖局模块在接收到的监测数据内挖掘各传感器所监测到的数据并将这些数据标记到三维图像中对应的传感器处。
本实施例中,所述关键数据报表生成模块包括:
传感器数据评估模块,基于PCA-BP神经网络模型实现传感器数据的评估;
导线端头、传感器偏移评估模块,用于根据北斗定位芯片反馈的定位信息实现导线端头、传感器是否存在偏移情况的评估;
环网柜门状态评估模块,用于根据位移传感器所发送的数据实现环网柜启闭状态的评估;
工况评估模块,基于PCA-BP神经网络模型实现各部件工况数据的评估;
图线绘制模块,用于根据工况数据的特征数据绘制环网柜运行轨迹图线;
pdf报表生成模块,用于将传感器数据评估模块、工况评估模块的处理结果以及图线绘制模块绘制的环网柜运行轨迹图线一起填入预制的latex模版,而后通过latex编译器编译生成pdf报表。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (7)
1.一种环网柜的集成信息监控***,其特征在于:包括传感器节点、图像采集模块、工况接入模块和PC机,还包括设置在每一根导线端头上一节传感器节点内的北斗定位芯片,每个北斗定位芯片的编号均唯一,所述北斗定位芯片以短报文通讯的方式实现导线端头以及传感器节点所在位置的实时反馈;各个传感器节点之间通过Zigebee模块以自组网的方式与PC机连接起来,形成一个有效的内部网络;传感器节点将采集到的环网柜内部环境数据经内部网络以无线的方式传输至PC机;图像采集模块用于定时定点采集环网柜内部目标位置的图像数据,并将采集到的图像数据经无线的方式传输至PC机;工况接入模块用于接入环网柜工况参数,并将接入到的工况参数经无线的方式传输至PC机;PC机内载一数据分析处理***,由数据本地储存模块、数据可视化模块、数据报表生成模块、GSM预警模块构成,运行数据采用python中的MySQL工具包存入数据本地储存模块中,以完整记录监测过程的所有历史信息;数据可视化模块用于以三维全局图像的方式实现环网柜监测结果的展示;数据报表生成模块用于自动完成监测数据的分析并绘制环网柜运行轨迹图线,并将分析所得的结果与环网柜运行轨迹图线一起填入预制的latex模版,而后通过latex编译器编译生成pdf报表,在分析所得的结果落入预警门限时GSM预警模块启动,实现预警短信的发送。
2.如权利要求1所述的一种环网柜的集成信息监控***,其特征在于:所述传感器节点包括布置在环网柜内的温湿度传感器、机构特性传感器、局放传感器、以及设置在环网柜柜门上的位移传感器,并将采集到的数据经无线发送到PC机。
3.如权利要求1所述的一种环网柜的集成信息监控***,其特征在于:所述环网柜的柜门以及柜体均采用双层设计,内层采用透明材质,外层的内侧壁上安装有用于巡检机器人爬行的轨道,所述图像采集模块搭载在巡检机器人上,用于定时定点进行环网柜内部目标位置的图像数据。
4.如权利要求1所述的一种环网柜的集成信息监控***,其特征在于:所述位移传感器用于实现环网柜柜门位移参数的采集,从而实现环网柜柜门启闭状态的监测。
5.如权利要求1所述的一种环网柜的集成信息监控***,其特征在于:所述数据可视化模块包括:
三维图像重构模块,用于通过kinect深度传感器进行所采集到的图像数据深度图像的获取,并将所获得的深度图像进行三角化,然后在尺度空间中融合所有三角化的深度图像构建分层有向距离场,对距离场中所有的体素应用整体三角剖分算法产生一个涵盖所有体素的凸包,并利用Marching Tetrahedra算法构造等值面,完成三维图像的重构;
导线端头及传感器标记模块,用于根据北斗模块反馈的定位数据在所得的三维图像上实现导线端头以及传感器的标记;
部件识别标记模块,采用双边滤波和分段线性变换算法分别进行图像去噪和图像增强预处理;采用迭代自适应阈值分割法进行图像二值化处理,基于连通分量的形态学区域特征去除小面积杂点噪声,完成部件所在位置的识别;并基于数据挖掘模块在接收到的监测数据内挖掘各部件工况数据,并将这些数据以点标记的方式标记到对应的部件位置;
传感器数据标记模块,用于基于数据挖局模块在接收到的监测数据内挖掘各传感器所监测到的数据并将这些数据标记到三维图像中对应的传感器处。
6.如权利要求1所述的一种环网柜的集成信息监控***,其特征在于:所述关键数据报表生成模块包括:
传感器数据评估模块,基于PCA-BP神经网络模型实现传感器数据的评估;
导线端头、传感器偏移评估模块,用于根据北斗定位芯片反馈的定位信息实现导线端头、传感器是否存在偏移情况的评估;
环网柜门状态评估模块,用于根据位移传感器所发送的数据实现环网柜启闭状态的评估;
工况评估模块,基于PCA-BP神经网络模型实现各部件工况数据的评估;
图线绘制模块,用于根据工况数据的特征数据绘制环网柜运行轨迹图线;
pdf报表生成模块,用于将传感器数据评估模块、工况评估模块的处理结果以及图线绘制模块绘制的环网柜运行轨迹图线一起填入预制的latex模版,而后通过latex编译器编译生成pdf报表。
7.如权利要求1所述的一种环网柜的集成信息监控***,其特征在于:还包括一远程服务器,所述PC机将接收到数据以及数据报表生成模块生成的pdf报表发送到远程服务器进行储存,用户通过手机app注册登录后,可实现权限内数据的查看。
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