CN112379621A - 电力站房环境监测***及方法 - Google Patents

电力站房环境监测***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电力站房环境监测***及方法，包括：5G边缘计算网关、报警***、巡检***、配电房监控主站和多个环境监测***；通过多个环境监测***获得电力站房环境监测数据，再使用5G边缘计算网关对数据进行计算分析，得到边缘计算结果，并将边缘计算结果发送到配电房监控主站，若所述边缘计算结果中存在异常值，所述5G边缘计算网关向所述报警***发送报警信号以及向所述巡检***发送巡检指令，所述配电房监控主站根据所述边缘计算结果向移动终端发送对应的操作指令。本发明监测全面，覆盖面较广；计算效率高，能够缓解流量压力，节省成本；能够及时、快速的确认异常数据产生的区域，进一步确认异常数据产生的点位，加快排除险情。

Description

电力站房环境监测***及方法
技术领域
本发明涉及电力5G应用技术领域，具体地涉及一种电力站房环境监测***及一种电力站房环境监测方法。
背景技术
随着电力行业的不断发展，电力网络规模在不断扩大，设备日益更新，网络结构也日趋复杂。目前主流的电力站房环境控制设备传感项目普遍只有温度和湿度两种传感功能，报警功能也只有声光报警，需要人为监控，无法预警火灾浸水等，报警过程不容易让监控人员察觉，无法异地监控报警，在发生险情时，如果监控人员没有及时发现并采取相应的措施，会产生严重的后果，给供电***和企业带来巨大的损失。
随着5G通信技术的发展，将5G通信技术运用到电力***辅助进行电力站房环境监测的趋势在明显增加，5G通信技术峰值速率高，能够满足大容量数据的传输，在电力站房环境监测的运用过程中占有极大的优势，将5G通信技术运用到电力站房环境监测上，能够实现更加全面、更加高效的监测，以解决电力站房监测能力不足，监测面不够广泛，发生险情容易被忽视的问题。
发明内容
本发明实施方式的目的是提供一种电力站房环境监测***及方法，以至少解决上述的电力站房监测能力不足，监测面不够广泛，发生险情容易被忽视的问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种电力站房环境监测***，所述***包括：
5G边缘计算网关、报警***、巡检***、配电房监控主站和多个环境监测***；
多个所述环境监测***分别与所述5G边缘计算网关通信连接，所述5G边缘计算网关与所述报警***、所述巡检***和所述配电房监控主站分别通信连接，所述配电房监控主站与移动终端通信连接。
可选的，多个所述环境监测***中的每一个环境监测***包括：
一个用于汇总并传输传感器信号的PLC控制器，所述PLC控制器通过串口和/或网口与所述5G边缘计算网关连接；
与所述PLC控制器连接的多组用于获取温度数据的温度传感器、多组用于获取湿度数据的湿度传感器、多组用于获取水位数据的浸水传感器、多组用于获取光线数据的光线传感器、多组用于获取二氧化碳浓度数据的二氧化碳传感器。
可选的，所述巡检***为与所述5G边缘计算网关和所述配电房监控主站通信连接的巡检机器人，且所述巡检机器人按照预设的路线进行移动或者通过所述配电房监控主站经所述5G边缘计算网关进行手动控制。
本发明第二方面提供一种电力站房环境监测方法，应用于上述任一项所述的电力站房环境监测***，所述方法包括：
多个所述环境监测***实时获取电力站房内部的环境监测数据；
所述5G边缘计算网关对所述环境监测数据进行边缘计算，获得边缘计算结果，并将所述边缘计算结果发送至所述配电房监控主站；若所述边缘计算结果中存在异常值，所述5G边缘计算网关向所述报警***发送报警信号以及向所述巡检***发送巡检指令；
所述配电房监控主站根据所述边缘计算结果向移动终端发送对应的操作指令。
可选的，所述电力站房内部空间被划分为多个独立的监测区域，每一监测区域具有对应的监测区域分类编号；
所述多个所述环境监测***实时获取电力站房内部的环境监测数据，包括：
分别获取每一所述监测区域的环境监测数据；所述环境监测数据包括：每一个监测区域内的多组温度数据、多组湿度数据、多组水位数据、多组光线数据、多组二氧化碳浓度数据和多组监控视频数据。
可选的，所述方法还包括：
对每一监测区域的多组环境监测数据按照该环境监测数据对应的监测区域的监测区域分类编号进行储存。
可选的，所述方法还包括：
提取每一所述监测区域的环境监测数据中的异常环境监测数据；
根据异常环境监测数据规划巡检机器人的巡检路线；
其中所述异常环境监测数据通过将实时获取的环境监测数据与特定时刻标准数据进行对比获得。
可选的，所述基于5G边缘计算网关对所述环境监测数据进行边缘计算，获得边缘计算结果，并将所述边缘计算结果发送至所述配电房监控主站，包括：
所述5G边缘计算网关对所述边缘计算结果进行加密备份，将所述加密后的边缘计算结果发送到所述配电房监控主站；所述加密方式采用双向128位AES算法进行数据加密。
可选的，所述方法还包括：对所述环境监测数据进行储存并生成用于后续的数据分析的历史数据集。
本发明通过环境监测***获取电力站房内的监测数据，并通过5G边缘计算网关进行边缘计算，再将计算后的结果传输至配电房监控主站，通过这种方式能够实现实时、短周期数据的数据分析，计算效率高，并且能够缓解流量压力，节省成本；另外通过将电力站房划分为多个区域，对各个区域分别采集监测数据，监测全面，覆盖面较广，当存在异常数据时，能够利用巡检机器人和检修人员同时作业的方式，及时、快速的找到异常数据产生的区域，进一步确认异常数据产生的区域和点位，加速排除险情。
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是本发明提供的电力站房环境监测***的结构示意图；
图2是本发明提供的电力站房环境监测方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明提供的电力站房环境监测***的结构示意图。如图1所示，本发明实施方式提供一种电力站房环境监测***，所述***包括：
5G边缘计算网关、报警***、巡检***、配电房监控主站和多个环境监测***；
多个所述环境监测***分别与所述5G边缘计算网关通信连接，所述5G边缘计算网关与所述报警***、所述巡检***和所述配电房监控主站分别通信连接，所述配电房监控主站与移动终端通信连接。
其中，多个所述环境监测***用于获取电力站房的环境监测数据；所述5G边缘计算网关用于对所述环境监测数据进行边缘计算和进行对应的数据的传输；所述报警***用于产生报警信号，所述报警信号分布在电力站房内部和值班室，所述报警信号可以是声光报警和语音报警信号；所述巡检***用于在电力站房环境监测数据存在异常的情况下巡检电力站房环境监测，快速确认导致异常数据产生的点位；所述配电房监控主站用于存储数据和数据的计算分析，具有服务器存储功能和相应的外接显示功能；所述移动终端用于接收配电房监控主站的报警信息和指示操作信息，且所述移动终端配备给值班检修人员。
进一步地，多个所述环境监测***中的每一个环境监测***包括：
一个用于汇总并传输传感器信号的PLC控制器，所述PLC控制器通过串口和/或网口与所述5G边缘计算网关连接；
与所述PLC控制器连接的多组用于获取温度数据的温度传感器、多组用于获取湿度数据的湿度传感器、多组用于获取水位数据的浸水传感器、多组用于获取光线数据的光线传感器、多组用于获取二氧化碳浓度数据的二氧化碳传感器。
具体地，由于存在较多点位的监测数据，因此，需要先将传感器产生的信号传输到PLC控制器，经过PLC控制的汇总后，在传输至网关进行边缘计算；在运用过程中，针对物联网网关还可以直接将部分传感器直接与物联网网关连接，进行数据的传输。
进一步地，所述巡检***为与所述5G边缘计算网关和所述配电房监控主站通信连接的巡检机器人，且所述巡检机器人按照预设的路线移动或者通过所述配电房监控主站经所述5G边缘计算网关进行手动控制。
将所述巡检***设置为巡检机器人，能够较为方便的融入现有的巡检机器人技术，巡检机器人自带有声音和视频采集功能，能够根据指令直接移动到对应的位置上，对异常数据产生的原因和产生的点位进行进一步确认，快速反应，在一些较为危险和空间较小的点位，检修人员不方便进入，通过使用进行巡检和确认，较为方便，还能够保证检修人员的人生安全。
图2是本发明提供的电力站房环境监测方法的流程图，如图2所示，本发明实施方式还提供一种电力站房环境监测方法，应用于上述的电力站房环境监测方法，所述方法包括：
步骤101，多个所述环境监测***实时获取电力站房内部的环境监测数据；
步骤102，所述5G边缘计算网关对所述环境监测数据进行边缘计算，获得边缘计算结果，并将所述边缘计算结果发送至所述配电房监控主站；若所述边缘计算结果中存在异常值，所述5G边缘计算网关向所述报警***发送报警信号以及向所述巡检***发送巡检指令；
步骤103，所述配电房监控主站根据所述边缘计算结果向移动终端发送对应的操作指令。
其中，将获取的监测数据先通过5G边缘计算网关进行计算，得到边缘计算结果，边缘计算的过程为通过传感器获得的数据，与历史正常数据进行对比，当电力站房内环境产生异常，传感器会产生对应的响应，并将产生的异常数据传输至5G边缘计算网关进行计算分析，再根据异常值向报警***发送报警信号和向巡检***发送巡检指令；同时，所述配电房监控主站向移动终端发送对应的操作指令，进行相应的排查和检修。
进一步地，所述电力站房内部空间被划分为多个独立的监测区域，每一监测区域具有对应的监测区域分类编号；
所述多个所述环境监测***实时获取电力站房内部的环境监测数据，包括：
分别获取每一所述监测区域的环境监测数据；所述环境监测数据包括：每一个监测区域内的多组温度数据、多组湿度数据、多组水位数据、多组光线数据、多组二氧化碳浓度数据和多组监控视频数据。
由于电力站房内部空间较大且内部空前存在监测死点，不能全面覆盖进行监测，因此将电力站房内部空间划分为多个独立的监测区域，并且分别在不同的监测区域设置对应的传感器，用于获取不同监测区域的监测数据。
具体地，以二氧化碳传感器为例，当电力站房内部可能产生火灾险情，火灾发生之前中，一般情况下会产生烟和二氧化碳气体，但是由于设置的二氧化碳传感器距离险情发生的地点具有一定距离，使得产生的二氧化碳气体浓度不足以是传感器产生信号，往往会使得这一信号被忽视，等到火势较大产生的二氧化碳气体使该二氧化碳传感器产生响应时，火灾已经产生了较大的损失，有可能会造成更加严重的后果，因此将电力站房内部空间划分为多个独立的监测区域，并在每一个独立的监测区域内将每一类传感器设置为多种，采集多组温度数据、多组湿度数据、多组水位数据、多组光线数据、多组二氧化碳浓度数据和多组监控视频数据，使得监测更加全面，并能能够快速反应。
进一步地，所述方法还包括：
对每一监测区域的多组环境监测数据按照该环境监测数据对应的监测区域的监测区域分类编号进行储存。
为了将不同传感器得到的数据进行区分，在进行数据的存储时，将每一个不同区域的监测数据进行分类，以便于在监测数据存在异常值的情况下，通过不同区域数据的比对，能够准确快速的确认产生异常数据的具体区域，从而进行快速的排查，缩短确认时间，往往能够减少损失。
进一步地，所述方法还包括：
提取每一所述监测区域的环境监测数据中的异常环境监测数据；
根据异常环境监测数据规划巡检机器人的巡检路线；
其中所述异常环境监测数据通过将实时获取的环境监测数据与特定时刻标准数据进行对比获得。
巡检机器人在电力***的应用技术已经较为成熟广泛，但通常情况下，巡检机器人只是用于按照预定的路线巡检仪表，判断装置是否正常运转工作，在本发明中，将巡检机器人用于在产生异常数据时，接收网关的指令，在检修人员到达该区域之前，自动前往产生异常数据的区域点进行提前预判断，定位产生异常数据的点位，缩短判断时间，通过巡检机器人与检修人员同时作业，保证能够快速确认产生异常数据的原因，并提早应对，减小损失。
巡检机器人的路径规划通过划分的监测区域进行确认，将监测区域的中心位置设置为巡检机器人的驻点，巡检机器人完成相应的巡检任务后，会根据导航信息和规划的录像自动回到驻点，进入睡眠状态，当有异常数据产生，5G边缘计算网关根据异常环境监测数据规划巡检机器人的巡检路线，5G边缘计算网关发送的指令，前往对应的监测区域。
进一步地，所述基于5G边缘计算网关对所述环境监测数据进行边缘计算，获得边缘计算结果，并将所述边缘计算结果发送至所述配电房监控主站，包括：
所述5G边缘计算网关对所述边缘计算结果进行加密备份，将加密后的边缘计算结果发送到所述配电房监控主站；所述加密方式采用双向128位AES算法进行数据加密。
为了保障数据传输过程的信息安全，5G边缘计算网关对缘计算结果进行加密备份吼在传输至配电房监控主站，避免数据的泄露。双向128位AES算法进行数据加密，且将密钥设置为128位，相较而言，128位的密钥其强度是传统56位密钥的1021倍，能够保证数据传输的安全。
进一步地，所述方法还包括：所述方法还包括：对所述环境监测数据进行储存并生成用于后续的数据分析的历史数据集。
具体地，现有技术中对电力站房环境监测，通常是获取监测数据后，在采取相应的措施，缺乏有效的预测和预警手段，通过对历史数据集进行存储和分析，并输入到模型进行训练，可以建立电力站房风险预警模型，用于根据获取的电力站房内部的环境监测数据的微小变化对电力站房内部发生险情的概率进行预测，提前进行相应的检修，避免事故的发生。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (9)

1.一种电力站房环境监测***，其特征在于，所述***包括：
5G边缘计算网关、报警***、巡检***、配电房监控主站和多个环境监测***；
多个所述环境监测***分别与所述5G边缘计算网关通信连接，所述5G边缘计算网关与所述报警***、所述巡检***和所述配电房监控主站分别通信连接，所述配电房监控主站与移动终端通信连接。
2.根据权利要求1所述的电力站房环境监测***，其特征在于，多个所述环境监测***中的每一个环境监测***包括：
一个用于汇总并传输传感器信号的PLC控制器，所述PLC控制器通过串口和/或网口与所述5G边缘计算网关连接；
与所述PLC控制器连接的多组用于获取温度数据的温度传感器、多组用于获取湿度数据的湿度传感器、多组用于获取水位数据的浸水传感器、多组用于获取光线数据的光线传感器、多组用于获取二氧化碳浓度数据的二氧化碳传感器。
3.根据权利要求1所述的电力站房环境监测***，其特征在于，所述巡检***为与所述5G边缘计算网关和所述配电房监控主站通信连接的巡检机器人，且所述巡检机器人按照预设的路线移动或者通过所述配电房监控主站经所述5G边缘计算网关进行手动控制。
4.一种电力站房环境监测方法，应用于权利要求1-3中任一项所述的电力站房环境监测***，其特征在于，所述方法包括：
多个所述环境监测***实时获取电力站房内部的环境监测数据；
所述5G边缘计算网关对所述环境监测数据进行边缘计算，获得边缘计算结果，并将所述边缘计算结果发送至所述配电房监控主站；若所述边缘计算结果中存在异常值，所述5G边缘计算网关向所述报警***发送报警信号以及向所述巡检***发送巡检指令；
所述配电房监控主站根据所述边缘计算结果向移动终端发送对应的操作指令。
5.根据权利要求4所述的电力站房环境监测方法，其特征在于，所述电力站房内部空间被划分为多个独立的监测区域，每一监测区域具有对应的监测区域分类编号；
所述多个所述环境监测***实时获取电力站房内部的环境监测数据，包括：
分别获取每一所述监测区域的环境监测数据；所述环境监测数据包括：每一个监测区域内的多组温度数据、多组湿度数据、多组水位数据、多组光线数据、多组二氧化碳浓度数据和多组监控视频数据。
6.根据权利要求5所述的电力站房环境监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
对每一监测区域的多组环境监测数据按照该环境监测数据对应的监测区域的监测区域分类编号进行储存。
7.根据权利要求5所述的电力站房环境监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
提取每一所述监测区域的环境监测数据中的异常环境监测数据；
根据异常环境监测数据规划巡检机器人的巡检路线；
其中所述异常环境监测数据通过将实时获取的环境监测数据与特定时刻标准数据进行对比获得。
8.根据权利要求4所述的电力站房环境监测方法，其特征在于，所述基于5G边缘计算网关对所述环境监测数据进行边缘计算，获得边缘计算结果，并将所述边缘计算结果发送至所述配电房监控主站，包括：
所述5G边缘计算网关对所述边缘计算结果进行加密备份，将加密后的边缘计算结果发送到所述配电房监控主站；所述加密方式采用双向128位AES算法进行数据加密。
9.根据权利要求4所述的电力站房环境监测方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述环境监测数据进行储存并生成用于后续的数据分析的历史数据集。
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