CN113819944A - 一种电力安全实时在线监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力安全实时在线监测***，包括监测终端和智能平台，所述监测终端固定安装在被监测的电力设备上，实时监测电力设备的位置参数和位移参数，所述监测终端包括采集终端主控制器和GPRS模块，所述智能平台将监测终端所发送的信息进行识别，将报警信息通过微信、短信或者电话的形式推送到设备负责人员的手机上，所述智能平台包括PC单元和APP单元；所述智能平台还包括周期监测模块、实时监测模块、自学习模块、数据清洗模块、位置信息追踪模块、图表展示模块、资料存档模块；本发明减少了电力设备的丢失概率，在受到人为破坏时，可以及时报警，同时实时在线监测电力设备的运行状态。
Description
技术领域
本发明涉及电力安全技术领域，具体为一种电力安全实时在线监测***。
背景技术
近年来，我国工业电技术水平正迅速提升，电力设备也得到广泛应用。目前市场应运而生临时用电的变压器等主要设备租赁业务，一些地方的国网综合能源服务公司将之纳入主营业务之一，因为其不仅开拓了新业务市场，还很容易切入企业客户的正式用电施工以及未来的运维业务中去。
临时用电租赁设备出租后难以管理，同时还有以下特点：
a、设备运行环境差
临时用电多见于临时基建现场，并且以立杆方式架设，设备周边环境复杂，工作环境恶劣，外破、倒杆等风险较高；
b、设备难以统筹管理
临时用电变压器遍布于各个空旷角落地带，缺乏有效的快速定位手段。只能通过传统人工排查方式确定位置，回收时人工成本较高，效率低下；
C、缺乏状态监测手段
临时用电变压器不同于正式用电变压器，配套设备简单，运行状态无法监测，带病工作屡见不鲜，电力设备“带病”工作会大幅度减少设备的寿命，同时也容易产生安全事故；
d、缺乏有效防盗措施
随着临时用电变压器租赁市场爆发式增长，大量设备在野外放置，缺乏防盗措施，有被盗风险。针对相关技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种电力安全实时在线监测***，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题，本发明的目的是减少了电力设备的丢失概率，在受到人为破坏时，可以及时报警，同时实时在线监测电力设备的运行状态。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电力安全实时在线监测***，包括：
监测终端，所述监测终端固定安装在被监测的电力设备上，实时监测电力设备的位置参数和位移参数；
所述监测终端包括采集终端主控制器和GPRS模块，所述采集终端主控制器和GPRS模块采用串口通信模式；
智能平台，所述智能平台将监测终端所发送的信息进行识别，将报警信息通过微信、短信或者电话的形式推送到设备负责人员的手机上；
所述智能平台包括PC单元和APP单元；
所述智能平台包括周期监测模块、实时监测模块、自学习模块、数据清洗模块、位置信息追踪模块、图表展示模块、资料存档模块；
所述周期监测模块通过周期性读取电力设备声纹数据和电磁场数据，生成时域曲线和频域曲线，采用边缘计算，作出初步筛选和判断，同时把可疑的数据进行本地存储；
所述实时监测模块实时读取3D加速度传感器和温湿度传感器的数值，将数值和设定的阈值进行横向和纵向对比，一旦数值异常，就产生报警信息并推送给管理人员；
所述自学***台把震动参数、温湿度参数、声纹参数以及电磁场参数通过数据融合算法，形成不同环境下的设备模型，当模型库建立后，数据平台将最新采集的周期数据与模型比对，通过综合比对达到预警和报警功能；
所述数据清洗模块是对采集和传输过程中的数据进行清洗；
所述位置信息追踪模块是追踪被监测的电力设备的位置信息和移动路线；
所述图表展示模块通过将后台监测数据可以自动生成图表展示；
所述资料存档模块通过对产生的数据、图形、图片信息自动保存，以备查询和调取。
优选的，所述PC单元负责接收和处理报警信息，日常维护项目，报表输出及历史数据管理。
优选的，所述APP单元给管理人员提供查看界面和远程操作界面，同时接收推送的报警信息。
优选的，所述采集终端主控制器采用M4架构单片机。
优选的，所述GPRS模块采用MC20模块。
优选的，所述app单元通过网络进入app数据库内，调取数据信息，从而给管理人员。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明为一种电力安全实时在线监测***，减少了电力设备的丢失概率，实时检测电力设备的位置信息，一旦位置偏移量超过阈值，就会往智能平台实时的发出报警信息，智能平台会记录电力设备的移动路径，同时还具有路线导航功能，可以指引工作人员到达电力设备最终的位置；
(2)本发明为一种电力安全实时在线监测***，能够有效防止人为破坏，及时报警，在检测到电力设备发生振动时，一旦振动的幅度或方向超过阈值，就会往智能平台实时的发出报警信息；
(3)本发明为一种电力安全实时在线监测***，实时对电力设备进行监控，能够有效延长电力设备的使用寿命，防止发生安全事故，本发明采集电力设备的温湿度信息、振动信息和声纹信息，通过声纹频域分析电力设备的运行状态，一旦电力设备的健康状态劣化到一定程度，就会在智能平台上显示报警信息。
附图说明
图1是本发明的框架结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1所示，本发明提供一种电力安全实时在线监测***的技术方案：一种电力安全实时在线监测***，其特征在于，包括：
监测终端，所述监测终端固定安装在被监测的电力设备上，实时监测电力设备的位置参数和位移参数，具体的，一旦被监测的电力设备发生非法搬移，报警信息通过GPRS上传到智能平台，正常运行情况下，监测终端采集温度、湿度和变压器声纹信息，定期上传智能平台；监测终端声学传感器在现场获取大量电力设备正常运行声学样本，同时制作电力设备缺陷模型获取结构件松动、内部放电等缺陷声纹样本，建立声纹数据库，利用边缘计算、深度学***，分析预测电力设备使用寿命；监测终端安装在被监测的电力设备上，具有三种现场安装方式：强磁、3M胶和螺丝。采用电池供电，无需外部电源。
具体的，监测终端是数据信息的汇流中心，电力负荷、漏磁等参数都采用智能传感器，智能传感器和监测终端之间通信采用无线通信模式，这样可以保证监测终端的密封性，也方便了设备的安装和维护。
所述监测终端包括采集终端主控制器和GPRS模块，所述采集终端主控制器和GPRS模块采用串口通信模式，具体的，串口协议采用私有协议，且每个数据包都做了加密校验处理；GPRS传输目前采用的是***通信公司的“物联网专用号段”套餐，每一个***对应一个频段，而且移动通信做了加密处理，可以保证信息的通信安全性；
智能平台，所述将监测终端所发送的信息进行识别，将报警信息通过微信、短信或者电话的形式推送到设备负责人员的手机上；
所述智能平台包括PC单元和APP单元；
所述智能平台包括周期监测模块、实时监测模块、自学习模块、数据清洗模块、位置信息追踪模块、图表展示模块、资料存档模块；
所述周期监测模块通过周期性读取电力设备声纹数据和电磁场数据，生成时域曲线和频域曲线，采用边缘计算，作出初步筛选和判断，同时把可疑的数据进行本地存储，具体的，周期的数值可根据自身的需求进行设置；
所述实时监测模块实时读取3D加速度传感器和温湿度传感器的数值，将数值和设定的阈值进行横向和纵向对比，一旦数值异常，就产生报警信息并推送给管理人员；
所述自学***台把震动参数、温湿度参数、声纹参数以及电磁场参数通过数据融合算法，形成不同环境下的设备模型，当模型库建立后，数据平台将最新采集的周期数据与模型比对，通过综合比对达到预警和报警功能；
所述数据清洗模块是对采集和传输过程中的数据进行清洗，具体的，有效防止数据污染，产生少量异常数据，导致误判和漏判；
所述位置信息追踪模块是追踪被监测的电力设备的位置信息和移动路线；
所述图表展示模块通过将后台监测数据可以自动生成图表展示，具体的，包括柱状图、时域图、频域图和统计报表等；
所述资料存档模块通过对产生的数据、图形、图片信息自动保存，以备查询和调取。
其中，所述PC单元负责接收和处理报警信息，日常维护项目，报表输出及历史数据管理。
其中，所述APP单元给管理人员提供查看界面和远程操作界面，同时接收推送的报警信息。
其中，所述采集终端主控制器采用M4架构单片机，具体的，M4架构单片机有5级加密功能，内部程序信息无法从外部读取，也无破解。
其中，所述GPRS模块采用MC20模块。
其中，所述app单元通过网络进入app数据库内，调取数据信息，从而给管理人员，具体的，网络指无线网或者数据网。
本发明的信息传输方向包括上行和下行两种模式：上行是指监测终端把数据上传到智能平台，下行是指智能平台下发指令到监测终端。这两种数据传输过程都是通过移动通信的GPRS完成。
GPRS传输目前采用的是***通信公司的“物联网专用号段”套餐。每一个***对应一个频段，而且移动通信做了加密处理，可以保证信息的通信安全性。
智能平台目前采用的是中国航天集团旗下的“航天云网”平台。航天云网作为国家工业互联网行业领航者，基于INDICS+CMSS工业互联网公共服务平台，以“平台总体架构、平台产品与服务、智能制造、工业大数据、网络与信息安全”5大板块为核心的“1+4”发展体系。其中网络与信息安全是航天云网对云平台上的数据安全的保障。
随着采集数据的积累，监测终端具备根据电力设备实际运行工况，自动判断电力设备健康状况的能力。
监测终端周期性的采集电力设备的声纹信息，主控芯片通过数字化变换后进行频域分析，做一个简单的初步判断，如果是正常的数据就做本地存储，如果有故障趋势，就把数字化后的数据上传到智能平台进行更加详细的分析，并把分析结果传输到APP单元。
具体的，本发明的工作原理及使用流程：将监测终端固定安装在被监测的电力设备上，实时监测电力设备的位置参数和位移参数，一旦被监测的电力设备发生非法搬移，报警信息通过GPRS上传到智能平台，正常运行情况下，监测终端采集温度、湿度和变压器声纹信息，定期上传智能平台，监测终端包括采集终端主控制器和GPRS模块，所述采集终端主控制器和GPRS模块采用串口通信模式，智能平台，所述将监测终端所发送的信息进行识别，将报警信息通过微信、短信或者电话的形式推送到设备负责人员的手机上，智能平台包括PC单元和APP单元，PC单元负责接收和处理报警信息，日常维护项目，报表输出及历史数据管理，所述APP单元给管理人员提供查看界面和远程操作界面，同时接收推送的报警信息，智能平台包括周期监测模块、实时监测模块、自学***台把震动参数、温湿度参数、声纹参数以及电磁场参数通过数据融合算法，形成不同环境下的设备模型，当模型库建立后，数据平台将最新采集的周期数据与模型比对，通过综合比对达到预警和报警功能；数据清洗模块是对采集和传输过程中的数据进行清洗，具体的，有效防止数据污染，产生少量异常数据，导致误判和漏判；位置信息追踪模块是追踪被监测的电力设备的位置信息和移动路线；图表展示模块通过将后台监测数据可以自动生成图表展示，包括柱状图、时域图、频域图和统计报表等。本发明可实现野外电力设备的非法搬移监测及报警功能，同时又能对电力设备的运行状态进行分析，并可以完成报警和预警功能；能够很好的解决目前电力设备设计的安全问题，同时目前的电力安全监测具有很广阔的市场前景。综合多方面因素，本发明量产化以后，既可以为电力安全事业做出一定的贡献，同时又能创造一定的经济效益。本发明能够监测数据的采集、传输、存储，包括运行设备温度、湿度、位置、振动加速度、声纹等信息；运行设备温湿度实时数据、历史数据展示，异常报警；振动数据及异常报警；GPS定位及导航、追踪；运行设备声纹采录和异常报警；对温度、湿度、声纹以及与变压器等设备运行数据的比对，通过大数据的积累和深度分析，研究设备故障与周围环境及声纹的相关性，提前预判设备健康状况和寿命。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，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发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种电力安全实时在线监测***，其特征在于，包括：
监测终端，所述监测终端固定安装在被监测的电力设备上，实时监测电力设备的位置参数和位移参数；
所述监测终端包括采集终端主控制器和GPRS模块，所述采集终端主控制器和GPRS模块采用串口通信模式；
智能平台，所述智能平台将监测终端所发送的信息进行识别，将报警信息通过微信、短信或者电话的形式推送到设备负责人员的手机上；
所述智能平台包括PC单元和APP单元；
所述智能平台包括周期监测模块、实时监测模块、自学习模块、数据清洗模块、位置信息追踪模块、图表展示模块、资料存档模块；
所述周期监测模块通过周期性读取电力设备声纹数据和电磁场数据，生成时域曲线和频域曲线，采用边缘计算，作出初步筛选和判断，同时把可疑的数据进行本地存储；
所述实时监测模块实时读取3D加速度传感器和温湿度传感器的数值，将数值和设定的阈值进行横向和纵向对比，一旦数值异常，就产生报警信息并推送给管理人员；
所述自学***台把震动参数、温湿度参数、声纹参数以及电磁场参数通过数据融合算法，形成不同环境下的设备模型，当模型库建立后，数据平台将最新采集的周期数据与模型比对，通过综合比对达到预警和报警功能；
所述数据清洗模块是对采集和传输过程中的数据进行清洗；
所述位置信息追踪模块是追踪被监测的电力设备的位置信息和移动路线；
所述图表展示模块通过将后台监测数据可以自动生成图表展示；
所述资料存档模块通过对产生的数据、图形、图片信息自动保存，以备查询和调取。
2.根据权利要求1所述的一种电力安全实时在线监测***，其特征在于：所述PC单元负责接收和处理报警信息，日常维护项目，报表输出及历史数据管理。
3.根据权利要求1所述的一种电力安全实时在线监测***，其特征在于：所述APP单元给管理人员提供查看界面和远程操作界面，同时接收推送的报警信息。
4.根据权利要求1所述的一种电力安全实时在线监测***，其特征在于：所述采集终端主控制器采用M4架构单片机。
5.根据权利要求1所述的一种电力安全实时在线监测***，其特征在于：所述GPRS模块采用MC20模块。
6.根据权利要求1所述的一种电力安全实时在线监测***，其特征在于：所述app单元通过网络进入app数据库内，调取数据信息，从而给管理人员。
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