CN114035481A - 一种基于数字孪生技术的监控*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字孪生技术的监控***，监控终端、第一信号传输模块、第一处理器、数据存储模块、***软件模块、用户登陆模块、用户识别模块、模板编辑模块、故障预警模块、反馈模块、控制器和移动终端。本发明相较于现有的监控***，基于数字孪生技术设计有设备三维可视化功能，可以直观的显示设备的故障和异常位置，为检修提供精准的指导；本发明设计有故障预测功能，在监测到异常数据后会发出预警，并且可以远程关闭设备，保障设备安全；同时可以自动分析监测数据、智能生成人员派遣方案，极大的减轻的人员工作强度，使繁杂的流程简单化，提高了维修效率。***整体鲁棒性强，抗干扰性能优，尤其是适用于电力远程监控技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及监控***技术领域，具体为一种基于数字孪生技术的监控***。
背景技术
随着互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术迅速发展，信息技术对于数据的强大计算和分析能力为各行业发展开辟崭新的发展空间，对数据的安全性要求也随之提高。数字孪生是数字模型对物理***的真实等价映射。通过实时监测***状态，动态更新数字模型，能够提升数字模型的诊断、评估与维护能力。数字孪生最初是由Mcihael Grieves博士在密歇根大学和NASA研讨会上提出的。
现有技术CN108924043A公开了一种***监控方法、网关通信、网关装置、业务处理设备，该***监控方法包括：包括：网关设备与至少一个业务子***连接，并记录连接的至少一个业务子***的信息；接收用户设备发送的请求信息，其中，请求信息中包含目标业务子***的标识；在根据标识确定目标业务子***为已记录信息的业务子***时，将请求信息发送给目标业务子***，以使得目标业务子***根据请求信息执行处理任务；生成与请求信息对应的目标业务子***的监控信息。通过上述方式，本发明能够节约获取至少一个业务子***的监控信息所需的时间，提高工作效率。但是现有的监控***缺少故障预测功能，只能检测到已发生的故障，导致警报延迟；现有的监控***智能化程度低，在监控中心收到警报信息后，需要工作人员进行分析处理，然后再派遣分配维护人员前去维护，该过程需要耗费大量的时间，造成维修延误，严重影响到了市民的生产生活。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于数字孪生技术的监控***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于数字孪生技术的监控***，包括监控终端，所述监控终端的内部安装有第一处理器，第一处理器的一侧设置有第一信号传输模块，且第一信号传输模块与第一处理器通过信号线连接，第一信号传输模块的一侧设置有数据存储模块，且数据存储模块与第一处理器通过信号线连接。
优选的，所述数据存储模块的内部存储有***软件模块，***软件模块包括用户登陆模块、用户识别模块、模板编辑模块、故障预警模块和反馈模块。
优选的，所述第一处理器的一侧设置有第一电源管理模块，且第一电源管理模块与第一处理器通过信号线连接。
优选的，所述第一处理器的一侧设置有警报模块，且警报模块与第一处理器通过信号线连接，警报模块的一侧设置有显示模块，且显示模块与第一处理器通过信号线连接。
优选的，所述监控终端与云服务器建立数据连接，云服务器的内部存储有设备参数信息库、设备三维模型库、设备维护日志库和维护方案模板库。
优选的，所述云服务器与数据采集器建立数据连接，数据采集器的内部安装有第二处理器，第二处理器的一侧设置有数据采集模块，且数据采集模块与第二处理器通过信号线连接，数据采集模块的一侧设置有第二信号传输模块，且第二信号传输模块与第二处理器通过信号线连接，第二信号传输模块的一侧设置有第二电源管理模块，且第二电源管理模块与第二处理器通过信号线连接。
优选的，所述数据采集器的一侧外壁上设置有二维码，数据采集器的一侧设置有控制器，且控制器与第二处理器通过信号线连接。
优选的，所述数据采集模块包括温度信息采集子模块、湿度信息采集子模块、二氧化碳浓度信息采集子模块、有害气体信息采集子模块和振动信息采集子模块。
优选的，所述云服务器与移动终端建立数据连接，移动终端的内部安装有第三处理器，第三处理器的一侧设置有第三信号传输模块，且第三信号传输模块与第三处理器通过信号线连接，第三信号传输模块的一侧设置有第三电源管理模块，且第三电源管理模块与第三处理器通过信号线连接，移动终端的一侧外壁上固定连接有触摸屏模块，且触摸屏模块与第三处理器通过信号线连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明相较于现有的监控***，基于数字孪生技术设计有设备三维可视化功能，可以直观的显示设备的故障和异常位置，为检修提供精准的指导；本发明设计有故障预测功能，在监测到异常数据后会发出预警，并且可以远程关闭设备，保障设备安全；本发明的智能化程度高，可以自动分析监测数据、自动提出维护方案、智能生成人员派遣方案，极大的减轻的人员工作强度，使繁杂的流程简单化，提高了维修效率。
附图说明
图1为本发明的***模块框图；
图2为本发明的软件模块框图；
图3为本发明的数据采集模块框图；
图4为本发明的***流程图；
图中：1、监控终端；11、第一信号传输模块；12、第一处理器；13、数据存储模块；14、***软件模块；141、用户登陆模块；142、用户识别模块；143、模板编辑模块；144、故障预警模块；145、反馈模块；15、第一电源管理模块；16、警报模块；17、显示模块；2、云服务器；21、设备参数信息库；22、设备三维模型库；23、设备维护日志库；24、维护方案模板库；3、数据采集器；31、二维码；32、第二处理器；33、数据采集模块；331、温度信息采集子模块；332、湿度信息采集子模块；333、二氧化碳浓度信息采集子模块；334、有害气体信息采集子模块；335、振动信息采集子模块；34、第二信号传输模块；35、第二电源管理模块；4、控制器；5、移动终端；51、第三信号传输模块；52、第三处理器；53、触摸屏模块；54、第三电源管理模块。
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：一种基于数字孪生技术的监控***，包括监控终端1，监控终端1的内部安装有第一处理器12，第一处理器12的一侧设置有第一信号传输模块11，且第一信号传输模块11与第一处理器12通过信号线连接，第一信号传输模块11的一侧设置有数据存储模块13，且数据存储模块13与第一处理器12通过信号线连接；数据存储模块13的内部存储有***软件模块14，***软件模块14包括用户登陆模块141、用户识别模块142、模板编辑模块143、故障预警模块144和反馈模块145，用户登陆模块141用于管理员登陆，用户识别模块142用于识别登陆信息，模板编辑模块143用于管理编辑模板，故障预警模块144用于提供预警信息，反馈模块145用于接收维护反馈信息；第一处理器12的一侧设置有第一电源管理模块15，且第一电源管理模块15与第一处理器12通过信号线连接，第一电源管理模块15用于管理监控终端1的电源；第一处理器12的一侧设置有警报模块16，且警报模块16与第一处理器12通过信号线连接，警报模块16的一侧设置有显示模块17，且显示模块17与第一处理器12通过信号线连接，警报模块16用于发出警报，显示模块17用于显示警报信息；监控终端1与云服务器2建立数据连接，云服务器2的内部存储有设备参数信息库21、设备三维模型库22、设备维护日志库23和维护方案模板库24，云服务器2用于信息传输和存储，设备参数信息库21存储设备基本信息，设备三维模型库22用于存储模型信息，设备维护日志库23用于存储维护信息，维护方案模板库24用于存储维护方案模板；云服务器2与数据采集器3建立数据连接，数据采集器3的内部安装有第二处理器32，第二处理器32的一侧设置有数据采集模块33，且数据采集模块33与第二处理器32通过信号线连接，数据采集模块33的一侧设置有第二信号传输模块34，且第二信号传输模块34与第二处理器32通过信号线连接，第二信号传输模块34的一侧设置有第二电源管理模块35，且第二电源管理模块35与第二处理器32通过信号线连接，数据采集器3通过数据采集模块33采集设备数据，第二处理器32用于处理数据，第二信号传输模块34用于信号收发，第二电源管理模块35用于管理数据采集器3的电源；数据采集器3的一侧外壁上设置有二维码31，数据采集器3的一侧设置有控制器4，且控制器4与第二处理器32通过信号线连接，二维码31方便维护人员通过移动终端5快速读取设备基础信息及维护信息，数据采集器3通过控制器4远程控制设备；数据采集模块33包括温度信息采集子模块331、湿度信息采集子模块332、二氧化碳浓度信息采集子模块333、有害气体信息采集子模块334和振动信息采集子模块335，温度信息采集子模块331用于采集设备的内部温度数据，湿度信息采集子模块332用于采集设备的内部湿度数据，二氧化碳浓度信息采集子模块333用于采集设备的内部二氧化碳浓度数据，有害气体信息采集子模块334用于采集设备的内部有害气体数据，振动信息采集子模块335用于采集设备振动数据；云服务器2与移动终端5建立数据连接，移动终端5的内部安装有第三处理器52，第三处理器52的一侧设置有第三信号传输模块51，且第三信号传输模块51与第三处理器52通过信号线连接，第三信号传输模块51的一侧设置有第三电源管理模块54，且第三电源管理模块54与第三处理器52通过信号线连接，移动终端5的一侧外壁上固定连接有触摸屏模块53，且触摸屏模块53与第三处理器52通过信号线连接，移动终端5用于维护人员接收维护命令和反馈维护结果，并通过识别二维码31快速读取设备基础信息及日常维护信息，同时通过云服务器2下载设备模型信息和维护方案模板信息。
工作原理：使用本发明进行设备监控时，首先在云服务器2上建立设备参数信息库21、设备三维模型库22、设备维护日志库23和维护方案模板库24，然后将技术人员编辑的设备参数信息、设备三维模型、设备维护日志和维护方案模板存储在对应的库中，建立监控终端1与云服务器2、云服务器2与数据采集器3、云服务器2与移动终端5间的数据连接，初始化***，使用监控终端1下载设备模型，通过模板编辑模块143编辑维护方案模板，并由第二信号传输模块34上传至维护方案模板库24，数据采集模块33采集设备数据，经第三处理器52处理后，通过第二信号传输模块34发送给云服务器2，云服务器2将数据发送给监控终端1，由第一信号传输模块11接收并传递给第一处理器12，第一处理器12提取特征数据，并进行分析判断，若识别为数据为异常数据，则通过故障预警模块144发出预警，通过显示模块17显示，并调用设备模型，显示异常位置，管理员可对其进行忽略或确认，确认后则会调用对应的维护方案模板，预选维护人员，立即生成维护指令，并通过云服务器2传递给移动终端5，通知维护人员前去维护，同时通过云服务器2传递传递指令给数据采集器3，由第二处理器32发送指令给控制器4，控制设备关闭，避免设备发生故障；若识别为数据为故障数据，则通过警报模块16直接发出警报，并调用设备模型，显示异常位置，经管理员确认后，调用对应的维护方案模板，预选维护人员，立即生成维护指令，并通过云服务器2传递给移动终端5，由第三信号传输模块51接收，经第三处理器52处理后，由触摸屏模块53显示，以此通知维护人员前去维护，维护人员通过点击维护指令所携带的链接，可以直接在线浏览维护方案模板、设备信息和故障信息，同时也可将此次维护结果和维护过程中所遇到的问题通过移动终端5反馈给反馈模块145，管理人员可据此更新设备维护日志库23和维护方案模板库24；若某区域的设备与云服务器2失去连接，则维护人员可直接扫描识别二维码31，以便快速读取设备基础信息及日常维护信息，其中，温度信息采集子模块331用于采集设备的内部温度数据，湿度信息采集子模块332用于采集设备的内部湿度数据，二氧化碳浓度信息采集子模块333用于采集设备的内部二氧化碳浓度数据，有害气体信息采集子模块334用于采集设备的内部有害气体数据，振动信息采集子模块335用于采集设备振动数据，用户登陆模块141用于管理员登陆，用户识别模块142用于识别登陆信息，模板编辑模块143用于管理编辑模板，故障预警模块144用于提供预警信息，反馈模块145用于接收维护反馈信息，第一电源管理模块15用于管理监控终端1的电源，第二电源管理模块35用于管理数据采集器3的电源，第三电源管理模块54用于管理移动终端5的电源。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生技术的监控***，包括监控终端(1)，其特征在于：所述监控终端(1)的内部安装有第一处理器(12)，第一处理器(12)的一侧设置有第一信号传输模块(11)，且第一信号传输模块(11)与第一处理器(12)通过信号线连接，第一信号传输模块(11)的一侧设置有数据存储模块(13)，且数据存储模块(13)与第一处理器(12)通过信号线连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的监控***，其特征在于：所述数据存储模块(13)的内部存储有***软件模块(14)，***软件模块(14)包括用户登陆模块(141)、用户识别模块(142)、模板编辑模块(143)、故障预警模块(144)和反馈模块(145)。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的监控***，其特征在于：所述第一处理器(12)的一侧设置有第一电源管理模块(15)，且第一电源管理模块(15)与第一处理器(12)通过信号线连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生技术的监控***，其特征在于：所述第一处理器(12)的一侧设置有警报模块(16)，且警报模块(16)与第一处理器(12)通过信号线连接，警报模块(16)的一侧设置有显示模块(17)，且显示模块(17)与第一处理器(12)通过信号线连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的监控***，其特征在于：所述监控终端(1)与云服务器(2)建立数据连接，云服务器(2)的内部存储有设备参数信息库(21)、设备三维模型库(22)、设备维护日志库(23)和维护方案模板库(24)。
6.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生技术的监控***，其特征在于：所述云服务器(2)与数据采集器(3)建立数据连接，数据采集器(3)的内部安装有第二处理器(32)，第二处理器(32)的一侧设置有数据采集模块(33)，且数据采集模块(33)与第二处理器(32)通过信号线连接，数据采集模块(33)的一侧设置有第二信号传输模块(34)，且第二信号传输模块(34)与第二处理器(32)通过信号线连接，第二信号传输模块(34)的一侧设置有第二电源管理模块(35)，且第二电源管理模块(35)与第二处理器(32)通过信号线连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生技术的监控***，其特征在于：所述数据采集器(3)的一侧外壁上设置有二维码(31)，数据采集器(3)的一侧设置有控制器(4)，且控制器(4)与第二处理器(32)通过信号线连接。
8.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生技术的监控***，其特征在于：所述数据采集模块(33)包括温度信息采集子模块(331)、湿度信息采集子模块(332)、二氧化碳浓度信息采集子模块(333)、有害气体信息采集子模块(334)和振动信息采集子模块(335)。
9.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生技术的监控***，其特征在于：所述云服务器(2)与移动终端(5)建立数据连接，移动终端(5)的内部安装有第三处理器(52)，第三处理器(52)的一侧设置有第三信号传输模块(51)，且第三信号传输模块(51)与第三处理器(52)通过信号线连接，第三信号传输模块(51)的一侧设置有第三电源管理模块(54)，且第三电源管理模块(54)与第三处理器(52)通过信号线连接，移动终端(5)的一侧外壁上固定连接有触摸屏模块(53)，且触摸屏模块(53)与第三处理器(52)通过信号线连接。
10.根据权利1-9所述的一种基于数字孪生技术的监控***，其特征在于，所述***具体实现步骤如下：
步骤1：数据采集模块(33)采集所监控设备的数据，传输至第三处理器(52)；
步骤2：第三处理器(52)对数据进行处理，并通过第二信号传输模块(34)将处理后的数据发送至云服务器(2)；
步骤3：云服务器(2)将数据发送至监控终端(1)，由第一信号传输模块(11)接收并传输至第一处理器(12)；
步骤4：第一处理器(12)提取特征数据，并判断是否为异常数据，若为异常数据则进行步骤5，若不是异常数据则进行步骤6；
步骤5：故障预警模块(144)发出预警信号，并通过显示模块(17)显示异常发生位置，管理员确认异常位置是否发生故障，若为真实故障，则进行步骤8；若非真实故障则结束该***；
步骤6：判断特征数据是否为故障数据，若为故障数据，则进行步骤7；若非故障数据，则返回步骤4，对数据进行重新分析；
步骤7：警报模块(16)发出警报，第一处理器(12)调用对应的设备模型，并显示故障位置，管理员确认故障位置是否发生故障，若为真实故障，则进行步骤8；若非真实故障则结束该***；
步骤8：第一处理器(12)调用对应的维护方案模板，预选维护人员，立即生成维护指令，并通过云服务器(2)传递给对应人员的移动终端，同时云服务器(2)传递指令给数据采集器(3)，由第二处理器(32)发送指令给控制器(4)，控制设备关闭，同时维护人员对设备进行维护，并将结果反馈至反馈模块(145)，更新维护方案模板库及设备维护日志库。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111399848.2A CN114035481A (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 一种基于数字孪生技术的监控*** |
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| CN202111399848.2A CN114035481A (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 一种基于数字孪生技术的监控*** |
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ID=80145276
Family Applications (1)
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| CN (1) | CN114035481A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114253228A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-29 | 中国科学院软件研究所 | 一种基于数字孪生的工业设备对象建模方法及装置 |
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2021
- 2021-11-19 CN CN202111399848.2A patent/CN114035481A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114253228A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-29 | 中国科学院软件研究所 | 一种基于数字孪生的工业设备对象建模方法及装置 |
| CN114253228B (zh) * | 2021-11-22 | 2023-09-12 | 中国科学院软件研究所 | 一种基于数字孪生的工业设备对象建模方法及装置 |
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