全网通端子箱环境实时监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种全网通端子箱环境实时监测系统及方法，所述系统包括环境探测采集单元、系统主控单元、全网通信单元、联动继电器单元、后台管理系统；环境探测采集单元对端子箱的环境参数进行采集监测，将采集的环境数据发送给系统主控单元；系统主控单元)判断环境数据是否正常，在数据异常时触发联动继电器单元控制执行设备调节环境参数，同时通过全网通信单元发送环境数据及报警信息传送给后台管理系统，后台管理系统实时监测所有前端端子箱的运行情况，通过后台电子地图快速定位异常报警的端子箱，并将信息发送到手机终端设备；所述系统主控单元与全网通信单元之间的通讯方式包括LoRa、Zigbee、NBIoT、WiFi、RJ45、CAN、RS485、GPRS、4G。

Real-time Environmental Monitoring System and Method for Terminal Box of Full Netcom

The invention discloses a real-time monitoring system and method for the environment of a full-network communication terminal box, which comprises an environmental detection acquisition unit, a main control unit of the system, a full-network communication unit, a linkage relay unit and a background management system, and an environmental detection acquisition unit collects and monitors the environmental parameters of the terminal box and transmits the collected environmental data to the main control unit of the system. Unit) Judging whether the environmental data is normal or not, triggering the relay unit to control the execution equipment to adjust the environmental parameters when the data is abnormal, and transmitting the environmental data and alarm information to the background management system through the whole network communication unit. The background management system monitors the operation of all front-end sub-boxes in real time, and locates the abnormal alarm terminal box quickly through the background electronic map. The communication mode between the main control unit of the system and the whole network communication unit includes LoRa, Zigbee, NBIoT, WiFi, RJ45, CAN, RS485, GPRS and 4G.

【技术实现步骤摘要】
全网通端子箱环境实时监测系统及方法
本专利技术涉及电力设备监控
，具体的来说，是指一种全网通端子箱环境实时监测系统及方法。
技术介绍
变电站内，端子箱是户外电气设备与户内保护测控、通信设备连接的中间环节，主要负责将室内非电量保护信号、通信及测控装置与室外的各类电气设备加以连接，在电力系统中发挥着测量与保护的双重作用，其运行状态是否良好直接影响到电力系统运行的安全性及供电的稳定性。对变电站端子箱的环境进行状态监测，是提升电力系统安全稳定运行的有效手段之一。目前，现有技术中通常采用以下两种方案对端子箱环境进行监测：①温控器方式：在端子箱加装加热片及抽风风扇，通过温控器进行自动控制，工作人员无法及时管控，经常导致加热器及风扇长时间连续工作而损坏，但却不知情，进而导致造成端子箱内各种事故；②通过有线(总线、以太网)或无线(GPRS、WIFI、Zigbee)监测温湿度方式：目前市面上大部分都只是监测温度、湿度，监测参数单一，且没有后续联动处理单元。方式一由于没有将参数上传，以及只能监测温湿度参数，工作人员无法实时掌握端子箱具体情况；方式二虽然可以上传数据，但监测参数(只有温湿度)单一，传输方式也不够全面(主要为以太网、WIFI、Zigbee、GRPS)，且无联动处理单元，只能单纯监测温湿度参数。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，而提出的一种全网通端子箱环境实时监测系统及方法，集成了全网通信模组，自适应市面上任一种通信组网方式；很好的解决了变电站对传输的各种特殊要求，并能快速部署到现有变电站而不必破坏现场格局。为实现上述目的，本专利技术所设计的一种全网通端子箱环境实时监测系统，其特殊之处在于，包括环境探测采集单元、系统主控单元、全网通信单元、联动继电器单元、后台管理系统；环境探测采集单元对端子箱的环境参数进行采集监测，将采集的环境数据发送给系统主控单元；所述系统主控单元判断环境数据是否正常，在数据异常时触发联动继电器单元控制执行设备调节环境参数，同时通过全网通信单元发送环境数据及报警信息传送给后台管理系统，后台管理系统实时监测所有前端端子箱的运行情况，通过后台电子地图快速定位异常报警的端子箱，并将信息发送到手机终端设备；所述系统主控单元与全网通信单元之间的通讯方式包括LoRa、Zigbee、NBIoT、WiFi、RJ45、CAN、RS485、GPRS、4G。进一步地，所述全网通信单元建立节点网络，接收网络内每一个系统主控单元发送的环境数据及报警信息，将环境数据及报警信息发送至后台管理系统。更进一步地，所述系统主控单元包括数据接口模块、LoRa模块、Zigbee模块、NBIoT模块、WiFi模块、RJ45接口、CAN接口、RS485接口、GPRS模块、SIM卡接口、联动继电器模块、存储模块、报警继电器、LED显示屏和电源模块。更进一步地，所述数据接口模块与环境探测采集单元、市电电压输入、直流电压输入、开关量输入连接。更进一步地，所述联动继电器单元具有8路继电器输出，单路最大负载AC220V10A，继电器包括耦合电路、触发电路、过零控制电路、开关电路和吸收电路。更进一步地，所述环境探测采集单元包括温湿度传感器、漏水传感器、烟感传感器、门磁开关、和红外探测器。更进一步地，所述漏水传感器为敷设在端子箱内壁四周的电缆，电缆的输出端与数据接口模块连接，数据接口模块采集电缆的开关量作为漏水传感器的物理特征值。更进一步地，所述全网通信单元包括控制器、交换机、看门狗模块、时钟模块、数据接口模块、LoRa模块、Zigbee模块、NBIoT模块、WiFi模块、RJ45接口、CAN接口、RS485接口、GPRS模块、SIM卡接口和电源模块。本专利技术还提出一种基于上述的全网通端子箱环境实时监测系统的监测方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：1)全网通信单元以ID标识组建网络，系统主控单元请求加入网络，全网通信单元为每一个加入该网络的系统主控单元分配一个16位数的网络地址，同时建立一个地址表，使得系统主控单元与全网通信单元建立绑定关系；2)系统主控单元根据所在端子箱的环境需求确定通信协议方式，并以该通信协议方式与全网通信单元通讯，所述通信协议方式包括LoRa、Zigbee、NBIoT、WiFi、RJ45、CAN、RS485、GPRS、4G；3)环境探测采集单元对端子箱的环境参数进行采集监测，将采集的环境数据发送给系统主控单元，所述环境参数包括温度参数、湿度参数、漏水检测参数、柜门检测参数、烟感检测参数、有毒气体参数、PM2.5参数；4)系统主控单元判断环境数据是否正常，在数据异常时触发联动继电器单元控制执行设备调节环境参数，同时通过全网通信单元发送环境数据及报警信息传送给后台管理系统；所述温度参数的正常范围为0～30℃，所述湿度参数的正常范围为0～60％，所述漏水检测参数、柜门检测参数的正常信号为开关量为负；5)后台管理系统实时监测所有前端端子箱的运行情况，通过后台电子地图快速定位异常报警的端子箱，并将信息发送到手机终端设备。优选地，所述步骤2)中，所述温度参数异常时联动继电器单元控制工业空调或风扇进行送冷风或通风降温动作；所述湿度参数异常时控制加热器或风扇进行送加热蒸发湿气或通风排湿动作；所述漏水检测参数异常时控制电磁阀门开关或者排水设备进行排水处理。本专利技术以物联网LoRa、NB-IoT、Zigbee、WIFI、GPRS、4G/5G、CAN、RS485、以太网等协议为通信组网基础，覆盖市面上所有主流通信组网方式，无论现场是哪一种通信协议，都能实现无缝接入并快速组网应用。系统主机通过各种环境探测器将采集的参数上传给后台管理系统，通过多条件组合联动控制输出，智能的控制风扇、空调、祛湿器或加热器、排水电磁阀等设备的工作，并实时本地报警以及将报警信息通知相关人员；系统实现了对端子箱环境的动态的、实时的远程监控及智能联动控制，有效的预防了各种自然灾害的发生。本专利技术的优点包括：1、自适应全网通信：LoRa、Zigbee、NBIoT、WiIFi、RJ45、CAN、RS485、GPRS、4G...集成了全网通信模组，自适应市面上任一种通信组网方式；很好的解决了变电站对传输的各种特殊要求，并能快速部署到现有变电站而不必破坏现场格局；使各级领导和相关管理人员能及时、准确了解设备的运作情况，实时把握端子箱运行环境情况；2、多种环境参数探测检测：支持各种环境探测器输入，如：温湿度、红外探测器、烟感、漏水检测、有毒气体、PM2.5/P10、气象参数等等；3、联动处置：可任意条件组合编程联动继电器的开关，实现触发处置动作；支持拓展多继电器联动输出：可支持多达8路继电器输出，单路最大负载AC220V10A；4、通过系统联网，保证各种数据的统一和及时有效；通过分级管理，设置管理层次，分配管理责任，将事故责任到人；简化工作流程；通过报警联动，建立区域的整体安全防范系统；支持移动端在线检测及管理：可开发对接微信公众号以及打包APP方式管理；5、支持多信道多数据速率的并行处理，系统容量大；大大地改善了接收的灵敏度，降低了功耗。附图说明图1为本专利技术全网通端子箱环境实时监测系统的拓扑图；图中：环境探测采集单元A，系统主控单元B，全网通信单元C，联动继电器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全网通端子箱环境实时监测系统，其特征在于：包括环境探测采集单元(A)、系统主控单元(B)、全网通信单元(C)、联动继电器单元(D)、后台管理系统(E)；环境探测采集单元(A)对端子箱的环境参数进行采集监测，将采集的环境数据发送给系统主控单元(B)；所述系统主控单元(B)判断环境数据是否正常，在数据异常时触发联动继电器单元(D)控制执行设备调节环境参数，同时通过全网通信单元(C)发送环境数据及报警信息传送给后台管理系统(E)，后台管理系统(E)实时监测所有前端端子箱的运行情况，通过后台电子地图快速定位异常报警的端子箱，并将信息发送到手机终端设备；所述系统主控单元(B)与全网通信单元(C)之间的通讯方式包括LoRa、Zigbee、NBIoT、WiFi、RJ45、CAN、RS485、GPRS、4G。

【技术特征摘要】
1.一种全网通端子箱环境实时监测系统，其特征在于：包括环境探测采集单元(A)、系统主控单元(B)、全网通信单元(C)、联动继电器单元(D)、后台管理系统(E)；环境探测采集单元(A)对端子箱的环境参数进行采集监测，将采集的环境数据发送给系统主控单元(B)；所述系统主控单元(B)判断环境数据是否正常，在数据异常时触发联动继电器单元(D)控制执行设备调节环境参数，同时通过全网通信单元(C)发送环境数据及报警信息传送给后台管理系统(E)，后台管理系统(E)实时监测所有前端端子箱的运行情况，通过后台电子地图快速定位异常报警的端子箱，并将信息发送到手机终端设备；所述系统主控单元(B)与全网通信单元(C)之间的通讯方式包括LoRa、Zigbee、NBIoT、WiFi、RJ45、CAN、RS485、GPRS、4G。2.根据权利要求1所述的全网通端子箱环境实时监测系统，其特征在于：所述全网通信单元(C)建立节点网络，接收网络内每一个系统主控单元(B)发送的环境数据及报警信息，将环境数据及报警信息发送至后台管理系统(E)。3.根据权利要求1所述的全网通端子箱环境实时监测系统，其特征在于：所述系统主控单元(B)包括数据接口模块、LoRa模块、Zigbee模块、NBIoT模块、WiFi模块、RJ45接口、CAN接口、RS485接口、GPRS模块、SIM卡接口、联动继电器模块、存储模块、报警继电器、LED显示屏和电源模块。4.根据权利要求3所述的全网通端子箱环境实时监测系统，其特征在于：所述数据接口模块与环境探测采集单元、市电电压输入、直流电压输入、开关量输入连接。5.根据权利要求2所述的全网通端子箱环境实时监测系统，其特征在于：所述联动继电器单元(D)具有8路继电器输出，单路最大负载AC220V10A，继电器包括耦合电路、触发电路、过零控制电路、开关电路和吸收电路。6.根据权利要求4所述的全网通端子箱环境实时监测系统，其特征在于：所环境探测采集单元包括温湿度传感器、漏水传感器、烟感传感器、门磁开关、红外探测器。7.根据权利要求6所述的全网通端子箱环境实时监测系统，其特征在于：所述漏水传感器为敷设在端子箱内壁四周的电缆，电缆的输出端与数据接口模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：王黎萍，李非，许克剑，许涛，肖小龙，白露，刘逸思，
申请(专利权)人：武汉神洁建设发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42