一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统技术方案

本发明专利技术涉及电力通道监控技术领域，尤其涉及一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统，可连续、动态、实时的采集电力沟道环境内的环境信息，以及重点部位包括电缆和电缆中间接头的运行状态信息，并将采集到的信息分别发送给智能执行机构和远端的监控中心或者移动监控端。通过监测系统反馈的现场输电线路的运行状态，智能执行机构可以按照预设的运行条件自动进行启动、停止或其他执行动作，也可以接收远端执行指令进行相应的动作对环境进行调节，从而改善电力沟道条件内输电线路的运行状态或环境。同时，本发明专利技术基于上述智能监控系统还提出了一种多数据融合的三相不平衡调节控制方法，能够更有效的改善电力沟道条件内输电线路的运行环境。

An intelligent monitoring system of power channel environment based on Lora Technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统
本专利技术涉及电力通道监控
，尤其涉及一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统。
技术介绍
电力电缆是城市配电网的关键的一次设备，为了保证配电网系统的运行，提升对电力沟道内电缆、电缆中间接头故障或突发事件的预警和应急处理能力，保证运维人员工作环境的安全，对电力沟道进行连续、动态、实时的动态监测，并智能、远程的对环境异常进行主动改善和干预十分重要。现在的电力沟道环境监控存在以下问题：1.缺乏对电力沟道环境的动态、实时、连续的监控能力。通常电力电缆敷设于电力沟道或隧道中，环境相对闭塞，电力沟道容易积累有害气体和水，有害气体浓度过高或是积水严重都会造成运维人员的危险或是运维困难。运维时，现有的技术方案主要还是现场监测，受到作业面的影响，不能实现连续、动态、实时监测。2.缺乏对电力沟道环境的智能干预能力。因为每盘电缆有固定的长度，为了敷设更长的电缆线路，必须将多段通过电缆中间接头相接。电缆中间接头的质量不高、连接不紧、接触电阻过大，在运行过程中对中间接头工作状态的异常不能及时的发现并处理，会致使电缆接头过热并击穿绝缘，导致电力沟道发生火灾。现有的技术不能发现危险发生的趋势，并主动作出应对措施。3.缺乏适合电力沟道条件的信息传输手段。电力沟道地理位置跨度大，沟道内部无线信号覆盖较差，沟道内的各类传感器、智能控制器与远程监控终端实现远距离无线通信较为困难，或者通信质量不够好。且铺设有线网络的成本较高，维护难度大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为：提供一种基于LoRa技术电力沟道环境智能监控系统，以连续、动态、实时的采集电力沟道环境内的环境信息，以及重点部位包括电缆和电缆中间接头的运行状态信息，并将采集到的信息分别发送给智能执行机构和远端的监控中心或者移动监控端。智能执行机构可以按照预设的运行条件自动进行启动、停止或其他执行动作。智能执行机构也可以接收远端监控中心或者移动监控端的执行指令进行相应的执行动作。通过监测系统反馈的现场输电线路的运行状态，智能执行机构对输电线路的运行环境的自动调节，或按照远程控制指令进行调节，从而改善电力沟道条件内输电线路的运行状态或环境，避免发生电力故障，从而提高输电线路的可靠性，保障供电质量。并解决了在现有电力沟道环境中的组网和信息交互困难以及运维成本高等问题。同时，本专利技术基于上述智能监控系统还提出了一种多数据融合的三相不平衡调节控制方法，能够更有有效的改善电力沟道条件内输电线路的运行环境。本专利技术技术方案为：一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统，包括环境监测模块(1)、电缆运行状态监测模块(2)、电缆中间接头运行状态监测模块(3)、LoRa网关/基站(4)、LoRa节点模块(5)、Internet网络(6)、远程终端装置RTU(7)、三相不平衡调节装置(8)、单片机(9)、智能执行机构(10)、远程监控中心计算机(11)、远程移动监控端(12)，以及各设备和模块的供电模块(13)，所述环境监测模块(2)包括分别与所述单片机(9)连接的传感器(14)，所述传感器(14)设置于所述电力沟道内部用于监测环境参数，所述单片机(9)通过总线连接LoRa节点模块(5)，单片机(9)判断出所述电力沟道内环境参数到达预设阈值时，通过LoRa网关/基站(4)和LoRa节点模块(5)组成的LoRa网络及Internet网络(6)分别向智能执行机构(10)，远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)发送测控信息，所述电缆运行状态监测模块(2)包括分别与所述单片机(9)连接的温度传感器(15)，所述温度传感器(15)设置于电缆表面用于监测电缆表面温度，所述电缆中间接头运行状态监测模块(3)包括分别与所述单片机(9)连接的温度传感器(16)，所述单片机(9)连接的温度传感器(16)安置于电缆中间接头用于监测电缆中间接头的温度，单片机(9)判断出所述电缆表面或/和所述电缆中间接头的温度到达预设温度阈值时，通过LoRa网络分别向远程终端装置RTU(7)、三相不平衡调节装置(8)、智能执行机构(10)、远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)发送测控信息。进一步地，所述传感器(14)为温湿度传感器(17)，所述智能执行机构(10)为智能通风装置(19)和/或智能降温除湿装置(20)，温湿度传感器(17)设置于所述电力沟道内部用于监测温度和湿度，单片机(9)判断出所述电力沟道内温湿度到达预设第一阈值时，通过LoRa网络向智能执行机构(10)发送测控信息，启动智能通风装置(19)和/或智能降温除湿装置(20)并对电力通道环境进行改善，到电力沟道内温湿度低于第一阈值时停止工作，否则，单片机(9)判断出电力沟道内温湿度到达预设第二阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)将报警信号发送至远程监控中心计算机(11)和/或远程移动监控端(12)。进一步地，所述传感器(14)为可燃气体传感器(21)和/或有毒气体传感器(22)，所述智能执行机构(10)为智能通风装置(19)，可燃气体传感器(21)和/或有毒气体传感器(22)设置于所述电力沟道内部用于监测可燃气体和/或有毒气体的气体浓度，单片机(9)判断出所述电力沟道内气体浓度到达预设第一阈值时，通过LoRa网络向智能通风装置(19)发送测控信息，启动智能通风装置(19)并对电力通道环境进行改善，到电力沟道内气体浓度低于第一阈值时停止工作，否则，单片机(9)判断出电力沟道内气体浓度到达预设第二阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)将报警信号发送至远程监控中心计算机(11)和/或远程移动监控端(12)。进一步地，所述传感器(14)为氧气传感器(23)，所述智能执行机构(10)为智能通风装置(19)，氧气传感器(23)设置于所述电力沟道内部用于监测氧气气体浓度，单片机(9)判断出所述电力沟道内气体浓度低于预设第一阈值时，通过LoRa网络向智能通风装置(19)发送测控信息，启动智能通风装置(19)并对电力通道环境进行改善，到电力沟道内气体浓度高于第一阈值时停止工作，否则，单片机(9)判断出电力沟道内气体浓度低于预设第二阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)将报警信号发送至远程监控中心计算机(11)和/或远程移动监控端(12)。进一步地，所述单片机(9)判断出所述电缆表面或/和所述电缆中间接头的温度到达预设温度阈值时，通过LoRa网络向智能执行机构(10)发送测控信息，启动智能执行机构(10)并对电缆或/和所述电缆中间接头的进行降温，到电缆或/和所述电缆中间接头温度低于第一阈值时停止工作，否则，所述单片机(9)判断出所述电力沟道内温度到达预设第二阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)向远程监控中心计算机(11)和/或远程移动监控端(12)发送测控信息，由运维人员进行主动控制干预，到电缆或/和所述电缆中间接头温度低于第一阈值时停止工作，否则，所述单片机(9)判断出所述电力沟道内温度到达预设第三阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)向远程终端装置RTU(7)发出控制指令，打开远程终端装置RTU(7)的过流保护继电器。进一步地，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统，包括环境监测模块(1)、电缆运行状态监测模块(2)、电缆中间接头运行状态监测模块(3)、LoRa网关/基站(4)、LoRa节点模块(5)、Internet网络(6)、远程终端装置RTU(7)、三相不平衡调节装置(8)、单片机(9)、智能执行机构(10)、远程监控中心计算机(11)、远程移动监控端(12)，以及各设备和模块的供电模块(13)，所述环境监测模块(2)包括分别与所述单片机(9)连接的传感器(14)，所述传感器(14)设置于所述电力沟道内部用于监测环境参数，所述单片机(9)通过总线连接LoRa节点模块(5)，单片机(9)判断出所述电力沟道内环境参数到达预设阈值时，通过LoRa网关/基站(4)和LoRa节点模块(5)组成的LoRa网络及Internet网络(6)分别向智能执行机构(10)，远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)发送测控信息，所述电缆运行状态监测模块(2)包括分别与所述单片机(9)连接的温度传感器(15)，所述温度传感器(15)设置于电缆表面用于监测电缆表面温度，所述电缆中间接头运行状态监测模块(3)包括分别与所述单片机(9)连接的温度传感器(16)，所述单片机(9)连接的温度传感器(16)安置于电缆中间接头用于监测电缆中间接头的温度，单片机(9)判断出所述电缆表面或/和所述电缆中间接头的温度到达预设温度阈值时，通过LoRa网络分别向远程终端装置RTU(7)、三相不平衡调节装置(8)、智能执行机构(10)、远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)发送测控信息。...

【技术特征摘要】
1.一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统，包括环境监测模块(1)、电缆运行状态监测模块(2)、电缆中间接头运行状态监测模块(3)、LoRa网关/基站(4)、LoRa节点模块(5)、Internet网络(6)、远程终端装置RTU(7)、三相不平衡调节装置(8)、单片机(9)、智能执行机构(10)、远程监控中心计算机(11)、远程移动监控端(12)，以及各设备和模块的供电模块(13)，所述环境监测模块(2)包括分别与所述单片机(9)连接的传感器(14)，所述传感器(14)设置于所述电力沟道内部用于监测环境参数，所述单片机(9)通过总线连接LoRa节点模块(5)，单片机(9)判断出所述电力沟道内环境参数到达预设阈值时，通过LoRa网关/基站(4)和LoRa节点模块(5)组成的LoRa网络及Internet网络(6)分别向智能执行机构(10)，远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)发送测控信息，所述电缆运行状态监测模块(2)包括分别与所述单片机(9)连接的温度传感器(15)，所述温度传感器(15)设置于电缆表面用于监测电缆表面温度，所述电缆中间接头运行状态监测模块(3)包括分别与所述单片机(9)连接的温度传感器(16)，所述单片机(9)连接的温度传感器(16)安置于电缆中间接头用于监测电缆中间接头的温度，单片机(9)判断出所述电缆表面或/和所述电缆中间接头的温度到达预设温度阈值时，通过LoRa网络分别向远程终端装置RTU(7)、三相不平衡调节装置(8)、智能执行机构(10)、远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)发送测控信息。2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统，其特征在于所述传感器(14)为温湿度传感器(17)，所述智能执行机构(10)为智能通风装置(19)和/或智能降温除湿装置(20)，温湿度传感器(17)设置于所述电力沟道内部用于监测温度和湿度，单片机(9)判断出所述电力沟道内温湿度到达预设第一阈值时，通过LoRa网络向智能执行机构(10)发送测控信息，启动智能通风装置(19)和/或智能降温除湿装置(20)并对电力通道环境进行改善，到电力沟道内温湿度低于第一阈值时停止工作，否则，单片机9判断出电力沟道内温湿度到达预设第二阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)将报警信号发送至远程监控中心计算机(11)和/或远程移动监控端(12)。3.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统，其特征在于所述传感器(14)为可燃气体传感器(21)和/或有毒气体传感器(22)，所述智能执行机构(10)为智能通风装置(19)，可燃气体传感器(21)和/或有毒气体传感器(22)设置于所述电力沟道内部用于监测可燃气体和/或有毒气体的气体浓度，单片机(9)判断出所述电力沟道内气体浓度到达预设第一阈值时，通过LoRa网络向智能通风装置(19)发送测控信息，启动智能通风装置(19)并对电力通道环境进行改善，到电力沟道内气体浓度低于第一阈值时停止工作，否则，单片机(9)判断出电力沟道内气体浓度到达预设第二阈值时，通过LoRa网络及Internet网络(6)将报警信号发送至远程监控中心计算机(11)和/或远程移动监控端(12)。4.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统，其特征在于所述温度传感器(16)为DS1820温度传感器(24)，连接的单片机(9)为AT89C52单片机(25)，AT89C52单片机(25)与LoRa节点模块(4)通过RS485总线相连。5.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统，其特征在于所述温度传感器(15)为GSDTS-04-10温度传感器(26)。6.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统，其特征在于所述LoRa节点模块(4)为EML3047(29)，EML3047(29)包括STM32L071(30)和SX1278(31)。7.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的电力沟道环境智能监控系统，其特征在于所述的远程监控中心计算机(11)和远程移动监控端(12)包括人机操作界面智能执行机构的虚拟控制面板(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈岗，
申请(专利权)人：西安瑞宝电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61