基于4G网络的电力传输配电网监控设备制造技术

本实用新型专利技术提出了一种基于4G网络的电力传输配电网监控设备，包括：监控终端安装在电力传输线缆的邻近处，以监控电力传输线缆实时状态；其中，监控终端包括：配电开关监控终端、气象站和监控摄像头；加密模块与监控终端双向连接，以对内部电参数和外部环境数据进行加密；监控终端与4G无线通信模块进行双向连接，以将加密后的内部电参数和外部环境数据发送至4G无线通信模块；监控终端通过SPI接口与加密模块进行连接，监控终端通过USB接口与4G无线通信模块进行连接；4G无线通信模块通过专用4G网络与电力服务器连接，电力服务器进一步与加密机双向连接。

【技术实现步骤摘要】
基于4G网络的电力传输配电网监控设备
本技术涉及配电网传输线缆安全监控
，特别涉及一种基于4G网络的电力传输配电网监控设备。
技术介绍
现有电力数据传输方案的不足:目前电力上面广泛采用无线公网GPRS传输方式，由于使用的是移动运营商的公共网络，信息的安全性存在极大隐患。再者GPRS网络带宽很小，传输速率很慢其次，现有电力数据传输方案都是采用运营商的无线公用网络进行数据传输，无线公网由于比较开放，任何人都能轻松接入，安全性不是很好。不法分子接入无线公网后，能轻易的捕获电网服务器发给电力设备的控制指令，然后伪装成电网服务器对电力设备进行控制，或者是黑客入侵电网的服务器，修改电力数据，导致大面积停电事故，实施盗窃等犯罪行为，对国民生产生活造成重大损失。此外，当遇到极端天气情况，冬季雨雪天的高海拔山区中，配电网的线缆容易产生结冰覆盖；在城市密集区域，架空电力线缆易被树枝等搭连；电力传输线缆通道上的重要部件的发热温度需要密切监测；通过气象站或监控摄像头可以及时发现并上报现场问题。因此，目前电力数据传输安全性不高、延时长、带宽窄限制了电力上面的很多业务的拓展，如变电站、输电线的视频监控等。为了弥补目前方案的诸多不足，需要解决如下技术难点:网络传输中信息的安全性和可靠性问题；解决无线传输中的实时性差的问题；解决无线传输的带宽窄、速率低的问题；解决架空电力线缆的实时监控。
技术实现思路
本技术的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。为此，本技术的目的在于提出一种基于4G网络的电力传输配电网监控设备。为了实现上述目的，本技术的实施例提供一种基于4G网络的电力传输配电网监控设备，包括：监控终端、4G无线通信模块、加密模块、加密机和电力服务器，其中，所述监控终端安装在电力传输线缆的邻近处，以监控电力传输线缆实时状态；其中，所述监控终端包括：配电开关监控终端、气象站和监控摄像头；所述加密模块与所述监控终端双向连接，以对内部电参数和外部环境数据进行加密；所述监控终端与所述4G无线通信模块进行双向连接，以将加密后的内部电参数和外部环境数据发送至所述4G无线通信模块；所述监控终端通过SPI接口与所述加密模块进行连接，所述监控终端通过所述USB接口与所述4G无线通信模块进行连接；所述4G无线通信模块通过专用4G网络与所述电力服务器连接，所述电力服务器进一步与所述加密机双向连接。进一步，本技术实施例的基于4G网络的电力传输配电网监控设备，还包括：射频信号收发器，所述射频信号收发器与所述4G无线通信模块连接。进一步，所述4G无线通信模块采用4G无线通信加密路由器。进一步，所述配电开关监控终端采用ARM微控制器。根据本技术实施例的基于4G网络的电力传输配电网监控设备，可及时定位配电网中故障线缆的精确地址及现场状况可视化，大大减少因线缆故障引起的事故频次，减少解决问题的时间，提高了配电网中数据传输的安全性和可靠。本实时监控系统传输速率快，延迟低，保证了传输的实时性，可及时发现在现场出现的故障隐患，便于及时查找故障原因，处理隐患。本技术实现整个电网传输配电网系统中数量巨大的传输线缆的可靠性监控，同时保证配电网中出现故障时及时发现、且故障不扩散。本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本技术实施例的基于4G网络的电力传输配电网监控设备的结构图；图2为根据本技术实施例的配电开关监控终端的功能框图；图3为根据本技术实施例的配电开关监控终端的主控电路图；图4为根据本技术实施例的射频信号收发器的电路图；图5为根据本技术实施例的加密模块的详细电路图；图6a至图6d为根据本技术实施例的监控终端的结构图；图7a至图7d为根据本技术一个实施例的监控终端的安装机构的示意图；图8a至图8d为根据本技术另一个实施例的监控终端的安装机构的示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。如图1所示，本技术实施例的基于4G网络的电力传输配电网监控设备，包括：监控终端1、4G无线通信模块2、加密模块3、加密机6和电力服务器5。具体的，监控终端1与加密模块3进行双向通信，监控终端1与4G无线通信模块2进行双向通信，4G无线通信模块2通过专用4G网络4与电力服务器5进行无线信号传输，电力服务器5与加密机6进行通信。监控终端1安装在电力传输线缆的邻近处，用于采集电力传输线缆的内部电参数和外部环境数据，以监控电力传输线缆实时状态，并将采集到的内部电参数和外部环境数据发送至加密模块3。其中，监控终端1通过SPI接口方式与加密模块3进行通信连接。图2为根据本技术实施例的配电开关监控终端的功能框图。图6a至图6d为根据本技术实施例的监控终端的结构图。图7a至图7d、图8a至图8d分别为配电开关监控终端的安装机构的结构图。在本技术的实施例中，监控终端1包括：配电开关监控终端1、气象站和监控摄像头。具体的，配电开关监控终端用于采集电力传输线缆的实时电参数。例如：电流、电压等参数，从而获取采集电力传输线缆的实时内部电参数。气象站用于采集电力传输线缆所在外部环境的气象数据，例如温度、湿度、风速、风向等数据，从而可以获知电力传输线缆所在外部环境情况，实时对电力传输线缆可能存在的环境隐患进行监控。监控摄像头用于采集电力传输线缆的图像数据，例如：电力传输线缆的外观图像，从而判断电力传输线缆是否出现破损等状况。图3为配电开关监控终端的电路图，采用ARM微控制器实现。加密模块3对内部电参数和外部环境数据进行加密，并将加密处理后的数据返回至监控终端，由监控终端进一步发送至4G无线通信模块2。图5为根据本技术实施例的加密模块的详细电路图。4G无线通信模块2通过专用4G网络4将加密后的数据以4G信号形式传输给电力服务器5。在本技术的实施例中，监控终端1通过USB接口与4G无线通信模块2进行通信。需要说明的是，4G无线通信模块2与专用4G网络4进一步设有射频信号收发器，由4G无线通信模块2通过射频信号收发器将加密后的内部电参数和外部环境数据，以4G无线信号的形式发送给专用4G网络4，再由专用4G网络4接收数据信息的4G无线信号，并将4G无线信号转发至电力服务器5。图4为根据本技术实施例的射频信号收发器的电路图。在本技术的实施例中，4G无线通信模块2采用1.4/1.8GHz的4G无线通信模块2，专用4G网络本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于4G网络的电力传输配电网监控设备，其特征在于，包括：监控终端、4G无线通信模块、加密模块、加密机和电力服务器，其中，/n所述监控终端安装在电力传输线缆的邻近处，以监控电力传输线缆实时状态；其中，所述监控终端包括：配电开关监控终端、气象站和监控摄像头；/n所述加密模块与所述监控终端双向连接，以对内部电参数和外部环境数据进行加密；/n所述监控终端与所述4G无线通信模块进行双向连接，以将加密后的内部电参数和外部环境数据发送至所述4G无线通信模块；/n所述监控终端通过SPI接口与所述加密模块进行连接，所述监控终端通过USB接口与所述4G无线通信模块进行连接；/n所述4G无线通信模块通过专用4G网络与所述电力服务器连接，所述电力服务器进一步与所述加密机双向连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于4G网络的电力传输配电网监控设备，其特征在于，包括：监控终端、4G无线通信模块、加密模块、加密机和电力服务器，其中，
所述监控终端安装在电力传输线缆的邻近处，以监控电力传输线缆实时状态；其中，所述监控终端包括：配电开关监控终端、气象站和监控摄像头；
所述加密模块与所述监控终端双向连接，以对内部电参数和外部环境数据进行加密；
所述监控终端与所述4G无线通信模块进行双向连接，以将加密后的内部电参数和外部环境数据发送至所述4G无线通信模块；
所述监控终端通过SPI接口与所述加密模块进行连接，所述监控终端通过USB接口与所述4G无线通...

【专利技术属性】
技术研发人员：田金鑫，
申请(专利权)人：天津远明电气科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12