基于LoRaWAN技术的变电站电缆沟火灾监控系统技术方案

本发明专利技术提供的一种基于LoRaWAN技术的变电站电缆沟火灾监控系统，其采用LoRaWAN技术，具有覆盖广、穿透性强、功耗低等特点，可接收到电缆沟深处的信号；利用多传感器复合型电缆沟火灾探测器获取变电站电缆沟的实时环境信息，并对实时环境信息进行多次处理后发送至电缆沟火灾监测平台，能精确采集到各种物理量；并且，还添加了声光信号报警电路，当处理结果中发现电缆沟存在火灾隐患时，立即发出声光报警信号；另外，将数据发送至电缆沟火灾监控平台后，其大数据处理、人工智能分析等模块，实现变电站电缆沟火灾数据全面分析、火情预警及预测，以先进的手段最大化地消除变电站电缆沟火灾隐患。

【技术实现步骤摘要】
基于LoRaWAN技术的变电站电缆沟火灾监控系统
本专利技术涉及电力系统自动化
，尤其涉及一种基于LoRaWAN技术的变电站电缆沟火灾监控系统。
技术介绍
变电站交直流电源系统为控制、信号、通讯、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的电源保障。近年来，变电站电缆沟火灾事故时有发生，极大影响了电网安全稳定运行，如何降低变电站电缆沟火灾隐患风险是运维人员必须考虑的问题。目前，运维单位已采用将传统绝缘电缆更换为阻燃电缆或耐火电缆，并将10kV及以上电力电缆与低压动力、控制和通信电缆分沟敷设，以及安装电缆沟防火在线监测系统等多种方式来降低电缆沟火灾隐患风险；但是，变电站电缆沟在线监测系统一般安装缆式或光纤线型感温火灾探测器，且使用有线传输的方式进行在线监测，存在部署难度大、网络化水平低以及数据可视化不足等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中变电站电缆沟在线监测系统存在部署难度大、网络化水平低以及数据可视化不足等的技术缺陷。本专利技术实施例提供了一种基于LoRaWAN技术的变电站电缆沟火灾监控系统，包括：多传感器复合型电缆沟火灾探测器和电缆沟火灾监测平台；所述多传感器复合型电缆沟火灾探测器与所述电缆沟火灾监测平台之间通过LoRaWAN网络架构实现通信连接；其中，所述多传感器复合型电缆沟火灾探测器包括传感器数据采集与信号处理模块、控制模块、LoRa通信模块以及声光报警模块；所述传感器数据采集与信号处理模块将采集到的信号进行一次处理后发送至所述控制模块，通过所述控制模块进行二次处理，并根据二次处理后的信号控制所述声光报警模块进行声光报警；以及，利用所述LoRa通信模块与所述LoRaWAN网络架构通信连接，将所述二次处理后的信号发送至所述电缆沟火灾监测平台，通过所述电缆沟火灾监测平台进行分析及预测。可选地，所述多传感器复合型电缆沟火灾探测器还包括超声波驱鼠模块；所述传感器数据采集与信号处理模块将采集到的信号进行一次处理后发送至所述控制模块，通过所述控制模块进行二次处理，并根据二次处理后的信号控制所述超声波驱鼠模块进行驱鼠。可选地，所述多传感器复合型电缆沟火灾探测器还包括电源模块，所述电源模块为所述控制器提供电源。可选地，所述传感器数据采集与信号处理模块包括传感器数据采集模块和信号处理模块；所述传感器数据采集模块包括剩余电流传感器、烟雾传感器和红外热释放传感器，所述信号处理模块包括放大滤波模块和A/D转换模块。可选地，所述剩余电流传感器、烟雾传感器和红外热释放传感器将采集到的信号发送至所述放大滤波模块中放大、滤波后，经所述A/D转换模块进行模数转换。可选地，所述控制模块采用STM32F103ZE控制板。可选地，所述STM32F103ZE控制板利用PWM模块驱动所述声光报警模块中的MOSFET开关管动作，以产生声光报警信号。可选地，所述LoRa通信模块采用SX1278芯片，所述SX1278芯片与所述STM32F103ZE控制板之间通过SPI进行数据传输。可选地，所述LoRaWAN网络架构包括LoRa通信网络、LoRa网关、网络服务器和应用服务器；所述LoRa通信网络与所述LoRa通信模块连接，用于将所述LoRa通信模块发送的信号经所述LoRa网关、所述网络服务器和所述应用服务器发送至所述电缆沟火灾监测平台。可选地，所述电缆沟火灾监测平台包括Web客户端和移动APP；所述电缆沟火灾监测平台通过所述LoRaWAN网络架构将所述LoRa通信模块发送的信号呈现在所述Web客户端和所述移动APP。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：1、本专利技术提供的一种基于LoRaWAN技术的变电站电缆沟火灾监控系统，其中，电缆沟火灾监测平台采用LoRaWAN技术，具有覆盖广、穿透性强、功耗低等特点，可接收到电缆沟深处的信号；2、利用多传感器复合型电缆沟火灾探测器获取变电站电缆沟的实时环境信息，并对实时环境信息进行多次处理后发送至电缆沟火灾监测平台，能精确采集到各种物理量；3、在多传感器复合型电缆沟火灾探测器中添加了声光信号报警电路，当处理结果中发现电缆沟存在火灾隐患时，立即发出声光报警信号；4、将数据发送至电缆沟火灾监测平台后，电缆沟火灾监测平台的大数据处理、人工智能分析等模块，可以实现变电站电缆沟火灾数据全面分析、火情预警及预测，以先进的手段最大化地消除变电站电缆沟火灾隐患。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的变电站电缆沟火灾监控系统总体框架示意图；图2为本专利技术实施例提供的红外热释放以及超声波驱鼠电路的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的多传感器复合型电缆沟火灾探测器的硬件结构图；图4为本专利技术实施例提供的剩余电流传感器的电路结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的烟雾传感器的电路结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的声光报警模块的电路结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的SX1278芯片的引脚示意图；图8为本专利技术实施例提供的SX1278芯片的数据收发电路结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的STM32F103ZE控制板与SX1278芯片之间的连接结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像本申请实施例中一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。请参阅图1，图1为本专利技术实施例提供的变电站电缆沟火灾监控系统总体框架示意图；本专利技术实施例提供了一种基于LoRaWAN技术的变电站电缆沟火灾监控系统，包括：多传感器复合型电缆沟火灾探测器和电缆沟火灾监测平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LoRaWAN技术的变电站电缆沟火灾监控系统，其特征在于，包括：多传感器复合型电缆沟火灾探测器和电缆沟火灾监测平台；/n所述多传感器复合型电缆沟火灾探测器与所述电缆沟火灾监测平台之间通过LoRaWAN网络架构实现通信连接；/n其中，所述多传感器复合型电缆沟火灾探测器包括传感器数据采集与信号处理模块、控制模块、LoRa通信模块以及声光报警模块；/n所述传感器数据采集与信号处理模块将采集到的信号进行一次处理后发送至所述控制模块，通过所述控制模块进行二次处理，并根据二次处理后的信号控制所述声光报警模块进行声光报警；/n以及，利用所述LoRa通信模块与所述LoRaWAN网络架构通信连接，将所述二次处理后的信号发送至所述电缆沟火灾监测平台，通过所述电缆沟火灾监测平台进行分析及预测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于LoRaWAN技术的变电站电缆沟火灾监控系统，其特征在于，包括：多传感器复合型电缆沟火灾探测器和电缆沟火灾监测平台；
所述多传感器复合型电缆沟火灾探测器与所述电缆沟火灾监测平台之间通过LoRaWAN网络架构实现通信连接；
其中，所述多传感器复合型电缆沟火灾探测器包括传感器数据采集与信号处理模块、控制模块、LoRa通信模块以及声光报警模块；
所述传感器数据采集与信号处理模块将采集到的信号进行一次处理后发送至所述控制模块，通过所述控制模块进行二次处理，并根据二次处理后的信号控制所述声光报警模块进行声光报警；
以及，利用所述LoRa通信模块与所述LoRaWAN网络架构通信连接，将所述二次处理后的信号发送至所述电缆沟火灾监测平台，通过所述电缆沟火灾监测平台进行分析及预测。


2.根据权利要求1所述的基于LoRaWAN技术的变电站电缆沟火灾监控系统，其特征在于，所述多传感器复合型电缆沟火灾探测器还包括超声波驱鼠模块；
所述传感器数据采集与信号处理模块将采集到的信号进行一次处理后发送至所述控制模块，通过所述控制模块进行二次处理，并根据二次处理后的信号控制所述超声波驱鼠模块进行驱鼠。


3.根据权利要求1所述的基于LoRaWAN技术的变电站电缆沟火灾监控系统，其特征在于，所述多传感器复合型电缆沟火灾探测器还包括电源模块，所述电源模块为所述控制器提供电源。


4.根据权利要求1所述的基于LoRaWAN技术的变电站电缆沟火灾监控系统，其特征在于，所述传感器数据采集与信号处理模块包括传感器数据采集模块和信号处理模块；
所述传感器数据采集模块包括剩余电流传感器、烟雾传感器和红外热释放传感器，所述信号处理模块包括放大滤波模块和A...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晖，梅成林，刘军，安然然，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44