一种智能断路器的控制管理系统的制作方法

本发明涉及电力控制技术领域，尤其是指一种智能断路器的控制管理系统。

背景技术

随着技术的发展，电力系统的管理也向着智能化的方向发展。断路器作为关合、承载和开断回路电流的开关装置，有些会安装在较高位置，操作人员需要借助工具才能完成操作，有些会承载高电压或大电流，操作人员接触或近距离操作，会有安全风险，因此有着对断路器现场遥控操作的现实需求，有时网络覆盖不足或成本方面的考虑，需要在现场无网络的情况下，仍能对断路器进行现场遥控操作。现有技术中有通过NB-IOT、4G、5G、WIFI、Zigebee等无线通讯方式，实现对断路器远程或现场遥控操作的技术，但这些通讯需要网络覆盖到位，且有流量费用，对于一些室内、偏远地区等网络信号弱或网络瘫痪、网络无法覆盖的地方，就失去了效果或体验不佳。另外，WIFI、Zigebee等近距离无线通讯方式每个网点都需要布置路由等通讯设备，和4G、5G、有线网络等远距离通讯方式组成混合网络，如果断路器网点较多且分散，网络布置就较为麻烦，同样网络一旦瘫痪或者覆盖不到的地方，就不能再远程或现场遥控操作。现有的无线通讯技术还有NFC、蓝牙等近场点对点通讯技术，其也可以应用于对断路器的现场遥控场景，可以解决无网的麻烦，也能近距离无线操作。但是，NFC的通讯距离一般在20cm以内，需要较近距离操作，不能彻底解决一定距离遥控操作的问题；蓝牙方式通信距离可达几十米，虽然解决了通信距离的问题，但移动操作终端(智能手机等)一般每次只能连接一台终端蓝牙设备，现场操作两台以上断路器时，需要重新连接蓝牙无线通讯，特别是在一些断路器较多的集中站点，需要不断的通过手机端切换蓝牙连接，比较麻烦，也容易连接错误，引起误操作。

鉴于此，有必要提出一种新的技术方案，以解决现有技术存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种智能断路器的控制管理系统，以解决现有技术中对断路器的控制效率低、操作不便的问题。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：一种智能断路器的控制管理系统，其包括管控平台、移动操作终端、智能控制器和智能断路器，所述管控平台与所述移动操作终端之间通过无线通信连接，所述移动操作终端与所述智能控制器之间通过蓝牙通信连接，所述智能控制器与所述智能断路器之间通过无线射频通信连接，所述移动操作终端用于从所述管控平台获取任务权限，并通过蓝牙通信向所述智能控制器发送任务数据，所述智能控制器用于接收所述任务数据，并通过无线射频通信向所述智能断路器发送控制指令，所述智能断路器用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令执行相应动作。

作为本申请进一步改进的技术方案，所述智能断路器的控制管理系统还包括路由器和数据集中器，所述路由器与所述管控平台通信连接，所述数据集中器与所述路由器通信连接，所述数据集中器通过电力载波通信线路或RS485通信线路与所述智能断路器通信连接。

作为本申请进一步改进的技术方案，所述管控平台包括权限管理模块，所述权限管理模块用于分配所述移动操作终端通过所述智能控制器控制所述智能断路器的控制权限。

作为本申请进一步改进的技术方案，所述移动操作终端包括权限申请模块，所述权限申请模块用于向所述管控平台发送任务权限申请指令，并接收所述权限管理模块下发的控制权限。

作为本申请进一步改进的技术方案，所述移动操作终端包括设备添加模块，所述设备添加模块用于通过所述智能控制器获取待添加的智能断路器的ID信息、建立待添加的智能断路器的台账信息并上传至所述管控平台、接收所述管控平台下发的反馈信息以及删除所述待添加的智能断路器的台账信息。

作为本申请进一步改进的技术方案，所述智能控制器包括电源模块、人机交互模块、微处理器模块、蓝牙模块和无线射频模块，其中，所述人机交互模块包括状态指示模块、分合闸键、切换键和显示界面。

作为本申请进一步改进的技术方案，所述智能断路器包括电源模块、人机交互模块、微处理器模块、断路器模块、电动操作模块和无线射频模块。

作为本申请进一步改进的技术方案，所述断路器模块包括主回路接线端子、主回路脱扣器和保护电路。

作为本申请进一步改进的技术方案，所述移动操作终端和/或所述智能断路器包括权限验证模块，所述权限验证模块用于验证移动操作终端对通过所述智能控制器连接的智能断路器是否具有控制权限。

作为本申请进一步改进的技术方案，所述管控平台包括云服务器和与所述云服务器通信相连的PC端平台。

本申请提供的智能断路器的控制管理系统，移动操作终端与智能控制器通过蓝牙通信连接、智能控制器和智能断路器之间采用无线射频点对点通讯方式，如此不仅可以实现一定距离的现场遥控操作，而且当现场有多台智能断路器时，方便切换与不同的智能断路器的连接，只需要智能控制器和需连接的目标智能断路器建立无线射频通信即可，大大提高了工作效率和便捷性。另外，移动操作终端在有网络的地方获取管控平台授权指令，现场操作时候，只要保证移动操作终端和智能控制器之间蓝牙通讯有效连接，即可支持智能控制器与智能断路器之间的操作指令的传递，可以实现脱网工作。

附图说明

图1是本申请智能断路器的控制管理系统一实施例的框架示意图。

图2是本申请智能断路器的控制管理系统另一实施例的框架示意图。

图3是本申请智能断路器的控制管理系统中移动操作终端的模块示意图。

图4是本申请智能断路器的控制管理系统中智能控制器的模块示意图。

图5是本申请智能断路器的控制管理系统中智能断路器的模块示意图。

图6是本申请智能断路器的控制管理系统新增智能断路器的流程图。

标号说明：1-管控平台；11-云服务器；12-PC端平台；2-移动操作终端；3-智能控制器；4-智能断路器；41-智能断路器一；42-智能断路器二；43-智能断路器三；45-智能断路器N；5-数据集中器；6-路由器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明做进一步详细说明。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。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。以下结合附图及具体实施例对本发明做详细的说明。

请参阅图1至图6所示，本发明提供一种智能断路器4的控制管理系统，其包括管控平台1、移动操作终端2、智能控制器3和智能断路器4。所述管控平台1与所述移动操作终端2之间通过无线通信连接，所述移动操作终端2与所述智能控制器3之间通过蓝牙通信连接，所述智能控制器3与所述智能断路器4之间通过无线射频通信连接。所述移动操作终端2用于从所述管控平台1获取任务权限，并通过蓝牙通信向所述智能控制器3发送任务数据，所述智能控制器3用于接收所述任务数据，并通过无线射频通信向所述智能断路器4发送控制指令，所述智能断路器4用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令执行相应动作。

本发明提供的智能断路器的控制管理系统，智能控制器3和智能断路器4之间采用无线射频(RF,Radio Frequency)点对点通讯方式，不仅可以实现一定距离的现场遥控操作，而且当现场存在多台智能断路器4，需在不同的智能断路器4之间进行切换控制时，只需要智能控制器3和需控制的智能断路器4建立无线射频通讯即可，而不用切换蓝牙的连接，大大提高了工作效率和便捷性。另外，移动操作终端2在有网络的地方获取管控平台1授权指令，现场操作时候，只要保证移动操作终端2和智能控制器3之间蓝牙通信有效连接，即可支持智能控制器3与智能断路器4之间的操作指令的传递，可以实现脱网工作。

请参阅图1和图2所示，所述管控平台1包括云服务器11和与所述云服务器11通信相连的PC端平台12。所述管控平台1主要承担该系统的中台管理功能，所述管控平台1包括权限管理模块，所述权限管理模块用于分配所述移动操作终端2通过所述智能控制器3控制所述智能断路器4的控制权限。具体的，在本实施例中，所述管控平台1的管理功能包括分合闸权限管理、智能断路器及电路运行参数统计管理与异常报警、断路器分合闸状态统计与管理、设备台账管理、人员权限管理等。其中，所述分合闸权限管理包括权限下发、权限审批等；所述设备台账管理中的设备包括智能断路器4和智能控制器3；所述人员权限管理包括设置用户为管理员身份、操作人员身份等，以实现对不同身份的人员开放不同的使用权限。

请继续参阅图1至图3所示，所述移动操作终端2可以为智能手机，其于本系统中所实现的功能可以通过在运行于其上的APP中操作实现。在本实施例中，所述移动操作终端2包括权限申请模块，所述权限申请模块用于向所述管控平台1发送任务权限申请指令，并接收所述权限管理模块下发的控制权限。具体的，所述移动操作终端2主要承担使用者指令执行的功能，包括分合闸权限申请与接受、断路器运行参数现场采集与上传、断路器分合闸状态采集与上传等功能；相应的，根据需要，也可具备部分或全部管控平台1功能。

请参阅图3和图6所示，所述移动操作终端2还包括设备添加模块，所述设备添加模块用于通过所述智能控制器3获取待添加的智能断路器4的ID信息、建立待添加的智能断路器4的台账信息并上传至所述管控平台1、接收所述管控平台1下发的反馈信息以及删除所述待添加的智能断路器4的台账信息。具体的，如图6所示，其为本申请智能断路器的控制管理系统新增智能断路器的流程图。使用者登录移动操作终端2；将智能控制器3与移动操作终端2蓝牙连接；移动操作终端2发送增加设备指令给智能控制器3；智能控制顺3响应指令，读取智能断路器4的ID信息；智能断路器4的ID信息传输到移动操作终端2；移动操作终端2建立智能断路器4的台账信息；移动操作终端2发送智能断路器4的台账信息至管控平台1；管控平台1端录入智能断路器4的台账信息到管控平台1的设备台账数据库；管控平台1针对该智能断路器4下发一次验证任务，若智能断路器4予以响应则验证通过，表明添加成功；移动操作终端2自动删除该智能断路器4的台账信息。在新增智能断路器4的过程中，移动操作终端2起到发起和中间信息传递的作用，在管控平台1上将新增的智能断路器4的添加完成后，自动删除其建立于其内的台账信息，以降低其内在的占用以及避免权限的泄露。

请参阅图1、图2和图4所示，所述智能控制器3包括电源模块、人机交互模块、微处理器模块、蓝牙模块和无线射频模块，其中，所述人机交互模块包括状态指示模块、分合闸键、切换键和显示界面。具体的，所述电源模块包括电源管理模块、蓄电池、充电接口等，其为整个智能控制器3提供电力供应与管理，另外充电接口还兼具信息的读取写入功能；所述人机交互模块包括开关机状态指示模块、分合闸键、切换键、充电状态及电量显示模块、人机界面模块等；所述蓝牙模块主要实现移动操作终端2和智能控制器3之间的无线通讯；所述无线射频模块主要实现智能控制器3和智能断路器4之间的通讯，根据实际需要，可以选择与之相匹配的无线射频通信模块类型，在本申请的一实施例中，所述无线射频模块选用nRF24L01射频模块；所述微处理器模块主要实现被授权目标智能断路器4的ID信息读取、缓存，指令合法性判定与解密等功能。如果操作现场有多台智能断路器4且相互之间间隔较小，为了防止误操作，可以首先在智能控制器3端选择好目标智能断路器4，智能控制器3指向目标智能断路器4方向，长按相关指令操作键，智能控制器3自动搜索指向范围内的智能断路器4，人机界面就会出现与之产生通讯连接的智能断路器4名称，并自动核验是否是目标智能断路器4，确认是目标智能断路器4并判定指令合法后，执行分闸/合闸等操作。如果现场只有一台智能断路器4或者不同的智能断路器4间隔较远，直接长按相关指令操作键，即可完成相关任务操作。

请参阅图1、图2和图5所示，在本系统中，所述智能断路器4包括多个，如智能断路器一41、智能断路器二42、智能断路器三43……智能断路器N 45等。每一所述智能断路器4包括电源模块、人机交互模块、微处理器模块、断路器模块、电动操作模块和无线射频模块。具体的，所述断路器模块包含主回路接线端子、主回路脱扣器和保护电路等，所述脱扣器类型根据实际需要可选择热磁型、电子型等；所述保护电路根据需要可以是欠压保护、过压保护、漏电保护等；所述电动操作模块由电动机、电动操作机构等组成，其中电动操作机构和断路器模块主回路脱扣器配合，实现断路器的电动分合闸，根据电动操作机构的位置信息，可以判定断路器的分闸、合闸状态，相应的，智能断路器4分合闸状态指示灯亮起；电源模块主要从主回路取电，经电源模块整流、变压等处理后，为电动操作模块、人机交互模块、无线射频通讯模块、微处理器模块等提供电能供应与管理，电源模块的蓄电池模块，主要在主回路断电的情况下，为无线射频模块、微处理器模块、人机交互模块等电子电路提供能源供应，以保障主回路电路异常时停电时，故障信息能够读取，以及使得智能断路器4在没有接入主回路的情况下，也能方便加入本控制管理系统；相应的，该蓄电池模块也可以是充放电蓄电池，电源模块为其提供电力供应；人机交互模块主要包括无线射频通讯连接状态指示模块、分合闸状态指示模块、故障指示模块、蓄电池电量指示模块等；无线射频通讯模块主要实现与智能控制器3的无线通讯，为实现优良稳定的通讯，与智能控制器3的无线射频通讯模块最好同厂家同型号，本方案优选nRF24L01无线射频模块；微处理器模块主要实现该智能断路器4的ID信息的生成与存储、分合闸等指令信息的解密、验证与执行等。智能断路器4在出厂或安装时，微处理模块随机生成该断路器的身份ID，该方案优选身份ID是18位数字或字母的排列组合，以最大化确保身份ID的唯一性。

进一步的，本系统还设有权限验证和通讯加密机制。在本实施例中，所述移动操作终端2和所述智能断路器4还包括权限验证模块，所述权限验证模块用于验证移动操作终端2对通过所述智能控制器3连接的智能断路器4是否具有控制权限。具体的，智能断路器4接入系统时，由智能控制器3采集其ID信息上传到管控平台1；管控平台1下发的指令信息包含目标智能断路器4的ID信息，该指令信息包含的ID信息与被读取的智能断路器4的ID信息相互验证一致后，才能执行相关操作；否则反馈无权限的反馈信息。为了进一步加强数据传输安全，在指令信息传输过程中，可以进行加密设置，解密后，才能执行相关指令操作。

请再次参阅图1和图2所示，图1是本申请智能断路器的控制管理系统一实施例的框架示意图，图2是与图1不同的另一实施例的框架示意图，其与图1所示实施例主要不同在于还增加了数据集中器和路由器形成的另一通信连接路线。具体的，所述智能断路器的控制管理系统还包括路由器6和数据集中器5，所述路由器6与所述管控平台1通信连接，所述数据集中器5与所述路由器6通信连接，所述数据集中器5通过电力载波通信线路或RS485通信线路与所述智能断路器4通信连接。本实施例通过增加电力载波或RS485等通讯模块，与数据集中器5、路由器6、PC端管控平台12等组成在线管控系统，与原先的由管控平台1、移动操作终端2、智能控制器3、智能断路器4组成的控制管理系统有机结合，不仅可以实现远程在线实时监控、远程在线分合闸等功能，还可以实现操作管理申请与授权、智能巡检、现场在线/离线操作等功能，形成更有效、更方便的智能管理系统。

通过以上对具体实施例的描述可知，本发明提供的智能断路器的控制管理系统，移动操作终端2与智能控制器3通过蓝牙通信连接、智能控制器3和智能断路器4之间采用无线射频点对点通讯方式，如此不仅可以实现一定距离的现场遥控操作，而且当现场有多台智能断路器4时，方便切换与不同的智能断路器4的连接，只需要智能控制器3和需连接的目标智能断路器4建立无线射频通信即可，大大提高了工作效率和便捷性。另外，移动操作终端2在有网络的地方获取管控平台1授权指令，现场操作时候，只要保证移动操作终端2和智能控制器3之间蓝牙通讯有效连接，即可支持智能控制器3与智能断路器4之间的操作指令的传递，可以实现脱网工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。