一种智能电缆分支箱监控系统及运行评估方法与流程

1.本发明涉及电力系统监测领域，特别涉及一种智能电缆分支箱监控系统及运行评估方法。


背景技术：

2.随着城市化进程的发展，电力电缆入地成为配电网电力传输的主流方向，电力电缆应用的快速增长，导致电缆分支箱的数量快速增加，大规模的电缆分支箱的应用在给配电网带来方便的同时也带来了一些安全隐患。
3.由于电缆分支箱运行环境恶劣，再加上其多分布于人员居住密集处，导致电缆分支箱造成的事故屡见不鲜。造成电缆分支箱事故的主要因素包括：温湿度较高的运行环境、漏电保护器故障、基础施工不合格等因素。分支箱内的接头、电缆等的劣化均是长期造成的，在事故发生前有较长的变化周期，因此通过智能化的监控，基于电气和非电气参数对其运行状态进行评估、分析、处理，是可以有效避免恶性事故的发生，保证电力安全供应，减少电力设备损失及人员伤亡。


技术实现要素：

4.针对现有技术中电缆分支箱缺乏有效监控，导致安全性较差且维护难的问题，本发明提供了一种智能电缆分支箱监控系统及运行评估方法，针对电缆分支箱漏电、开关柜门事件、电压过高、运行环境异常的监测和分析，实现电缆分支箱的远程监控、预警，及时发现和排查问题，降低运维人员工作强度，提高管理及后期运维效率，为高效、安全的电力供应提供保障。
5.以下是本发明的技术方案。
6.一种智能电缆分支箱监控系统，包括：智能监测终端设备，设置于电缆分支箱，用于定时采集、上传电缆分支箱运行状态及环境参数数据，并在分支箱门开启后以启动语音播报；云服务器，用于接收来自所述智能监测终端设备上传的信息，对分布式的智能监测终端进行管理，对信息及数据变化趋势进行分析处理，并输出电缆分支箱当前运行状态。
7.本发明通过智能监测终端设备对电缆分支箱运行状态及环境参数数据进行采集和上传，由云服务器进行分析处理并输出，必要时，可以根据运行状态联系维护人员。因此提高了运维效率，为电力供应提供了保障。
8.作为优选，所述智能监测终端设备包括：传感器集成单元、4g通信模组、gps/北斗双卫星定位模组以及高性能微控制器；所述智能监测终端设备通过4g通信模组与云服务器相连。
9.作为优选，所述传感器集成单元包括摄像头、温湿度传感器、光电传感器以及门磁检测模块；所述摄像头用于采集开门人员面部信息；
所述温湿度传感器用于采集电缆分支箱内运行环境参数数据；所述光电传感器用于感受光强，以使高性能微控制器确定摄像头是否需要开启曝光模式；所述门磁检测模块用于监测电缆分支箱门的开启状态。
10.作为优选，所述云服务器包括后台综合分析与管理平台、socket服务器和数据库；所述socket服务器用于与智能监测终端设备连接，并接收来自所述智能监测终端设备采集到的电气与非电气参数信息，然后将接收到的数据写入数据库；所述数据库，用于对接收到的数据进行存储并且支持所述后台综合分析与管理平台对数据的读取；所述后台综合分析与管理平台，用于对分布式的智能监测终端进行管理，对报警信息及数据变化趋势进行分析处理，并通过人机界面展现电缆分支箱运行状态。
11.作为优选，所述后台综合分析与管理平台通过web/cgi接口与所述数据库进行交互。
12.本发明还提供了一种智能电缆分支箱运行评估方法，包括以下步骤：预先部署智能监测终端设备和云服务器；利用智能监测终端设备对电缆分支箱运行状态数据及环境参数进行采集并上传；云服务器根据智能监测终端设备上传的数据进行分析处理，判断电缆分支箱运行状态是否异常；如异常，则通知运维工作人员进行处置。
13.作为优选，所述运行状态数据及环境参数，包括：利用摄像头采集的开门人员面部信息；利用温湿度传感器采集的电缆分支箱内运行环境参数数据；利用光电传感器采集的光强数据；利用门磁检测模块监测的电缆分支箱门的开启状态。
14.作为优选，所述摄像头进行开门人员面部信息采集时，根据光强数据选择是否需要开启曝光模式。
15.作为优选，判断电缆分支箱运行状态时，包含以下条件之一即认为异常，所述条件包括：运行环境参数数据在正常值范围之外；电缆分支箱门处于开启状态，且人员面部信息不属于当前时刻的授权人员。
16.本方法通过智能监测终端设备定时采集得到所述电缆分支箱运行状态及环境参数和人脸信息数据，并将数据通过4g通信方式上传，所述云服务器接收终端设备上传的数据并存储，同时根据所述数据评估电缆分支箱的运行状态；用户通过浏览器访问云服务器上的后台综合分析与管理平台查看相关信息，并根据异常报警信息进行分析处理。
17.本发明的实质性效果包括：基于云服务的智能电缆分支箱监控系统，实现了电缆分支箱的远程监控并对其存在的安全隐患进行及时预警，解决了长期以来巡检不充分以及对非作业人员误入发现不及时的问题。
附图说明
18.图1是本发明实施例的系统组成图。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例，对本技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
20.本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
21.应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
22.应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
23.应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含a、b和c”、“包含a、b、c”是指a、b、c三者都包含，“包含a、b或c”是指包含a、b、c三者之一，“包含a、b和/或c”是指包含a、b、c三者中任1个或任2个或3个。
24.应当理解，在本发明中，“与a对应的b”、“与a相对应的b”、“a与b相对应”或者“b与a相对应”，表示b与a相关联，根据a可以确定b。根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其他信息确定b。a与b的匹配，是a与b的相似度大于或等于预设的阈值。
25.取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。
26.下面以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
27.实施例：如图1所示，是一种智能电缆分支箱监控系统，包括智能监测终端设备和云服务器。
28.其中智能监测终端设备，设置于电缆分支箱，用于定时采集、上传电缆分支箱运行状态及环境参数数据，并在分支箱门开启后以启动语音播报；包括：传感器集成单元、4g通信模组、gps/北斗双卫星定位模组以及高性能微控制器；智能监测终端设备通过4g通信模组与云服务器相连。
29.其中，传感器集成单元包括摄像头、温湿度传感器、光电传感器以及门磁检测模
块；摄像头用于采集开门人员面部信息；温湿度传感器用于采集电缆分支箱内运行环境参数数据；光电传感器用于感受光强，以使高性能微控制器确定摄像头是否需要开启曝光模式；门磁检测模块用于监测电缆分支箱门的开启状态。
30.本实施例的微控制器采用的是stm32f4072et6。4g通信模块采用的是ec20。sim卡座支持物联网以及联通、电信、移动手机卡。由于工程需要，本实施方案中采用的是手机卡以实现短信的收发和电话的拨打。插拔手机卡时需要打开卡座上部手机卡保护盖，手机卡插入时其缺口朝外，金属芯片面朝stm卡底座，随后关闭卡盖以固定手机卡。
31.还包括供电模块，可分为三级。其一将外部高压经由lm2596转换为内部低压5v。其二将上述经转换所得的内部低压分为两路，一路经由mic29302芯片转换为3.6v给模块进行供电，一路经由ams1117芯片转换为3.3v给stm32及外围芯片供电。其三再将3.3v经由rt9193芯片转换为1.8v专为电平转换芯片供电。
32.智能监测终端设备的具体安装方式为：主控制机具备端子排，与传感器集成单元通过多芯导线进行连接，尺寸约为15cm*10cm*5cm，通过导轨支架安装于导轨上。传感器集成单元固定于分支箱门框处，门板侧相同位置安装3cm*3cm左右门开检测模块配件。注意：卫星定位系统天线需面向天空放置，4g天线周围需要稳定的4g信号，传感器集成单元和天线孔的安装需做好防水处理。
33.云服务器，包括后台综合分析与管理平台、socket服务器和数据库，用于接收来自智能监测终端设备上传的信息，对分布式的智能监测终端进行管理，对信息及数据变化趋势进行分析处理，并输出电缆分支箱当前运行状态。
34.socket服务器用于与智能监测终端设备连接，并接收来自智能监测终端设备采集到的电气与非电气参数信息，然后将接收到的数据写入数据库；数据库用于对接收到的数据进行存储并且支持后台综合分析与管理平台对数据的读取；后台综合分析与管理平台，用于对分布式的智能监测终端进行管理，对报警信息及数据变化趋势进行分析处理，并通过人机界面展现电缆分支箱运行状态。
35.本实施例中，后台综合分析与管理平台通过web/cgi接口与数据库进行交互。
36.本实施例通过智能监测终端设备对电缆分支箱运行状态及环境参数数据进行采集和上传，由云服务器进行分析处理并输出，必要时，可以根据运行状态联系维护人员。因此提高了运维效率，为电力供应提供了保障。
37.本实施例还提供了一种智能电缆分支箱运行评估方法，包括以下步骤：预先部署智能监测终端设备和云服务器；利用智能监测终端设备对电缆分支箱运行状态数据及环境参数进行采集并上传；云服务器根据智能监测终端设备上传的数据进行分析处理，判断电缆分支箱运行状态是否异常；如异常，则通知运维工作人员进行处置。
38.本实施例中，运行状态数据及环境参数，包括：利用摄像头采集的开门人员面部信息；利用温湿度传感器采集的电缆分支箱内运行环境参数数据；利用光电传感器采集的光强数据；利用门磁检测模块监测的电缆分支箱门的开启状态。
39.本实施例通过传感器集成单元以及主控器的外围器件，将各种数据以预定数据格式进行采集传输具体为：摄像头，id i 时间 图像数据、温湿度，id w 数据、门磁，id c 状态(o/i)、电子锁，id l 状态、漏电，id d 状态、gps，id g 数据、电压，id y 数据。
40.本实施例中，摄像头进行开门人员面部信息采集时，根据光强数据选择是否需要开启曝光模式。
41.本实施例中，判断电缆分支箱运行状态时，包含以下条件之一即认为异常，条件包括：运行环境参数数据在正常值范围之外；电缆分支箱门处于开启状态，且人员面部信息不属于当前时刻的授权人员。
42.本方法通过智能监测终端设备定时采集得到电缆分支箱运行状态及环境参数和人脸信息数据，并将数据通过4g通信方式上传，云服务器接收终端设备上传的数据并存储，同时根据数据评估电缆分支箱的运行状态；用户通过浏览器访问云服务器上的后台综合分析与管理平台查看相关信息，并根据异常报警信息进行分析处理。
43.通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将具体装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
44.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的结构和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的关于结构的实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个结构，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，结构或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
45.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
46.另外，在本技术实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
47.集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
48.以上内容，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。