一种基于物联网的离线电力设备安全警报管理系统

技术领域

本发明涉及警报管理技术领域，特别涉及基于物联网的警报管理云平台。

背景技术

电网和电力设备普及给人民生产生活带来了极大的便利，同时引发了我们对电力设备安全防护的思考。目前，我国在电力电信、油田开采、农用灌溉等工农领域广泛应用电力变压器等电力设备。电力设备作为安全供电的基础，其安全稳定的运营已变得十分重要。

LORA（long range radio）是一种基于远距离无线通信技术，旨在提供远距离传输、低功耗和高穿透力的通信解决方案。LORA技术基于LORA调制，通过在无线电频谱中使用较低的数据速率和宽广的带宽，实现了长距离通信和低功耗特性。它适用于物联网（IoT）和远程传感器应用，如智能城市、农业、工业监控和能源管理等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的离线电力设备安全警报管理平台，它集报警器、智能采集终端、数据汇集融合器、云服务器及计算机于一个管理体系中，实现对离线电力设备所处环境监测的信息化、及时化管理，实现对电力设备安全的及时预警，减少经济损失。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是这样的：

一种基于物联网的离线电力设备安全警报管理平台，包括计算机、云端平台、智能采集终端、数据汇集融合器、LORA网关、报警器。

本系统按照感知层-传输层-应用层的框架搭建。其中数据汇集融合器可以接收来自多个智能采集终端传输的数据信息。系统整体设计如图1所示，系统通过采集终端实现离线电力设备所处环境参数的全面采集，通过控制终端实现报警器的开启和关闭，通过LORA无线通信技术实现网络范围覆盖，通过物联网平台实现数据分析、数据处理、智能预警、智能决策、智能控制，通过移动客户端和网页端实现电力设备环境参数的实时查看和设备的管理。

感知层由智能采集终端和控制终端组成，采集终端包括电压传感器、电流传感器、震动传感器、视频采集器等各种传感器；控制终端包括继电器等设备，用于接收来自LORA网关的信号，实现对报警器的控制。

传输层包括数据融合处理器和LORA网关，LORA网关节点主要负责接收LORA终端节点传输的离线电力设备环境数据信息，数据融合处理器预处理收集的信息并通过WiFi通信方式将数据上报给云平台。通信管理机分析与处理所有接收到的数据信息，可根据后台需求上传至主站，实现数据分析汇总和控制管理的目的。同时数据汇集融合器也从监视控制系统接收各种执行指令，传输至采集终端，进而实现对监控对象的控制。

应用层是本系统的最顶层，如图2所示，离线电力设备安全警报管理平台主要包括客户端、云端平台和数据库。客户端包括PC端和手机移动端。离线电力设备安全警报管理平台内置数据管理模块、设备管理模块、预警模块。用户可以通过客户端对感知层设备进行管理，包括查看电力设备当前环境数据和下发控制指令等。云端数据平台接收数据汇集融合器发送的数据，存储在数据库服务器，实时将采集的数据信息分析处理。离线电力设备安全警报管理平台根据云端数据平台的大数据分析，实现最优的调度管理。

具体的，在离线电力设备安全警报管理平台中，数据管理模块包括数据接收模块、数据发送模块、数据储存模块、数据分析模块。数据接收模块接收来自LORA网关节点的数据并存储于数据储存模块中，用户可通过数据储存模块查看历史数据，实现数据溯源，数据分析模块依靠云端数据平台，依据相关设定阈值对数据进行融合分析，最后通过数据发送模块将相关指令发送回LORA网关。

具体的，在离线电力设备安全警报管理平台中，设备管理模块包括电力设备状态监测及控制模块、传感器状态监测及控制模块、警报器状态监测及控制模块。各模块均能实现对设备状态的实时监测，如运行时间、当前电压、安装地点等。预警模块包括电力设备运行状态预警模块和电力设备防窃预警模块。电力设备运行状态预警模块接收数据管理模块的信号，并向用户传递电力设备自身的状态失衡问题。电力设备防窃预警模块接收数据管理模块的信号，开启报警器对不当行为示警，并向用户传递报警位置信息和相关图片。

特别的，针对报警器警报等级的设计分为三级，分别是低级、中级、高级。

在低级警报状态下，该状态多用于离线电力设备自身运行出现问题，需要检修。预警模块向管理平台发送维修预警信息并启动警报器，警报器闪烁灯光，无警报声音，不传递图片信息。用于警示途经行人远离设备区域；

在中级警报状态下，该状态多用于电力设备异常断电，震动器检测到异常震动信号等情况，预警模块向管理平台发送预警信息并启动警报器，警报器闪烁灯光，有警报声音，不传递图片信息。用于警示违法行为；

在高级警报状态下，该状态多用于电力设备异常断电，位置信息发生改变离线电力设备下压力检测装置数值异常等情况，预警模块向管理平台发送预警信息并启动警报器，警报器闪烁灯光，有尖锐警报声音，记录离线电力设备周围的图片信息。用于警示违法行为并留证；

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的警报管理系统通过互联网、物联网、无线通信网络，对报警器、智能采集器的状态进行智能化感知、数据传输、定位与分析，实现警报管理云平台的智能及时、

动态、互动、融合的数据采集、传递和警报，为电力设备的监督管理和安全防护提供信息支撑，提高电力设备安全防护能力。

2、本发明的警报管理系统实现远程自动报警、远程监控，实时采集联网单位的报警器的警报信息和运行状态信息，实现对联网单位自动报警系统的全方位感知、全过程监控。当发生异常情况时，能通过远端的警报控制管理平台及时给报警器或者移动终端发出警报，保证信息的及时传递。管理人员还可以在警报控制管理平台上查看某地电力设备报警次数、报警频率、报警时间等，专项安排当地电力设备管理方式；

3、本发明的警报管理系统中的报警器及智能采集器内设置有电源控制器，电源控制器设置有移动供电部件，能实现野外供电功能，使得报警器及智能采集器的安装可以不受配电环境的限制，扩大了报警器及智能采集器的应用场景。

4、本发明使用了LORA通信技术实现传感器和LORA网关之间的通信传输，LORA技术与传统的DFSK,FSK调制模块相比，具有抗干扰、穿透能力强、数据传输更可靠、低功耗、传输距离远等优点，在市郊野外开阔地带传输距离可达8KM，解决了低功耗和远距离传输不可以兼容的难题，适用于野外电力设备安全防护领域。

附图说明

图1为本发明系统整体结构示意图；

图2为本发明应用层功能及界面设计示意图；

图3为本发明系统智能控制运行流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

一种基于物联网的离线电力设备安全警报管理平台，系统包括计算机、云端平台、智能采集终端、数据汇集融合器、LORA网关、报警器。本系统按照感知层-传输层-应用层的框架搭建。其中数据汇集融合器可以接收来自多个智能采集终端传输的数据信息。系统通过采集终端实现电力设备所处环境参数的全面采集，通过控制终端实现报警器的开启和关闭，通过LORA无线通信技术实现网络范围覆盖，通过物联网平台实现数据分析、数据处理、智能预警、智能决策、智能控制，通过移动客户端和网页端实现电力设备环境参数的实时查看和设备的管理。

以电力变压器的预警防护为具体实施例，本发明的使用流程如下：

将智能采集器中的各种传感器安装于用电设备周围环境中，各传感器通过RS485通讯方式，负责采集电力设备自身及周围环境信息。包括但不限于将电压、电流传感器置于电力变压器内部，获取相关电力数据；将压力传感器置于电力变压器下方，用于获取相关压力数据；将视频、图像收集器置于电力变压器上方，用于获取电力变压器周围图像视频信息；

信息收集完毕后，通过LORA技术将信息传输到LORA网关节点，LORA网关节点位于传输层，主要工作是收集电力设备自身及周围的环境数据，在选择WIFI通信的方式将数据上传到远程云端平台中。

云端平台负责和网关节点的WIFI模块建立连接，监测电力设备相关数据并实现数据的可视化，依据数据分析模块实现对电力设备当前状态的实时分析，用户可以随时对电力设备进行管控，也可以根据需要将系统设置为自动模式，用户仅需要设定相关阈值，系统会根据数据分析模块的输出结果自行选择相关操作，实现智能控制和预警；

具体的，以某一电力设备运行时警报触发情况为例，系统智能控制运行流程如图3所示：

智能采集器收集各种数据信息，通过LORA技术将信息传输到LORA网关节点，并通过WIFI通信的方式将数据上传到远程云端平台中。云端平台依据数据分析模块对相关数据进行判断分析并向LORA网关发送相关操控指令，具体流程如下：

设置相关状态值及预警阈值：初始状态值设置为0,表示无需预警；

判断电力设备是否处于正常工作状态：是，则在间隔时间T后返回开始流程处，再次进行判断；否，则继续向下进行；

判断当前控制状态是否处于自动控制下：否，则需要管理员进行人工操作，人工发送相关操作指令；是，则继续向下进行；

依据数据分析模块分析结果对状态值赋值：状态值分为1,2,3三个状态，分别代表低级、中级、高级预警指令；

依据当前状态值判断警报等级；

依据警报等级向LORA网关发送控制指令：包括警报灯是否闪烁指令，警报器是否发声指令，影像设备是否开启指令；

特别的，报警器语音广播可为常规警报声音，也可以播放由用户自行编辑语音文本。

特别的，预警模块向云端平台传递的预警信息包括：异常电力设备编号、所处位置、警报等级、异常原因、行动建议等；

特别的，预警信息传递给云端平台后，可由值班人员实时处理，选择结束报警状态；若无人操作，数据分析模块将持续分析该位置处电力设备的运行情况，确认电力设备运行恢复正常后，在时间间隔T1后自行停止警报。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。