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2020-08-26

摘yao:利用物联wang技术,将wu线射频he传感器两项关jian技术结合zaiyi起,建立了yi套将各处分san的dian力环wang柜he配dian蕐i肪呈輘hi时联wang的dian力配wang环境智能监控系tong,这套新型的基yuwu线射频传感技术的dian力配wang智能监控系tong。shi现了对dian力环wang柜he配dian蕐i肪呈莸膕hi时采集,shi现了对运行环境的远cheng监控he异常qing况或故障出蟴hi膉i时报警,cong而有效提高了dian力配wang系tong的智能化、数据化chengdu,大力确保了dian力配wang的安quan可kao运行。dian力配wang环境智能监控系tong是物联wang技术zai智能dianwang中的yi个dian型应用fan例,其wu线射频传感器heyi体化的RFID读写器设计shi现了bu署的简bian快捷(jian少了布线gong作)he可扩展xing。

关jian词:物联wang;射频识别;传感器;dian力配wang设施;shi时监控

 

1应用背景

        congdian缆化供dian来考虑。环wang供dianyi其经济xinghe可kaoxing成为配dianwangluodian缆化的首yao形shi,环wang柜he配dian室(yi下tong称为dian力配wang设施)作为城shi配dianwang中的关jian设bei,具有分布广、数liang大、布点san的特点,设施周边环境复杂且差异较大,经常面linji端天气he突发事件的考验,因而给hu外巡查gong作带来了yi下难点:①dian力配wang设施采用quanfeng闭shi设计,rengong巡检难du大;②dian力配wang设施数liang大,分布san,rengong巡检gong作liang大;③zai遭yuji端天气时很难及时进行rengong巡检;④dian力配wang设施daoren为破坏时wu法及时发现yin患;⑤wu法shi现dian力配wang设施7×24小时监控预警体系。dian力配wang设施涉及用dian安quan责任重大,为了保障其运行安quan,急需配beishi时zai线监测预警系tong,而传tong监测方法zai这个问题shang存zai许多不足之处:①传tong环境监测方案主yao针对ji房资产,难yi适应狭小kong间;②传tong环境监测方案采用有线传shu,bu署shi施gong作liang大;③dian力配wang设施的强dian环境与传tong环境监测的ji房环境差异大;④dian力配wang设施的强dian环境对环境监测系tong设bei、规划、shi施yao求严苛;⑤dian力配wang设施bu署环境ji大影xiang有线连接方案的稳定xing。

2物联wang相关技术简介

         国約hi缧帕?ITU)的权威报告指出:物联wang是通过wu线射频识别技术(RFID)、传感wang技术、quan球卫星定位系tong(GPS)、激光扫miao器等信xi传感设bei,通过约定的协yi,基yu互联wang平台进行信xi采集与传shu,cong而达dao智能化管理的yi种wangluo技术。可yi看dao,wu线射频识别he传感器是物联wang技术中两个非常重yao的he心组成bu分。

2.1wu线射频识别(RFID)技术

       wu线射频识别技术是yi种利用射频通信shi蟴hi姆墙觕hushi数据采集技术,ta通过射频信号自dong识别目标对象并获取相关数据,其系tongyiban由阅读器、应答器(dianzi标签)、传shuwangluohe应用软件等组成。RFIDdianzi标签具有体积小、容liang大、寿命长、可多次重复shi用等传tongtiao衱en胨痪遙ei的优势,处理数据过chengwu需rengonggan预,可zhi持快速读写、非可视识别、移dong识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。由此带来的成benhe节约he效聅hi奶醩heng,chunshi射频识别技术成为各个行yeshi现信xi化的重yao切入点。

2.2传感器技术

      传感器是shi现自dong检测he自dong控制的首yao环节,是传感wang的基ben功能节点。通过各shi各样功能丰富的传感器节点,传感wang形成了yi种quan新的信xi获取平台,能够shi时监测he采集wangluo分布qu域内的各种检测对象的信xi,yishi现复杂的指定fan围内的目标检测与跟踪。智能dianwang建设中的yi个关jianbu分jiu是处yuwangluo末端的传感器,ta是shi现智能化不可或缺的关jianbu分,zai智能dianwang中具有广kuo的应用kong间,zaisheng产安quan管理、运行维护、信xi采集、安quan监控、计liang及用hujiao互等方面du可yiquan面提高各环节的信xi感知深du、广duyi及密du,提高dian力系tong的智能化chengdu,chun进“信xi流、yewu流、dian力流的高du融合”的shi现。

 

3wu线射频he传感器技术的结合设计

3.1wu线射频传感器构成

       yi个完zheng的wu线射频传感系tong由传感器标签、有yuanRFID阅读器、中间件接口he应用软件组成,系tongjia构如tu1所示。

tu1 wu线射频传感技术系tongjia构

       系tong首xian通过底层的传感器标签采集并定期shang传需yao万方数据监测的各种对象信xi,然后通过zai各个qu域内bu署的有yuanRFID阅读器接收gaiqu域内所有标签shang传的信xi并发送给后台系tong接口,觭hang祎ong中间件对所觴ing亩疗鱯hang传的数据进行tongyi处理后再发送给特定的应用软件shi用。wu线射频传感技术把wu线射频识别he传感器技术有ji地结合dao了yi起,通过传感器标签采集各种需yao进行监测的对象状态信xi,tong时通过射频技术shi现阅读器he传感器标签之间的快速可kao通信,能够及时获取并shang传所采集dao的各lei信xi。传感器标签集成了多种传感器he有RFIDdianzi标签的各项功能,系tong可yitongyi接收并处理各lei传感器(wendu、湿du、漏ye、裻an小⒚糯拧⒄餯ong等)所采集dao的信xi,能够对密闭kong间内bu的各种环境tiao件进行shi时监控,cong而shi现对dian力配wang设施的多角du、quan寿命周期管理。

3.2wu线射频传感技术主yao特点

       首xian,zai射频通信方面,gai技术xuan择了433 MHz的chao高芼eng刀巫魑祎onggong作芼e剩浼际跤攀浦鱵ao体现有:①433MHz频段目前已被quan球jue大多数国家所接受;②目前433MHz频段的shi用率还不是很高,xuan择这个频段可yi有效jian少冲突ji会,而WiFiheZigbeewangluo所shi用的2.4 GHz频段则常常会发sheng因受ganrao而丢失数据的qing况;③433 MHzdian磁波的波长为70 em,这是比较长的,很多有yuan系tong采用的2.4GHz频段波长只有2.4 cm。波长越长,系tongzai密集环境yi及jin属he体周围的表现jiu越好,可yi更好地适应环wang柜he配dian室应用环境;④gong作zai433 MHz的yi个wu线射频阅读器可yi轻松地处理多达1 400个传感器标签而不会对射频传shuhe通信的可kaoxing有任何降低。其次,zai传感器方面,gai技术把有yuanRFID标签he传感器技术wu缝地融合zaiyi起,形成了yi系列具有各shi各样丰富功能的传感器标签,其技术特点主yao有:①传感器标签每geyi定时间(通常为2 s,可根据需yao进行diaozheng)xiang阅读器发送yi次数据,其信号传shu距离最大可达90 m,完quan可yi满足环wang柜he配dian蕐i肪车挠τ眯鑩ao;②每个传感器标签du有yi个8位的身份代ma,用yu对其进行标识,tong时还有yi个6位的组别代ma用yu标识其传感lei型可yishi现简单方bian的tongyi管理;③传感器标签外型小qiao,可用yu多种物体表面,襷i诎沧癶eshi用;④传感器标签lei型多样,功能丰富,可yi根据不tong应用灵活进行xuan择;⑤传感器标签采用gongye级feng装,环境适应xing强;⑥传感器标签内zhidian池,shi用寿命可达5年并且可yi更换,wu需考虑供dian问题;⑦传感器标签与阅读器之间的通信采用wu线传shu,bu署简单灵活。

4wu线射频传感技术的dian力配wang智能监控系tong 

       基yuwu线射频传感技术的zheng个dian力配wang智能监控系tong的构成如tu2所示。

       对yudian力配wang设施监控应用来说,根据环wang柜he配dian蕐e奶豿ing,我们为每个配dian设施xuan配了yi下几种lei型的传感器 标签用yu其状态监控:①门磁标签:用yu监控环wang柜柜门或配dian室房门的开闭状态;②wen湿du标签:用yu监控dian力配wang设施内不tongqu域的wenduhe湿du;③ye体探测标签:用yu监控dian力配wang设施内是否有ye体渗漏;④震dong标签:用yu监控dian [5]力配wang设施是否有ren为破坏;⑤裻an斜昵河脃u监控dian力配wang设施内是否有烟雾起火现象。

tu2智能dian力配wang设施shi时监控系tong构成

5系tong应用效yi

      dian力配wang智能监控系tong通过wu线射频传感技术成功shi现了对环wang柜he配dian室内环境数据的shi时采集he联wang,shi现了环境的远cheng监测,保zheng了运行的安quan可kao,通过shi用gai系tong所带来的经济效yihe社会效yi主yao有:①shi现了所有dian力配wang设施运行状态的联wangzai线shi时监测,有效提sheng了设施管理的智能化he信xi化水平;②shi现了dian力配wang设施内环境参数7 X24小时的quan天候安quan监测,有效jian少了安quanxing事箂hi姆heng并提高了事故发sheng后的及时处理能力;③利用dianzi监控替代rengong巡检,大大jian少了管理ren员的gong作liang并提高了gong作效率,有效降低了dianwang管理的ren力成benhe时间成ben;④jian少了因渗水、锈蚀、wendu过高等原因zao成的设bei异常损耗,避免了不必yao的损失,提高了设bei的可kaoxinghe运行寿命;⑤针对突发事件shi现环wang柜故障及时预警hequan面分xi快速定位,zhen正做dao马shang发现,马shang处理,tong时也大大jian少了由yu二次设bei故障对dianwang运衳ing斐傻挠皒iang;⑥提sheng了dian力配wang系tong的数据化运维管理水平,shi现了多角du的智能化管理簍u郿u,为智能dianwang的建设提供了有力zhi持。

6九州dian玩配dian蕐i肪臣嗫叵祎ong的介绍与xuan型

6.1简介

      九州dian玩dian气gu份有限公si根据配dian室shi际qing况,结合多年的变dianzhanhe配dian蕐e脑诵泄芾砭椋灾餮蟹⒘si胖載ian玩配dian室综合监控系tong,shi现了智能开关柜运行监控、高压开关柜带dian显示、dian流dian压等负zai运行监控、母线测wen监测、dian缆测wen监测、环境监测、有hai气体监测、安fang监控、采暖通feng、门禁、deng光、fengji、除湿ji、kongdiao控制等功能。shi现dong力环境各数据的检测与设bei控制,shi现dong力环境优化,避免运行环境的失控导zhi配dian设bei运行故障,保zheng维护ren员安quan,延长设beishi用寿命,jian少配dian室粗放shi管理导zhi成ben过高,tong时shi现配diandong力环境的分布shi远cheng管理。

6.2系tong功能

6.2.1 通信管理

       九州dian玩智能配dian室综合监控系tong可yi完成对zheng个配dian室fan围内的通信设bei进行管理、添加、shan除、控制he数据的shi时监测。

6.2.2shi时监测

        九州dian玩智能配dian室综合监控系tongrenji界面友好,能够显示配dian室设bei的运行状态,shi时监测配dian蕐i肪巢问舩i,如视频、wendu、湿du、漏水/水浸、水位、有hai气体hedian参liang等。shi时显示有关故障、告警等信xi。

6.2.3 数据查xun

       zairenji界面中,可yi直接查看配dian室个设bei的运行数据。

6.2.4曲线查xun

       zai曲线查xun界面,可yi直接查看遥测参liang曲线,包括wendu、湿du、水位、有hai气体、dian压、dian流等曲线。

6.2.5运行报表

       查xun配dian室内设bei的运行数据报表,包括日报表、月报表、年报表he查xun报表等。

6.2.6shi蔮ei婢?/strong>

      科瑞智能配dian室综合监控系tong具有shi蔮ei婢δ埽祎ong能够对配dian室wendu、湿du、有hai气体、设bei故障或通信故障等事件发出告警。告警如右tu所示:

6.2.7 历史事件查xun

       九州dian玩智能配dian室综合监控系tong能够对产sheng的所有事件记录进行存储he管理,方bian用hu对系tong事件he进行历史追溯、查xuntong计、事故分xi。

6.2.8 用hu权限管理

      为保障系tong安quan稳定运行,设zhi了用hu权限管理功能。通过用hu权限管理能够fang止未经shou权的cao作(如遥控的cao作,数据库修gai等)。可yi定义不tong级别用hu的登录名、密ma及cao作权限,为系tong运行、维护、管理提供可kao的安quan保障。

6.2.9wangluo拓扑tu

       九州dian玩智能配dian室综合监控系tongzhi持shi时监视接入系tong的各设bei的通信状态,能够完zheng的显示zheng个系tongwangluo结构。可zai线诊断设bei通信状态,发shengwangluo异常时能自dongzai界面shang显示故障设bei或元件及其故障bu位。

6.2.10遥控cao作

      九州dian玩智能配dian室综合监控系tong可yi对zheng个配dian系tongfan围内的设bei进衳ing禼heng遥控cao作。

6.3Acrel-2000E/B配dian蕐i肪臣嗫叵祎ong推荐配zhixuan型

7系tong未来的大数据应用展望

     未来随着系tong数据的积累,通过大数据的挖掘he分xi技术,将会产sheng对ren胵iao鷋esheng活有更多价zhihe帮助的应用。

参考文献

      (1)cheng伟华,陈扬,赵琳.基yu物联wang技术的dian力环wang柜环境监控系tong设计与应用[J].dianzi技术与软件gongcheng,2016,                  5(7):30yi31.42.

      (2)刘de山.物联wang技术zaidian力配wang智能监控管理中的应用[J].四川建cai

      (3)九州dian玩Acrel-2000EB配dian室综合监控系tong2020.04ban

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