基于5G和云存储技术的配电监控系统

摘要

本发明公开了一种基于5G和云存储技术的配电监控系统。该基于5G和云存储技术的配电监控系统依次相联的现场设备层、网络通信层和站级控制层。现场设备层包括配电设备和环境监测单元，网络通信层包括交换机、5G独立芯片和通信基站，所述交换机通过导线与5G独立芯片电性连接，所述5G集成芯片与通信基站通过5G信号建立连接，5G独立芯片包括高速计算单元、高速传输单元、历史数据单元和数据录入单元。站级控制层包括云端、移动端和监控终端，云端、移动端和监控终端均可分别与通信基站建立指令和数据传输连接，所述监控终端还与交换机通过导线电性连接，监控终端可与配电设备建立指令传输和数据传输，所述云端包括云端汇总单元和云端处理单元。该基于5G和云存储技术的配电监控系统具有数据高速传输和可避免数据丢失等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及智能监控技术领域，具体是一种基于5G和云存储技术的配电监控系统。

背景技术

随着计算机、通信、自动化等技术的迅速发展，各行业领域对配电设备监视控制系统的经济性、可靠性、高效性等要求越来越高。配电系统处于电力配电网络末端，直接向企业、用户端设备供应或分配电能，系统运行的安全性、稳定性以及高效性对于企业生产是非常重要的。为了减少人工误操作的几率，节省人力资源，为配电系统检修维护以及监视提供便利的远程控制方式，必须合理利用计算机、自动化等技术实现配电设备的智能监视和控制。但是，现有的配电监控系统中对数据进行记录收集的操作流程有所欠缺，导致监控系统内部在内容记录过程中容易出现损坏、丢失等事故，从而无法长期保存系统在数据分析过程中的各种检测过的数据，无法满足工作人员的使用需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于5G和云存储技术的配电监控系统，可实现数据高速传输，并可避免数据丢失。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

基于5G和云存储技术的配电监控系统，包括依次相联的现场设备层、网络通信层和站级控制层；

现场设备层包括配电设备和环境监测单元，环境监测单元可采集电气量、开关量和模拟量，还可采集配电设备所处环境的相关信息数值；现场设备层主要负责采集各个配电设备的参数数据、开关量状态，接受站级控制层下发的动作指令，对配电设备进行相应的动作；

网络通信层包括交换机、5G集成芯片和通信基站，交换机通过导线与5G集成芯片电性连接，5G集成芯片与通信基站通过5G信号建立连接，5G集成芯片包括高速计算单元、高速传输单元、历史数据单元和数据录入单元，高速计算单元和高速传输单元通过导线电性串联连接，历史数据单元和数据录入单元通过导线电性串联连接，高速传输单元和数据录入单元通过导线电性并联连接，高速计算单元可对环境监测单位传输的数据进行高速运算处理，高速传输单元可将运算处理后的数据与站级控制层进行高速传输，历史数据单元可提供对比数据，数据录入单元可将比对后的数据录入储存，通信基站可对信号进行远距离处理；网络通信层将现场设备层采集的数据、站级控制层命令进行双向传输，完成信息传递、实时数据处理分析能功能；

站级控制层包括云端、移动端和监控终端，云端、移动端和监控终端均可分别与通信基站建立指令和数据传输连接，监控终端还与交换机通过导线电性连接，监控终端可与配电设备建立指令传输和数据传输，云端包括云端汇总单元和云端处理单元，云端处理单元可对接收的数据运算处理，云端汇总单元可对处理后的数据进行分布式储存；站级控制层是负责对现场设备层采集的数据进行处理和分析并展示，配电系统发生故障时作出故障决策，下达动作命令。

优选的，环境监测单元包括温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、烟雾传感器、视频监控摄像头、红外探测器、除湿机、空调和排气风机，并且温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、烟雾传感器、视频监控摄像头、红外探测器、除湿机、空调和排气风机通过导线电性并联连接。

优选的，站级控制层还运用了3D监控技术，3D监控技术在监控终端中进行操作，具体包括以下步骤：

将实时监控视频的数据信息进行采集，通过将视频的数据信息和预先搭建的现场3D模型相结合来生成并存储为3D实景数据；

接收输入的控制指令，通过控制指令播放对应的3D实景监控画面；

接受输入的选择信息，通过选择内容和3D实景数据渲染播放相对应的第一显示画面，第一显示画面当中包括仪表仪器的实时画面和作业人员的实时画面；

将视频的数据信息和预先搭建的现场3D模型相结合生成并存储为3D实景数据；

将视频的实时数据与预设的3D模型进行叠加，进行数据结合处理，生成并存储3D实景数据，对3D实时数据进行存储并生成对应的链接；

发送控制指令以及3D渲染技术播放对应的3D监控画面；

接收场景切换的操作指令之后，结合切换场景的跳转和3D实景渲染技术来获取对应场景的3D监控画面；

接收角度切换的操作指令之后，结合切换角度的大小和3D实景数据渲染技术来获取这一场景各个角度的3D监控画面；

接收视频回放的操作指令之后，结合存储单元当中对应的视频回放链接和3D实景数据渲染技术来播放对应的3D监控画面。

本发明的有益效果是：

采用5G独立芯片和云端技术对配电监控系统的通信以及数据存储方面进行改进，利用5G网络超高速率、超低时延等特点增快配电监控系统的传输速率，利用云存储技术对系统数据进行备份储存，缓解因服务器宕机造成数据丢失的问题。

附图说明

图1为本发明的系统网络拓扑图。

图2为本发明的5g独立芯片的流程示意图。

图3为本发明的环境监测单元的流程示意图。

图4为本发明的系统运行的流程示意图。

图5为本发明的3D监控技术的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行说明，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。

如图1-5所示，本实施例的基于5G和云存储技术的配电监控系统，包括依次相联的现场设备层、网络通信层和站级控制层；

现场设备层包括配电设备和环境监测单元，所述环境监测单元可采集电气量、开关量和模拟量，还可采集配电设备所处环境的相关信息数值；现场设备层主要负责采集各个配电设备的参数数据、开关量状态，接受站级控制层下发的动作指令，对配电设备进行相应的动作；

网络通信层包括交换机、5G集成芯片和通信基站，所述交换机通过导线与5G集成芯片电性连接，所述5G集成芯片与通信基站通过5G信号建立连接，5G集成芯片包括高速计算单元、高速传输单元、历史数据单元和数据录入单元，所述高速计算单元和高速传输单元通过导线电性串联连接，所述历史数据单元和数据录入单元通过导线电性串联连接，所述高速传输单元和数据录入单元通过导线电性并联连接，高速计算单元可对环境监测单位传输的数据进行高速运算处理，高速传输单元可将运算处理后的数据与站级控制层进行高速传输，历史数据单元可提供对比数据，数据录入单元可将比对后的数据录入储存，所述通信基站可对信号进行远距离处理；网络通信层将现场设备层采集的数据、站级控制层命令进行双向传输，完成信息传递、实时数据处理分析能功能；

站级控制层包括云端、移动端和监控终端，云端、移动端和监控终端均可分别与通信基站建立指令和数据传输连接，所述监控终端还与交换机通过导线电性连接，监控终端可与配电设备建立指令传输和数据传输，所述云端包括云端汇总单元和云端处理单元，云端处理单元可对接收的数据运算处理，云端汇总单元可对处理后的数据进行分布式储存；站级控制层是负责对现场设备层采集的数据进行处理和分析并展示，配电系统发生故障时作出故障决策，下达动作命令。

其中，环境监测单元包括温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、烟雾传感器、视频监控摄像头、红外探测器、除湿机、空调和排气风机，并且温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、烟雾传感器、视频监控摄像头、红外探测器、除湿机、空调和排气风机通过导线电性并联连接。

其中，站级控制层还运用了3D监控技术，3D监控技术在监控终端中进行操作，具体包括以下步骤：

将实时监控视频的数据信息进行采集，通过将视频的数据信息和预先搭建的现场3D模型相结合来生成并存储为3D实景数据；

接收输入的控制指令，通过控制指令播放对应的3D实景监控画面；

接受输入的选择信息，通过选择内容和3D实景数据渲染播放相对应的第一显示画面，第一显示画面当中包括仪表仪器的实时画面和作业人员的实时画面；

将视频的数据信息和预先搭建的现场3D模型相结合生成并存储为3D实景数据；

将视频的实时数据与预设的3D模型进行叠加，进行数据结合处理，生成并存储3D实景数据，对3D实时数据进行存储并生成对应的链接；

发送控制指令以及3D渲染技术播放对应的3D监控画面；

接收场景切换的操作指令之后，结合切换场景的跳转和3D实景渲染技术来获取对应场景的3D监控画面；

接收角度切换的操作指令之后，结合切换角度的大小和3D实景数据渲染技术来获取这一场景各个角度的3D监控画面；

接收视频回放的操作指令之后，结合存储单元当中对应的视频回放链接和3D实景数据渲染技术来播放对应的3D监控画面。

本发明的工作原理为：

在配电监控系统的现场设备层加入环境监测单元，环境监测单元包括温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、烟雾传感器、视频监控摄像头、红外探测器、除湿机和排气风机，环境监测单元可对配电设备周围环境的温度值、湿度值、漏水情况、烟雾情况监测，还可对环境进行视频监控、红外探测、除湿和散热等操作，环境监测单元可采集电气量、开关量和模拟量，还可采集配电设备所处环境的相关信息数值。

网络通信层中的5G集成芯片对传输的数据进行高速计算处理，并可将传输数据与历史数据进行对比计算，再将数据进行录入储存并形成相应的数据报告，还可通过5G信号与通信基站建立连接，通信基站对信号进行远距离处理，从而与监控计算机终端进行数据和指令传输。

站级控制层中加入云端技术，云端信息汇总单元和云端处理单元，将环境监测单元采集到的电气参数、开关状态信息以及环境信息数值等相关数据进行处理后上传至云端进行数据处理以及数据分布式储存，配电监控系统内服务器如果发生宕机，可以利用存储备份信息复制宕机的服务器存储的数据。移动端可查看现场设备层的配电设备的配电状态。监控终端还可对现场设备层的配电设备进行指令控制。同时，所述站级控制层还运用了3D监控技术，3D监控技术在监控终端中进行操作，3D监控技术可对配电设备进行事故模拟，提升工作人员处理事故的效率。