微环境就地监控系统及电气箱柜微环境监控系统

摘要

本发明公开了一种微环境就地监控系统及电气箱柜微环境监控系统，所述微环境就地监控系统设置于电气箱柜内；所述微环境就地监控系统与综合数据云平台通信连接；所述微环境就地监控系统与远程监控设备通信连接；所述微环境就地监控系统实时采集所述电气箱柜的微环境的信息数据并发送至所述综合数据云平台，所述微环境就地监控系统接收述远程监控设备的控制信息。本发明实现了对微环境信息数据进行全面感知，从而提高了系统的可靠性和稳定性。

说明书

技术领域

本发明涉及电气箱柜微环境的信息感知与监控应用领域，特别涉及一种微环境就地监控系统及电气箱柜微环境监控系统。

背景技术

伴随着我国城市化建设的快速发展，市政基础设施工程项目不断向广域化，纵深化方向发展，例如在水处理厂站、综合管廊等建设项目中，涉及大量分布于户外或地下恶劣环境现场应用的电气箱柜，作为系统架构的末端，由于此类设备数量众多，环境影响因素复杂，日常巡检维护困难等原因，经常成为系统安全的风险点、故障的高发地。

目前，针对变配电设施或数据机房等集中布置的核心设备的箱柜环境监控系统已日渐成熟，但针对现场末端恶劣环境下分散布置的电气箱柜的微环境监控系统仍非常薄弱，不能对微环境信息数据进行全面感知，系统的可靠性和稳定性低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中不能对微环境信息数据进行全面感知，系统的可靠性和稳定性低的缺陷，提供一种微环境就地监控系统及电气箱柜微环境监控系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种微环境就地监控系统，所述微环境就地监控系统设置于电气箱柜内；

所述微环境就地监控系统与综合数据云平台通信连接；

所述微环境就地监控系统与远程监控设备通信连接；

所述微环境就地监控系统实时采集所述电气箱柜的微环境的信息数据并发送至所述综合数据云平台，所述微环境就地监控系统接收述远程监控设备的控制信息。

较佳地，所述微环境就地监控系统包括：智能网关、感知设备和执行设备；

所述智能网关与所述感知设备和所述综合数据云平台通信连接；

所述感知设备采集所述电气箱柜的微环境的信息数据，并将所述电气箱柜的微环境的信息数据发送至所述智能网关，所述智能网关接收所述电气箱柜的微环境的信息数据发送至所述综合数据云平台；

所述执行设备通过智能网关接收所述远程监控设备的控制信息。

较佳地，所述智能网关还用于通过智能计算进行分析决策，并对相应的所述执行设备进行控制。

较佳地，所述智能网关包括ZigBee模块和标准I/O模块；其中，所述ZigBee模块采用无线协议进行数据通讯；所述标准I/O模块采用有线输入/输出的方式进行数据交换；

所述ZigBee模块和所述标准I/O模块用于采集所述感知设备的状态数据信息，所述智能网关对所述感知设备状态数据进行分析，并通过所述ZigBee模块和所述标准I/O模块对执行设备发出控制命令，实现联动功能；所述智能网关与上位监控系统的通信方式支持以太网，无线Wifi及通用4G/5G网络。

较佳地，所述智能网关还包括本地存储模块；

所述存储模块用于存储所述电气箱柜的微环境的信息数据，当网络出现通信故障时，所述智能网关将所述微环境就地监控系统进行本地存储，待网络恢复后再进行上传。

和/或，所述智能网关还包括定位模块；

所述定位模块用于获取所述电气箱柜的定位信息，并将所述定位信息通过所述智能网关发送所述综合数据云平台。

较佳地，所述定位模块包括GPS、北斗或自组网式定位系统。

较佳地，所述感知设备包括温湿度传感器、水浸传感器、滤网压差传感器、烟雾探测器和门磁开关中的一种或多种；所述感知设备通过ZigBee模块或标准I/O模块与所述智能网关连接。

较佳地，所述执行设备包括散热风扇、机柜空调、除湿器、照明灯具和网络摄像机中的一种或多种，所述执行设备通过ZigBee模块或标准I/O模块接收所述智能网关的运行控制命令。

较佳地，所述微环境就地监控系统还包括电源模块；其中，所述电源模块包括主供电源以及蓄电池；

本发明还提供一种电气箱柜微环境监控系统，所述电气箱柜微环境监控系统包括如前述的微环境就地监控系统、综合数据云平台和远程监控设备；

所述微环境就地监控系统与所述综合数据云平台通信连接；

所述远程监控设备与所述微环境就地监控系统和所述综合数据云平台通信连接；

所述综合数据云平台接收所述微环境就地监控系统实时采集所述电气箱柜的微环境的信息数据，所述远程监控设备从所述综合数据云平台调用所述电气箱柜的微环境的信息数据并控制微环境就地监控系统。

本发明的积极进步效果在于：

本发明提供的一种微环境就地监控系统及电气箱柜微环境监控系统，通过物联网技术更加便捷的采集广域范围内的电气箱柜微环境感知数据，并采用具有边缘计算功能的智能网关，实现箱柜现场本地数据的存储与计算，从而实施联动控制，并将信息通过移动通信网络上传至综合数据云平台，满足系统实时性、安全性、可靠性的要求；同时，利用远程监控设备在接入互联网的条件下，可便捷地实现对所辖范围内的电气箱柜微环境监测数据的远程调用，巡检控制及故障诊断。为运营单位提供一种针对电气箱柜的预防性检修维护，全面提高精细化管理水平的手段。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的微环境就地监控系统框架图；

图2为本发明一较佳实施例的电气箱柜微环境监控系统框架图；

图3为本发明一较佳实施例的某一典型箱柜设备安装布置示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例公开了一种微环境就地监控系统1，该微环境就地监控系统1设置于电气箱柜内；微环境就地监控系统1与所述综合数据云平台通信连接；微环境就地监控系统1与所述远程监控设备3通信连接；微环境就地监控系统1实时采集所述电气箱柜的微环境的信息数据并发送至所述综合数据云平台2，微环境就地监控系统1接收述远程监控设备3的控制信息。

在一优选的实施方式中，微环境就地监控系统1包括：智能网关11、感知设备12和执行设备13；智能网关11与感知设备12和综合数据云平台2通信连接；

感知设备12采集所述电气箱柜的微环境的信息数据，并将电气箱柜的微环境的信息数据发送至智能网关11，智能网关11接收电气箱柜的微环境的信息数据发送至综合数据云平台2；

所述执行设备13通过智能网关11接收所述远程监控设备3的控制信息。

本实施例中，微环境就地监控系统1包括分布于不同地理位置电气箱柜内，每台或临近布置的多台电气箱柜可共用一套微环境就地监控系统1，每套微环境就地监控系统1可通过一台具有边缘计算功能的智能网关11将采集数据通过移动通信网络上传至综合数据云平台2，满足远程监控设备3在接入互联网条件下的远程调用与控制。

在一优选的实施方式中，智能网关11还用于通过智能计算进行分析决策，并对相应的执行设备13进行控制，实现微环境就地监控系统1的边缘自治。

在一优选的实施方式中，智能网关11包括ZigBee模块114和标准I/O模块115；其中，所述ZigBee模块114通过一种低速短距离传输的无线协议进行数据通讯；所述标准I/O模块115采用有线输入/输出的方式进行数据交换；

ZigBee模块114和标准I/O模块115用于采集所述感知设备12的状态数据信息，智能网关11对感知设备12状态数据进行分析，并通过ZigBee模块114和所述标准I/O模块115对执行设备13发出控制命令，实现联动功能；智能网关11与上位监控系统的通信方式支持以太网，无线Wifi及通用4G/5G网络。

在一优选的实施方式中，智能网关11还包括本地存储模块；

所述存储模块用于存储所述电气箱柜的微环境的信息数据，当网络出现通信故障时，所述智能网关11将所述微环境就地监控系统1进行本地存储，待网络恢复后再进行上传。具体地，智能网关11可扩展SD存储卡111用于存储一定时间的监控数据。

在一优选的实施方式中，所述智能网关11还包括定位模块112；

定位模块112用于获取电气箱柜的定位信息，并将定位信息通过智能网关11将定位信息发送综合数据云平台2。

在一优选的实施方式中，定位模块112包括GPS、北斗或自组网式定位系统。

本实施例中，可在远程监控系统区块平面布置图中显示各个配电箱位置，并给出最优到达路线，便于维护人员最快解决故障。

在一优选的实施方式中，感知设备12包括温湿度传感器121、水浸传感器122、滤网压差传感器123、烟雾探测器124和门磁开关125中的一种或多种；感知设备12通过ZigBee模块114或标准I/O模块115与智能网关11连接，可实时监测电气箱柜体内微环境信息。

在一优选的实施方式中，执行设备13包括散热风扇131、机柜空调132、除湿器133、照明灯具134和网络摄像机135中的一种或多种，执行设备13通过ZigBee模块114或标准I/O模块115接收智能网关11的运行控制命令。

本实施例中，电气箱柜内照明灯具134及网络摄像机135在电气箱柜门关闭的情况下处于关闭休眠模式，待电气箱柜门打开时，照明灯具134点亮并唤醒网络摄像机135实施对电气箱柜前视频信息的监视记录。

当电气箱柜处于正常运行状态，智能网关11对电气箱柜微环境进行实时监测，并将感知设备12的采集信息及执行设备13的状态信息通过移动通信网络连续发送至综合数据云平台2，并在云端服务器进行存储，供远程监控设备3进行调用。

当电气箱柜内各环境传感器监测到超过设定阈值，或电气箱柜门磁开关125打开时，由智能网关11经过边缘计算，联动控制相应的执行设备13运行，立即发送报警信号至综合数据云平台2，通过主动推送的方式在远程监控设备3的移动终端app上进行高亮报警。异常状况下的主要联动控制逻辑包括但不限于以下内容：

当电气箱柜内温度超过设定阈值，发送报警信号并启动散热风扇131或机柜空调132；

当电气箱柜内湿度超过设定阈值，发送报警信号并启动除湿器133；

当电气箱柜内水浸传感器122监测到箱柜内有水浸入，发送报警信号，并可延时切断电气箱柜内电源回路；

当电气箱柜内滤网压差传感器123超过设定阈值，发送报警信号；

当电气箱柜内烟雾传感124器监测到有烟雾，发送报警信号，关闭散热风扇13，并可延时切断电气箱柜内电源回路；

当电气箱柜门磁开关125打开，发送报警信号，点亮电气箱柜内照明灯134具并唤醒网络摄像机135实施视频监视记录；

当电气箱柜内电源系统出现故障，发送报警信号，切换至备用电源，并关闭智能网关11的通信功能，对电气箱柜内监控数据实施本地存储。

在一优选的实施方式中，微环境就地监控系统1还包括电源模块14；其中，电源模块14包括主供电源以及蓄电池；

所述主供电源为220V交流输入电源接入所述电气箱柜的电源进线侧后经转化的24V直流电源；

所述蓄电池用于当所述主电源发生故障时，所述电源模块切换至所述蓄电池供电。

本实施例中，系统内各设备的供电采用专用24V直流电源模块，包括由电气箱柜电源进线侧接入的主供电源以及由安全稳定性好的锂电池构成的备用电源，当监测到主供电源发生故障时，电源模块14可瞬时切换至蓄电池，保证短时间内系统的连续监控，并将电源故障信息通过智能网关11上传至综合数据云平台2。

如图3所示，为某一典型箱柜设备安装布置示意图，在电气箱柜的柜门上设置有空调132或风扇131，智能门锁16、进风口141(内置滤网差压传感器123)。根据需要在电气箱柜内设置有电源模块14、智能网关11、照明灯具134、网络摄像机135、温湿度传感器121、除湿器133、水浸传感器122。

本实施例提供了一种微环境就地监控系统，该微环境就地监控系统采用具有边缘计算功能的智能网关，实现箱柜现场本地数据的存储与计算，从而实施联动控制，并将信息通过移动通信网络上传至综合数据云平台，满足系统实时性、安全性、可靠性的要求。

实施例2

如图2所示，本实施例公开了一种电气箱柜微环境监控系统，该电气箱柜微环境监控系统包括实施例1中的微环境就地监控系统1、综合数据云平台2和远程监控设备3；

微环境就地监控系统1与综合数据云平台2通信连接；远程监控设备3与微环境就地监控系统1和综合数据云平台2通信连接；微环境就地监控系统1实时采集电气箱柜的微环境的信息数据并发送至综合数据云平台2，综合数据云平台2接收所述信息数据，远程监控设备3从综合数据云平台2调用电气箱柜的微环境的信息数据并控制微环境就地监控系统1。

本实施例中，综合数据云平台2包括数据库服务器21、应用服务器22及网络安全系统；电气箱柜微环境监控系统的应用软件部署在所述数据库服务器21、应用服务器22；

综合数据云平台2采用B/S架构，服务器均部署在云端，数据库服务器21采用MongoDB(一个基于分布式文件存储的数据库)数据库，并具有冗余备份机制，数据库与智能网关11之间采用MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输)及时通讯协议，前端应用服务器22采用基于J2EE(一套针对企业级分布式应用的计算环境)和HTML5(一种构建以及呈现互联网内容的一种语言方式)技术进行开发，可运行于各类型平台。

综合数据云平台2采用软件即SaaS(服务模式)，电气箱柜的微环境监控系统应用软件定制开发后部署在云端服务器。电气箱柜微环境监控系统应用软件包括web(WorldWide Web，全球广域网)端及APP(Application，应用程序)端，可分别部署于远程监控设备3。系统应用软件以电气箱柜微环境就地感知设备12为基础，结合上级综合管理应用平台以及GIS地图服务平台，可实现电气箱柜的远程巡检与维护管理功能。如：各类型电气箱柜在广域地图上的分层分类展示，各类型电气箱柜POI(point of information，信息点)的显示与检索，各类型感知信息的实时显示及预报警阈值的设置，各类型预报警信息的记录与诊断，巡检维护计划的制定与提醒，安全防范系统的联动管理，数据的统计分析及辅助决策，紧急信息的推送，用户权限管理等功能。

网络安全系统包括网络安全设备23、网络安全系统软件等，网络安全设备23为硬件防火墙，在内部网络与外部网络接口处设置硬件防火墙，在硬件防火墙、数据库服务器21、应用服务器22安装杀毒软件，实现病毒侦查、隔离、删除功能，此外在硬件防火墙内安装入侵检测系统(IDS)，入侵防御系统(IPS)，用于检测违反安全策略的行为或者存在违规入侵行为，并能够即时的中断、调整或隔离一些不正常或是具有伤害性的网络资料传输行为。

本实施例中，远程监控设备3包括计算机31、智能手机32和平板电脑33中的一种或多种；

计算机31、智能手机32和平板电脑33用于在接入互联网的条件下后通过浏览器web端或app端完成登录后，可实现对微环境就地监控系统1的远程监控与配置管理。

远程监控设备3可自主分析感知设备12的采集数据、执行设备13状态，当出现极端异常情况时，维护人员可以通过远程下发命令强制启动执行设备13，以保证微环境处于正常状态。当巡检人员到达就地现场时，可利用智能手机32、平板电脑33等移动智能终端设备登陆电气箱柜的微环境监控系统APP扫描电气箱柜上二维码后进入此电气箱柜监控界面，通过综合数据云平台2获取设备状态及运行信息，维护人员也可根据电气箱柜具体运行情况，在APP上填写巡检记录，并结合定位系统完成巡检设备的定位与巡检路线的规划，并在数据库中统计巡检记录及巡检时间。

本实施例公开了一种电气箱柜微环境监控系统，通过物联网技术更加便捷的采集广域范围内的电气箱柜微环境感知数据，并采用具有边缘计算功能的智能网关，实现箱柜现场本地数据的存储与计算，从而实施联动控制，并将信息通过移动通信网络上传至综合数据云平台，满足系统实时性、安全性、可靠性的要求；同时，利用远程监控设备在接入互联网的条件下，可便捷地实现对所辖范围内的电气箱柜微环境监测数据的远程调用，巡检控制及故障诊断。为运营单位提供一种针对电气箱柜的预防性检修维护，全面提高精细化管理水平的手段。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。