專利名稱：一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能spd設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子、計(jì)算機(jī)信息領(lǐng)域，電氣設(shè)備監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是涉一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能sro設(shè)備。
背景技術(shù)：
電涌保護(hù)器(Surge Protective Device, SPD)又稱浪涌保護(hù)器,是用于帶電系統(tǒng)中限制瞬態(tài)過電壓和導(dǎo)引泄放電涌電流的非線性防護(hù)器件，用以保護(hù)耐壓水平低的電器或電子系統(tǒng)免遭雷擊及雷擊電磁脈沖或操作過電壓的損害。近年來，電子信息系統(tǒng)(如電視、電話、通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等)發(fā)展迅猛，電子信息設(shè)備大量涌現(xiàn)和普及。這類系統(tǒng)和設(shè)備往往比較昂貴和重要，其工作電壓、耐壓水平很低，極易受到雷電電磁脈沖的危害，為此需采用sro做過電壓保護(hù)。然而sro產(chǎn)品的種類繁多、保護(hù)模式多種多樣，致使使用過程中也出現(xiàn)了一系列的混亂，不但SPD的保護(hù)效果差，甚至還出現(xiàn)很多SPD起火自燃，嚴(yán)重危害到設(shè)備的安全。SPD的安全性能也成為眾多通信行業(yè)及用戶關(guān)注的重要問題。以下通過研究相關(guān)最新發(fā)明和實(shí)用新型專利，說明本發(fā)明的技術(shù)背景。專利-電涌保護(hù)器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與控制裝置(201220263505)實(shí)現(xiàn)通過在控制電源兩極間依次并接電涌保護(hù)器(SPD)故障信號(hào)報(bào)警電路和sro保護(hù)開關(guān)動(dòng)作信號(hào)報(bào)警電路，此方法雖達(dá)到故障報(bào)警以及切斷故障sro的目的，但sro切斷后需要時(shí)間更換新設(shè)備，使得故障排除滯后，給供配電系統(tǒng)帶來新的安全隱患；同時(shí)該設(shè)計(jì)為單個(gè)sro獨(dú)立監(jiān)測(cè)，不能實(shí)現(xiàn)區(qū)域性監(jiān)測(cè)報(bào)警，管理實(shí)效低，從而帶來資源浪費(fèi)。專利-高速公路防雷sro的無線遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(201220068618)實(shí)現(xiàn)無線故障報(bào)警，同樣未能解決上述問題。專利-電涌保護(hù)裝置(201210092200)實(shí)現(xiàn)了一種電涌保護(hù)的改進(jìn)裝置，但其并未充分考慮其自身失效帶來的保護(hù)失效以及安全隱患。專利智能雷擊監(jiān)測(cè)裝置(201210009222. O)實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)來監(jiān)測(cè)SPD模塊工作狀態(tài)，此方法在理論上只能進(jìn)行定性判斷，且隨環(huán)境溫度改變而有更大誤差，因此利用該方法判斷sro是否失效難度較大，可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的旨在克服上述技術(shù)問題，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能sro設(shè)備，智能sro設(shè)備融合了傳統(tǒng)避雷過電壓保護(hù)模塊、傳感檢測(cè)、嵌入式系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，除具有響應(yīng)時(shí)間快，通流量大的一般sro特點(diǎn)外，設(shè)備還配備高性能處理器、傳感器、高性能ad、存儲(chǔ)器，物聯(lián)網(wǎng)傳輸模塊?？蓱?yīng)用于低高壓線路設(shè)備保護(hù)，包括但不限于建筑、通信、安防、金融、企業(yè)信息化、工業(yè)自動(dòng)化、鐵路交通、電力、風(fēng)電、軍事、石化、煤炭行業(yè)。本發(fā)明的目的是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能sro設(shè)備及系統(tǒng)，包括智能sro設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)、云客戶端系統(tǒng)和云服務(wù)器系統(tǒng)。所述智能sro設(shè)備，包括避雷過電壓保護(hù)模塊、冗余保護(hù)模塊、備用電源模塊、傳感檢測(cè)模塊、嵌入式系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)通信端口 ；
避雷過電壓保護(hù)模塊一般為MOV器件； 冗余保護(hù)模塊是當(dāng)避雷過電壓保護(hù)模塊失效、性能不足或由于線路故障出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間過電壓、過電流時(shí)，嵌入式系統(tǒng)還具有線路監(jiān)測(cè)保護(hù)功能，防止過電壓保護(hù)元件和被保護(hù)設(shè)備的損毀，包括瞬時(shí)電流速斷、復(fù)壓時(shí)限過流保護(hù)、復(fù)合電壓保護(hù)、反時(shí)限過流保護(hù)、過電壓故障波記錄、重合閘、遠(yuǎn)程報(bào)警及自檢功能；
傳感檢測(cè)模塊，包括電壓互感器、電流傳感器、溫濕度傳感器，其中電壓互感器、電流互感器與避雷過電壓保護(hù)模塊相連，且電壓互感器、電流傳感器、溫濕度傳感器，經(jīng)過調(diào)理電路和計(jì)數(shù)器電路與嵌入式系統(tǒng)連接；電壓互感器、電流傳感器、計(jì)數(shù)器用來檢測(cè)電壓、泄露電流以及雷擊或過電壓次數(shù)信號(hào)，溫濕度傳感器檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的溫度及濕度，嵌入系統(tǒng)將采集信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換，并利用內(nèi)部核心算法進(jìn)行綜合分析判斷，實(shí)時(shí)判斷線路進(jìn)行全面保護(hù)控制，數(shù)據(jù)可部分本地保存，也可經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)通信端口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)，上傳至服務(wù)器進(jìn)行保存。嵌入式系統(tǒng),包括CPU系統(tǒng)、繼電電路以及輸入輸出I/O ；
物聯(lián)網(wǎng)通信端口即為通信端口模塊，實(shí)現(xiàn)與外界交互；
所述物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)，包括ZIGBEE/WIFI無線傳輸接口、2. 5/3G遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸接口、有線寬帶接口、M0DBUS/CAN總線傳輸接口，以上接口都與設(shè)備CPU相連；另包括獨(dú)立的ZIGBEE、WIFI通信節(jié)點(diǎn)模塊，實(shí)現(xiàn)整個(gè)局域網(wǎng)覆蓋及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模。所述云客戶端系統(tǒng)，包括手機(jī)、個(gè)人電腦PC、掌上電腦客戶端及便攜式定制終端，手機(jī)、個(gè)人電腦PC的客戶端通過安裝云客戶端軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)智能sro設(shè)備管理，客戶端軟件提供用戶登錄、終端設(shè)備監(jiān)控管理和應(yīng)用管理功能，包括用戶認(rèn)證模塊，驗(yàn)證登錄用戶信息，對(duì)部分重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，認(rèn)證成功后返回智能sro設(shè)備列表；智能sro設(shè)備監(jiān)控管理模塊，包括智能sro設(shè)備添加及刪除，對(duì)智能sro設(shè)備工作狀態(tài)數(shù)據(jù)訪問及控制，報(bào)表管理，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及曲線顯示，組態(tài)顯示(使用Flash模塊模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)報(bào)警)，報(bào)警警示(通過顏色區(qū)分設(shè)備工作狀態(tài)，利用飛信、即時(shí)消息給遠(yuǎn)程接受終端報(bào)警)，近遠(yuǎn)程智能SPD設(shè)備源定位追蹤；手機(jī)客戶端只能提供遠(yuǎn)程智能sro設(shè)備數(shù)據(jù)訪問、狀態(tài)查看工作，PC客戶端提供局域網(wǎng)/網(wǎng)絡(luò)版客戶端軟件，在局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)對(duì)智能sro設(shè)備進(jìn)行全面的實(shí)時(shí)監(jiān)控維護(hù)；便攜式定制終端,基于Android/IOS/Windows系統(tǒng),具有個(gè)性化硬件設(shè)計(jì)，提供近遠(yuǎn)程的智能sro設(shè)備在線檢測(cè)功能。所述云服務(wù)器系統(tǒng)為具有云數(shù)據(jù)處理運(yùn)算及網(wǎng)絡(luò)通信能力的服務(wù)器電腦。包括局域版和網(wǎng)絡(luò)版，完成數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)以及預(yù)處理。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明與現(xiàn)有sro技術(shù)相比，增加了高精度在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用及云物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，包括傳感檢測(cè)模塊、CPU系統(tǒng)模塊、物聯(lián)網(wǎng)通信模塊、冗余保護(hù)模塊，實(shí)現(xiàn)SPD的網(wǎng)絡(luò)化與智能化。2.現(xiàn)有sro主要通過避雷器失效裝置或定期檢測(cè)才能發(fā)現(xiàn)問題，而本發(fā)明設(shè)備提供了實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)模塊，精度高，且能夠提前預(yù)判設(shè)備工作狀態(tài)；
3.現(xiàn)有sro偶有配置遠(yuǎn)程遙信模塊，不具備區(qū)域性組網(wǎng)能力，而本發(fā)明設(shè)備配備云物聯(lián)網(wǎng)接口模塊，能夠形成廣泛區(qū)域內(nèi)的組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、遠(yuǎn)程控制及集約化管理。本發(fā)明能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)sro受潮、老化及其它隱患，降低檢測(cè)成本，避免事故的發(fā)生，且具有“黑匣子”功能，為事故發(fā)生排查原因提供有力證據(jù)，對(duì)維護(hù)電力系統(tǒng)及設(shè)備的安全運(yùn)行、合理安排檢修時(shí)間以及節(jié)約人力、物力等方面都有重要價(jià)值。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的智能sro設(shè)備的拓?fù)涫疽? 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的智能sro設(shè)備的傳感檢測(cè)模塊原理圖 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的智能sro設(shè)備基本運(yùn)行部分功能的流程 圖4為本發(fā)明實(shí)施例三的智能sro設(shè)備及系統(tǒng)的用戶訪問智能sro設(shè)備部分功能的流程圖。圖中1_智能sro設(shè)備；2_物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)；3_云客戶端系統(tǒng)；4_云服務(wù)器系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能sro設(shè)備，以下結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，此處描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明，并且在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。實(shí)施例一智能sro設(shè)備拓?fù)涫疽鈭D
如圖1所示，本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的智能sro設(shè)備拓?fù)涫疽鈭D，包括智能sro設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)、云客戶端系統(tǒng)和云服務(wù)器系統(tǒng)；其中智能sro設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)與云客戶端系統(tǒng)和云服務(wù)器系統(tǒng)進(jìn)行通信，云客戶端系統(tǒng)與云服務(wù)器系統(tǒng)相互通信連接。智能sro設(shè)備，包括避雷過電壓保護(hù)模塊、冗余保護(hù)模塊、備用電源模塊、傳感檢測(cè)模塊、嵌入式系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)通信端口。避雷過電壓保護(hù)模塊一般為MOV器件；冗余保護(hù)模塊包括避雷過電壓保護(hù)模塊、繼電模塊和電路檢測(cè)模塊。傳感檢測(cè)模塊包括電壓互感器、電流傳感器、溫濕度傳感器，它們經(jīng)過調(diào)理電路和計(jì)數(shù)器電路與嵌入式系統(tǒng)連接；嵌入式系統(tǒng)包括CPU系統(tǒng)，繼電電路以及輸入輸出i/o;物聯(lián)網(wǎng)通信端口即為通信端口模塊。物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)，包括ZIGBEE/WIFI無線傳輸接口、2. 5/3G遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸接口、有線寬帶接口、M0DBUS/CAN總線傳輸接口，以上接口都與設(shè)備CPU相連；另包括獨(dú)立的ZIGBEE、WIFI通信節(jié)點(diǎn)模塊。云客戶端系統(tǒng)，包括手機(jī)、個(gè)人電腦PC、掌上電腦客戶端及便攜式定制終端。云服務(wù)器系統(tǒng)為具有云數(shù)據(jù)處理運(yùn)算及網(wǎng)絡(luò)通信能力的服務(wù)器電腦。如圖2所示，傳感檢測(cè)模塊包括電壓互感器、電流傳感器、溫濕度傳感器和調(diào)理電路/計(jì)數(shù)器模塊，其中sro為現(xiàn)有Mov型避雷過電壓保護(hù)模塊，電壓互感器連接在sro設(shè)備輸入線l/n兩端，電流傳感器在sro的PE端，溫濕度傳感器靠近sro模塊安裝，其中調(diào)理電路/計(jì)數(shù)器包括現(xiàn)有的二級(jí)放大電路和比較器電路，用來調(diào)理變換傳感器檢測(cè)信號(hào)和記錄過電壓次數(shù)，并輸出至CPU。實(shí)施例二 智能sro設(shè)備基本運(yùn)行部分功能流程圖
如圖2所示，本發(fā)明智能sro設(shè)備基本運(yùn)行部分功能的流程圖，包括以下步驟
1)初始化后基本運(yùn)行
智能sro設(shè)備安裝后，正常上電工作，將對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行硬件初始化，分配內(nèi)存，打開定時(shí)監(jiān)測(cè)避雷過電壓保護(hù)模塊功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路電壓電流功能，實(shí)時(shí)控制保護(hù)功能，實(shí)時(shí)報(bào)警功能，雷電計(jì)數(shù)功能，實(shí)時(shí)記錄可疑信號(hào)數(shù)據(jù)及故障信號(hào)；
2)上傳數(shù)據(jù)
智能sro設(shè)備可遠(yuǎn)程接收操作指令，并存儲(chǔ)，每次設(shè)備啟動(dòng)或者斷開連接后會(huì)查找本地已存儲(chǔ)命令，若所接收指令為自動(dòng)上傳數(shù)據(jù)，設(shè)備將先嘗試與服務(wù)器建立連接，若服務(wù)器在斷開狀態(tài)，在嘗試3次之后將自動(dòng)放棄；若與服務(wù)器建立連接，將根據(jù)配置好的采集時(shí) 間，定時(shí)上傳數(shù)據(jù)，并將采集的可疑數(shù)據(jù)或故障信號(hào)上報(bào)；3)服務(wù)器預(yù)處理服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并存入數(shù)據(jù)庫，若分析得到可疑數(shù)據(jù)，將首先 在本地報(bào)警，若有配置遠(yuǎn)程報(bào)警，會(huì)及時(shí)發(fā)送遠(yuǎn)程報(bào)警信息。
實(shí)施例三用戶訪問智能sro設(shè)備流程圖如圖3所示，本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的智能sro設(shè)備及系統(tǒng)的用戶訪問智能sro設(shè)備部分 功能的流程圖，包括以下步驟I)登陸服務(wù)器用戶通過客戶端軟件輸入用戶名和密碼，形成數(shù)據(jù)流，傳送至服務(wù)器，進(jìn)行用戶身份認(rèn) 證，認(rèn)證通過，返回客戶端智能sro設(shè)備列表；若未通過，通知客戶端用戶名或賬戶密碼錯(cuò)2)訪問智能sro設(shè)備在智能sro設(shè)備列表下，可以添加新的智能sro設(shè)備，根據(jù)用戶權(quán)限服務(wù)器返回所有支 持訪問的智能sro設(shè)備列表，用戶選擇添加；對(duì)于列表下智能sro設(shè)備，可以查詢其屬性信 息，在列表智能sro設(shè)備圖標(biāo)上雙擊或者右鍵單擊彈出菜單選擇打開該智能sro設(shè)備頁面， 進(jìn)行數(shù)據(jù)(曲線)實(shí)時(shí)查看，數(shù)據(jù)分析，在線診斷，地圖追蹤，遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程升級(jí)程序以及 輔助決策。
權(quán)利要求
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能Sro設(shè)備，其特征是該設(shè)備包括智能sro設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)、云客戶端系統(tǒng)和云服務(wù)器系統(tǒng)；其中智能sro設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)與云客戶端系統(tǒng)和云服務(wù)器系統(tǒng)進(jìn)行通信，云客戶端系統(tǒng)與云服務(wù)器系統(tǒng)相互通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能設(shè)備，其特征在于所述智能sro設(shè)備，包括避雷過電壓保護(hù)模塊、冗余保護(hù)模塊、備用電源模塊、傳感檢測(cè)模塊、嵌入式系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)通信端口，冗余保護(hù)模塊、備用電源模塊、傳感檢測(cè)模塊、以及物聯(lián)網(wǎng)通信端口分別與嵌入式系統(tǒng)相連； 避雷過電壓保護(hù)模塊采用MOV器件，該模塊分別與冗余保護(hù)模塊和傳感器模塊相連； 冗余保護(hù)模塊包括避雷過電壓保護(hù)模塊、繼電模塊和電路檢測(cè)模塊； 傳感檢測(cè)模塊包括電壓互感器、電流傳感器、溫濕度傳感器，它們經(jīng)過調(diào)理電路和計(jì)數(shù)器電路與嵌入式系統(tǒng)連接； 嵌入式系統(tǒng)包括CPU系統(tǒng)、繼電電路以及輸入輸出I/O ； 物聯(lián)網(wǎng)通信端口即為通信端口模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能sro設(shè)備，其特征在于所述物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)，包括ZIGBEE/WIFI無線傳輸接口、2. 5/3G遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸接口、有線寬帶接口、M0DBUS/CAN總線傳輸接口，以上接口都與嵌入式CPU系統(tǒng)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能sro設(shè)備，其特征在于所述物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)還包括獨(dú)立的ZIGBEE、WIFI通信節(jié)點(diǎn)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能sro設(shè)備，其特征在于所述云客戶端系統(tǒng)，包括手機(jī)、個(gè)人電腦PC、掌上電腦客戶端及便攜式定制終端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能sro設(shè)備，其特征在于所述云服務(wù)器系統(tǒng)為具有云數(shù)據(jù)處理運(yùn)算及網(wǎng)絡(luò)通信能力的服務(wù)器電腦。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能SPD設(shè)備，智能SPD設(shè)備融合了傳統(tǒng)避雷過電壓保護(hù)模塊、傳感檢測(cè)、嵌入式系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，除具有響應(yīng)時(shí)間快，通流量大的一般SPD特點(diǎn)外，設(shè)備還配備高性能處理器、傳感器、高性能AD、存儲(chǔ)器，物聯(lián)網(wǎng)傳輸模塊。該設(shè)備包括智能SPD設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)、云客戶端系統(tǒng)和云服務(wù)器系統(tǒng)；其中智能SPD設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)與云客戶端系統(tǒng)和云服務(wù)器系統(tǒng)進(jìn)行通信，云客戶端系統(tǒng)與云服務(wù)器系統(tǒng)相互通信連接。可應(yīng)用于低高壓線路設(shè)備保護(hù)，包括但不限于建筑、通信、安防、金融、企業(yè)信息化、工業(yè)自動(dòng)化、鐵路交通、電力、風(fēng)電、軍事、石化、煤炭行業(yè)。
文檔編號(hào)H02J13/00GK103066703SQ20131003272
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者楊仲江, 張志鵬 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)