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一种电力 物联网 感知系统

阅读：573发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种电力物联网感知系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种电力物联网感知系统，包括单片机、操作执行单元、电力物联网电力设备本体、传感网络端、数据汇集节点、工况参数采集单元、工况单元、LORA、云服务器、互联网/移动互联网平台和预警模块，所述单片机的输出端与操作执行单元的输入端连接；本发明通过单片机传输命令至操作执行单元，将电力物联网电力设备本体打开进行工作，在工作的同时通过传感网络端进行检测，用以解决电力物联网电力设备运行状态信息采集、数据上传和操作执行的功能检测，能够给出电力物联网电力设备感知层的整体性能评价，检测方法可以从整体评价传感器性能、传感器网络性能、通讯规约等重要功能要求，是快速有效的检测方法。，下面是一种电力物联网感知系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电力物联网感知系统，包括单片机、操作执行单元、电力物联网电力设备本体、传感网络端、数据汇集节点、工况参数采集单元、工况单元、LORA、云服务器、互联网/移动互联网平台和预警模块，其特征在于：所述单片机的输出端与操作执行单元的输入端连接，所述操作执行单元的输出端与电力物联网设备本体的输入端连接，所述电力物联网设备本体的输出端与传感网络端的输入端连接，所述传感网络端的输出端与数据汇集节点的输入端连接，所述单片机的输入端与数据汇集节点的输出端连接，所述单片机的输出端与工况单元的输入端连接，所述工况单元的输出端与传感网络端的输入端连接，所述单片机的输出端与预警模块的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种电力物联网感知系统，其特征在于：所述单片机与LORA双向连接，所述LORA的输出端与云服务器的输入端连接，所述云服务器的输出端与互联网/移动互联网平台的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种电力物联网感知系统，其特征在于：所述LORA采用GSM/GPRS网络，所述单片机通过LORA的GSM/GPRS网络与云服务器双向连接。
4.根据权利要求1所述的一种电力物联网感知系统，其特征在于：所述工况单元包括正常工况源和异常工况源，所述正常工况源产生标准的电压、电流、相角、频率工况，用以检测传感器准确度、网络规约，所述异常工况源产生标准的电能质量异常工况，或者产生标准的短路故障工况，用以检测传感器电能质量感知功能、短路故障感知功能、边缘计算功能和就地操作执行功能。
5.根据权利要求4所述的一种电力物联网感知系统，其特征在于：所述电能质量异常工况包括电压偏差、电压波动和闪变、三相电压不平衡、频率偏差、谐波以及间歇波，所述短路故障工况包括单相接地故障、相间短路故障以及三相短路故障。
6.根据权利要求1所述的一种电力物联网感知系统，其特征在于：所述预警模块包括蜂鸣器和LED闪烁灯。
7.根据权利要求1所述的一种电力物联网感知系统，其特征在于：所述操作执行的判断公式如式(1)，工况感知功能的判断公式如式(2)，式(1)：εd＝uneq(T′d，T′wd，Td)，式(2)：εd＝uneq(T′d，T′wd，Td)；式(1)中，εd为操作执行的误差；uneq()为判断数据不相等的函数，不相等时返回值为1，相等时返回值为0，操作执行合格的判断必须满足功能设定、本体执行、操作上传值三者相等，即εd＝0，式(2)中，εw为工况感知的误差，分别对电压、电流、频率、相角的误差进行计算，当误差εw大于限值ε0时，即可判断该感知功能合格。
8.根据权利要求1所述的一种电力物联网感知系统，其特征在于：所述传感网络端与数据汇集节点之间设置有接入适配器，所述接入适配器的输入端与传感网络端的输出端连接，所述接入适配器的输出端与数据汇集节点的输入端连接。
9.根据权利要求1所述的一种电力物联网感知系统，其特征在于：所述互联网/移动互联网平台为互联网移动办公平台。

说明书全文

一种电力 物联网 感知系统

技术领域：

[0001] 本发明涉及电力物联网技术领域，具体为一种电力物联网感知系统。背景技术：

[0002] 物联网(TheInternetofThings，简称IOT)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络；

[0003] 电力物联网，就是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统，包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构；

[0004] 建设电力物联网为电网运行更安全、管理更精益、投资更精准、服务更优质开辟了一条新路，同时也可以充分发挥电网独特优势，开拓数字经济这一巨大蓝海市场。

[0005] 电力物联网的基础是具有感知层的电力设备，实现对电网的态势感知和物理操作。电力物联网电力设备具备运行状态信息采集、数据上传和操作执行功能，运行状态信息一般包括电压、电流、相角、频率、时间等基本信息，还包括对特殊运行工况包括电能质量异常工况、短路故障工况等；数据上传通过微功率(μW级)、低功耗(mW级)无线传感器网络或有线传输网络上传至汇聚节点；操作执行分为远端操作执行和就地操作执行，远端操作执行由应用层软件给出指令，就地操作执行由边缘计算软件给出指令；

[0006] 随着电力电子技术发展，电力物联网电力设备传感器将小型化集成到设备本体中，无法单独进行检测试验，为此，提出一种电力物联网感知系统。发明内容：

[0007] 本发明的目的在于提供一种电力物联网感知系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0008] 本发明由如下技术方案实施：一种电力物联网感知系统，包括单片机、操作执行单元、电力物联网电力设备本体、传感网络端、数据汇集节点、工况参数采集单元、工况单元、LORA、云服务器、互联网/移动互联网平台和预警模块，所述单片机的输出端与操作执行单元的输入端连接，所述操作执行单元的输出端与电力物联网设备本体的输入端连接，所述电力物联网设备本体的输出端与传感网络端的输入端连接，所述传感网络端的输出端与数据汇集节点的输入端连接，所述单片机的输入端与数据汇集节点的输出端连接，所述单片机的输出端与工况单元的输入端连接，所述工况单元的输出端与传感网络端的输入端连接，所述单片机的输出端与预警模块的输入端连接。

[0009] 作为本技术方案的进一步优选的：所述单片机与LORA双向连接，所述LORA的输出端与云服务器的输入端连接，所述云服务器的输出端与互联网/移动互联网平台的输入端连接。

[0010] 作为本技术方案的进一步优选的：所述LORA采用GSM/GPRS网络，所述单片机通过LORA的GSM/GPRS网络与云服务器双向连接。

[0011] 作为本技术方案的进一步优选的：所述工况单元包括正常工况源和异常工况源，所述正常工况源产生标准的电压、电流、相角、频率工况，用以检测传感器准确度、网络规约，所述异常工况源产生标准的电能质量异常工况，或者产生标准的短路故障工况，用以检测传感器电能质量感知功能、短路故障感知功能、边缘计算功能和就地操作执行功能。

[0012] 作为本技术方案的进一步优选的：所述电能质量异常工况包括电压偏差、电压波动和闪变、三相电压不平衡、频率偏差、谐波以及间歇波，所述短路故障工况包括单相接地故障、相间短路故障以及三相短路故障。

[0013] 作为本技术方案的进一步优选的：所述预警模块包括蜂鸣器和LED闪烁灯。

[0014] 作为本技术方案的进一步优选的：所述操作执行的判断公式如式(1)，工况感知功能的判断公式如式(2)，式(1)：εd＝uneq(T′d，T′wd，Td)，式(2)：εd＝uneq(T′d，T′wd，Td)；式(1)中，εd为操作执行的误差；uneq()为判断数据不相等的函数，不相等时返回值为1，相等时返回值为0，操作执行合格的判断必须满足功能设定、本体执行、操作上传值三者相等，即εd＝0，式(2)中，εw为工况感知的误差，分别对电压、电流、频率、相角的误差进行计算，当误差εw大于限值ε0时，即可判断该感知功能合格。

[0015] 作为本技术方案的进一步优选的：所述传感网络端与数据汇集节点之间设置有接入适配器，所述接入适配器的输入端与传感网络端的输出端连接，所述接入适配器的输出端与数据汇集节点的输入端连接。

[0016] 作为本技术方案的进一步优选的：所述互联网/移动互联网平台为互联网移动办公平台。

[0017] 本发明的优点：本发明通过单片机传输命令至操作执行单元，将电力物联网电力设备本体打开进行工作，在工作的同时通过传感网络端进行检测，用以解决电力物联网电力设备运行状态信息采集、数据上传和操作执行的功能检测，能够给出电力物联网电力设备感知层的整体性能评价，检测方法可以从整体评价传感器性能、传感器网络性能、通讯规约等重要功能要求，是快速有效的检测方法。附图说明：

[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019] 图1为本发明的系统模块示意图；

[0020] 图2为本发明中工况单元示意图；

[0021] 图3为本发明中预警模块示意图。具体实施方式：

[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

[0023] 实施例

[0024] 请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种电力物联网感知系统，包括单片机、操作执行单元、电力物联网电力设备本体、传感网络端、数据汇集节点、工况参数采集单元、工况单元、LORA、云服务器、互联网/移动互联网平台和预警模块，所述单片机的输出端与操作执行单元的输入端连接，所述操作执行单元的输出端与电力物联网设备本体的输入端连接，所述电力物联网设备本体的输出端与传感网络端的输入端连接，所述传感网络端的输出端与数据汇集节点的输入端连接，所述单片机的输入端与数据汇集节点的输出端连接，所述单片机的输出端与工况单元的输入端连接，所述工况单元的输出端与传感网络端的输入端连接，所述单片机的输出端与预警模块的输入端连接。

[0025] 本实施例中，具体的：所述单片机与LORA双向连接，所述LORA的输出端与云服务器的输入端连接，所述云服务器的输出端与互联网/移动互联网平台的输入端连接，可以单片机将参数通过LORA的无线信号进行传输，能够实现远程观察，便于工作人员进行观察和操作。

[0026] 本实施例中，具体的：所述LORA采用GSM/GPRS网络，所述单片机通过LORA的GSM/GPRS网络与云服务器双向连接，LORA通过采用GSM/GPRS网络的设置，可以保证数据的稳定传输，避免在传输过程中出现误差，误导工作人员的情况出现。

[0027] 本实施例中，具体的：所述工况单元包括正常工况源和异常工况源，所述正常工况源产生标准的电压、电流、相角、频率工况，用以检测传感器准确度、网络规约，所述异常工况源产生标准的电能质量异常工况，或者产生标准的短路故障工况，用以检测传感器电能质量感知功能、短路故障感知功能、边缘计算功能和就地操作执行功能，可以对传感网络端内的传感器进行检测，检测其电压、电流、相角、频率工况，且能够电能质量感知功能、短路故障感知功能、边缘计算功能和就地操作执行功能。

[0028] 本实施例中，具体的：所述电能质量异常工况包括电压偏差、电压波动和闪变、三相电压不平衡、频率偏差、谐波以及间歇波，所述短路故障工况包括单相接地故障、相间短路故障以及三相短路故障。

[0029] 本实施例中，具体的：所述预警模块包括蜂鸣器和LED闪烁灯，可以在设备故障时，对工作人员进行警示。

[0030] 本实施例中，具体的：所述操作执行的判断公式如式(1)，工况感知功能的判断公式如式(2)，式(1)：εd＝uneq(T′d，T′wd，Td)，式(2)：εd＝uneq(T′d，T′wd，Td)；式(1)中，εd为操作执行的误差；uneq()为判断数据不相等的函数，不相等时返回值为1，相等时返回值为0，操作执行合格的判断必须满足功能设定、本体执行、操作上传值三者相等，即εd＝0，式(2)中，εw为工况感知的误差，分别对电压、电流、频率、相角的误差进行计算，当误差εw大于限值ε0时，即可判断该感知功能合格。

[0031] 本实施例中，具体的：所述传感网络端与数据汇集节点之间设置有接入适配器，所述接入适配器的输入端与传感网络端的输出端连接，所述接入适配器的输出端与数据汇集节点的输入端连接，能够将采集的参数转换为数据传输至数据汇集节点。

[0032] 本实施例中，具体的：所述互联网/移动互联网平台为互联网移动办公平台，能够便于工作人员进行远程操作、观察，为工作人员的工作带来极大的便利。

[0033] 工作原理或者结构原理，本发明是建立电力物联网电力设备感知层检测系统，用以解决电力物联网电力设备运行状态信息采集、数据上传和操作执行的功能检测，其中，通过单片机传输命令至操作执行单元，将电力物联网电力设备本体打开进行工作，在工作的同时通过传感网络端进行检测，传感网络端将实时检测到的参数通过接入适配器传输至数据汇集节点，数据汇集节点将参数传输至单片机，再通过工况单元与传感网络端的连接，检测电力物联网电力设备本体的工作情况，通过工况参数采集单元传输至单片机，单片机再将参数上传至云服务器，工作人员通过互联网/移动互联网平台进行观察，且系统能够给出电力物联网电力设备感知层的整体性能评价，检测方法可以从整体评价传感器性能、传感器网络性能、通讯规约等重要功能要求，是快速有效的检测方法。

[0034] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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