[發明專利]適用于岸電系統的物聯網終端數據采集裝置及監控方法

在審

• 申請號: 202010375874.0
• 申請日: 2020-05-07
• 公開（公告）號: CN111580429A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 曹小華;李泊桓;丁凱
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學;國網湖北省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉琰;許美紅

1.一種適用于岸電系統的物聯網終端數據采集裝置，其特征在于，包括：

電纜提升信息采集模塊，包括第一網口模塊、第一STM32單片機和第一從藍牙模塊；所述第一網口模塊通過TCP/IP協議與電纜提升PLC裝置通信連接；

岸電柜信息采集模塊，包括第二網口模塊、第二STM32單片機和第二從藍牙模塊；所述第二網口模塊通過TCP/IP協議與岸電柜PLC裝置通信連接，所述第二從藍牙模塊與所述第一從藍牙模塊之間藍牙通信。

2.根據權利要求1所述的適用于岸電系統的物聯網終端數據采集裝置，其特征在于，所述第一STM32單片機和所述第二STM32單片機通過4G通信模塊與云端連接。

3.根據權利要求2所述的適用于岸電系統的物聯網終端數據采集裝置，其特征在于，所述第一STM32單片機和所述第二STM32單片機還通過TTL轉RS232電平轉換模塊與所述4G通信模塊連接。

4.根據權利要求1所述的適用于岸電系統的物聯網終端數據采集裝置，其特征在于，所述第一STM32單片機和所述第二STM32單片機均采用不同數組分塊對傳輸至單片機的數據信息進行存放，按照網口、藍牙及GPS的不同對象對應不同數組進行分類，對處理好的數據按照JSON格式進行封裝并返還至客戶端。

5.根據權利要求1所述的適用于岸電系統的物聯網終端數據采集裝置，其特征在于，該物聯網終端數據采集裝置采集的參數主要包括設備參數信息、設備管理員信息、耗電信息，其中設備參數信息包括設備編號、設備狀態、設備通信、設備電流、設備電壓、設備濕度、設備溫度；設備管理員信息包括用戶編號、用戶IC卡；耗電信息包括供電用戶IC卡、供電用戶編號、供電量、供電狀態、供電耗時、支付狀態、報警狀態、供電電價、供電金額。

6.根據權利要求1所述的適用于岸電系統的物聯網終端數據采集裝置，其特征在于，所述電纜提升PLC裝置與設置在電纜提升裝置的提升大臂上的速度傳感器、設置在吊鉤上的速度傳感器、設置在吊鉤上的力傳感器、設置在電動機散熱風扇上的溫控開關、纜繩上的編碼器均連接。

7.一種基于權利要求1-6中任一項所述的適用于岸電系統的物聯網終端數據采集裝置的具有信息融合功能的監控方法，其特征在于，該方法利用信息融合技術中的D_S證據理論對電纜提升裝置和岸電柜裝置的多源信息進行處理，根據各變量的概率指派函數指派各個事件發生的概率，再按照DS合成規則對各個事件的概率進行合成，得到事件實際發生的概率，實現對岸電設備狀態的故障監控。

8.根據權利要求7所述的具有信息融合功能的監控方法，其特征在于，對電纜提升裝置進行監控時，具體包括以下步驟：

獲取電纜提升裝置的采集數據，包括電纜提升裝置中機械臂的俯仰、回轉、伸縮速度，吊鉤的運動速度，所吊物品的重量，電動機散熱風扇的運行狀態；

采用均值濾波的數據處理方法對采集數據進行處理，剔除數據中的極大、極小值；

對濾波后的數據進行特征信息提取，選取電纜提升載重，機械臂俯仰、回轉、伸縮速度，吊鉤運動速度，散熱風扇狀態為四種變量信息，記為x1、x2、x3、x4，分別用于構建基礎數據識別模型，進而獲得各個變量的運動概率分布函數；

對選取的四種變量信息進行數據融合得到3種融合事件，分別為提升裝置正常運行、提升裝置不正常運行、提升裝置危險并停止運作，記為q1、q2、q3；

根據獲得的基礎數據概率分布選擇概率指派函數，按照DS合成規則對各個變量的概率進行合成，分別計算各自合成的概率，最后得到各個融合事件實際發生的概率，選擇各個融合事件的合成概率最大值作為判斷設備狀態的臨界概率值；

根據設備實際運作監測得到的數據與各個變量的臨界值進行比較，當實際得到的概率值大于利用D_S證據理論得到的臨界概率值時，判斷設備工作狀態為異常。

9.根據權利要求7所述的具有信息融合功能的監控方法，其特征在于，對電纜提升裝置進行監控時，包括電纜防拉斷監測，具體包括以下步驟：

每一秒進行兩次數據采集，包括纜繩長度以及纜繩上的編碼器數值的采集；

計算纜繩長度變化量以及編碼器數值變化量；

根據計算的變化量判斷纜繩是否出現加速、急停或者不轉動，進而判斷電纜是否出現了拉斷預警。