[發(fā)明專利]一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的配電設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011590123.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN112815990B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴金林;吳保成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊豐科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02
• 代理公司: 北京高航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11530
• 代理人: 喬浩剛

1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的配電設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、邊緣計(jì)算模塊和云管理平臺(tái)；其中，

數(shù)據(jù)采集模塊用于實(shí)時(shí)采集配電設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭吘売?jì)算模塊；

邊緣計(jì)算模塊用于對(duì)接收到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，當(dāng)分析到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在異常時(shí)，將異常分析結(jié)果傳輸?shù)皆乒芾砥脚_(tái)；

云管理平臺(tái)用于根據(jù)接收到的異常分析結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的異常警報(bào)信息；

其中，數(shù)據(jù)采集模塊包括配網(wǎng)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)；

配網(wǎng)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)用于采集配電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，其中配網(wǎng)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括電流傳感器、電壓傳感器、開關(guān)監(jiān)測(cè)電路和斷路監(jiān)測(cè)電路；

環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)用于采集配電設(shè)備所在環(huán)境的環(huán)境數(shù)據(jù)，其中環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括煙霧濃度傳感器、溫濕度傳感器、水浸監(jiān)測(cè)傳感器、火災(zāi)監(jiān)測(cè)傳感器和圖像傳感器；

設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)用于采集配電設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，其中設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括振動(dòng)傳感器，局放監(jiān)測(cè)裝置傳感器、母排溫度監(jiān)測(cè)傳感器和定位傳感器；

其中配網(wǎng)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)分別與邊緣計(jì)算模塊連接，將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭吘売?jì)算模塊；

邊緣計(jì)算模塊包括一個(gè)或多個(gè)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)的配網(wǎng)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)通信連接，接收由配網(wǎng)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

其中邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)包括接收單元、分析處理單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和發(fā)送單元；

接收單元用于接收數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)呐潆娫O(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

分析處理單元用于對(duì)接收到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行異常分析處理，分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否超出設(shè)定的指標(biāo)或者存在異常，當(dāng)分析到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在異常時(shí)，通過發(fā)送單元將異常分析結(jié)果傳輸?shù)皆乒芾砥脚_(tái)；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用于對(duì)接收到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并根據(jù)設(shè)定的時(shí)間周期對(duì)存儲(chǔ)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，生成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包，通過發(fā)送單元將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包傳輸?shù)皆乒芾砥脚_(tái)；

其中，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)還包括任務(wù)遷移單元；

任務(wù)遷移單元用于在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的負(fù)載高于設(shè)定的閾值指標(biāo)時(shí)，將對(duì)接收到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的異常分析處理任務(wù)遷移到其他邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行；

邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的任務(wù)遷移單元將接收到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的異常分析處理任務(wù)遷移到其他邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，具體包括：

獲取自身鄰域范圍內(nèi)的鄰域邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)信息，其中運(yùn)行狀態(tài)信息包括鄰域邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)在一段時(shí)間周期內(nèi)的平均負(fù)載；

根據(jù)鄰域邊緣節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)信息選取目標(biāo)遷移節(jié)點(diǎn)，并將異常分析處理任務(wù)遷移到目標(biāo)遷移節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，由目標(biāo)遷移節(jié)點(diǎn)將異常分析結(jié)果傳輸?shù)皆乒芾砥脚_(tái)；

邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)連續(xù)設(shè)定的時(shí)間周期內(nèi)均需要將異常分析處理任務(wù)遷移到其他邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理時(shí)，進(jìn)一步包括：

邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)獲取自身通信范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)集合{A}；

邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)獲取向目標(biāo)遷移節(jié)點(diǎn)發(fā)送節(jié)點(diǎn)遷移指令，由目標(biāo)遷移節(jié)點(diǎn)接收到該節(jié)點(diǎn)遷移指令后，檢測(cè)目標(biāo)遷移節(jié)點(diǎn)自身通信范圍內(nèi)的鄰域監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)集合{B}；

邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)接收目標(biāo)遷移節(jié)點(diǎn)返回的目標(biāo)遷移節(jié)點(diǎn)的鄰域監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)集合{B}；并將目標(biāo)遷移節(jié)點(diǎn)的鄰域監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)集合{B}中的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)與自身獲取的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)集合{A}中的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)；獲取重復(fù)出現(xiàn)在兩個(gè)列表中的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)集合記為{C}，同時(shí)將該目標(biāo)遷移節(jié)點(diǎn)記為目標(biāo)遷移邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)；

邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)根據(jù)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)集合{C}中的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的傳輸路徑信息以及負(fù)載占用信息從中選取目標(biāo)遷移監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，并向該目標(biāo)遷移監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送更改指令；其中更改指令包括目標(biāo)遷移監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的ID信息、目標(biāo)遷移邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的ID信息；供目標(biāo)遷移監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)接收到該更改指令后，將自身與邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系更改為與該目標(biāo)遷移邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，使得目標(biāo)遷移監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)在更改對(duì)應(yīng)關(guān)系后將自身采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥繕?biāo)遷移邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，由目標(biāo)遷移邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)對(duì)該目標(biāo)遷移監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行異常分析處理和存儲(chǔ)；

邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)根據(jù)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)集合{C}中的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的傳輸路徑信息以及負(fù)載占用信息從中選取目標(biāo)遷移監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，具體包括：

邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)根據(jù)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)集合{C}中的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)向自身發(fā)送的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的傳輸路徑信息以及處理該監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)所需要消耗的平均負(fù)載；

分別計(jì)算監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)集合{C}中每個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的適應(yīng)值，其中采用的適應(yīng)值計(jì)算函數(shù)為：

式中，S(n)表示監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)集合{C}中的第n個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的適應(yīng)值，T(n)表示第n個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的傳輸因子，其中，當(dāng)該第n個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)為其他節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)，T(n)＝0.25；當(dāng)該第n個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)不為其他監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)，T(n)＝1；Ran(n)表示第n個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)因子，其中Ran(n)表示[0.01,0.1]之間的隨機(jī)數(shù)；δ(n)表示邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)在處理該第n個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)所需要消耗的負(fù)載；δ(A)表示邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)在處理各監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)所需要消耗的負(fù)載平均值；μ表示調(diào)節(jié)因子；

根據(jù)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)集合{C}中各監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的適應(yīng)值，選取適應(yīng)值最大的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)作為目標(biāo)遷移監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，將該目標(biāo)遷移監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸對(duì)應(yīng)關(guān)系修改為與目標(biāo)遷移邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的配電設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，云管理平臺(tái)包括報(bào)警單元和數(shù)據(jù)管理單元；

報(bào)警單元用于當(dāng)接收到由邊緣計(jì)算模塊傳輸?shù)漠惓７治鼋Y(jié)果時(shí)，根據(jù)該異常分析結(jié)果生成相應(yīng)的報(bào)警信息并發(fā)送到相應(yīng)的管理終端；

數(shù)據(jù)管理單元，用于根據(jù)由邊緣計(jì)算模塊傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)管理，并生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理日志。