一种电力窨井综合监测系统的制作方法

本实用新型涉及电气工程技术领域，具体涉及一种电力窨井综合监测系统。

背景技术：

电力窨井及管道是配电网系统必不可少的设施，由于其部署区域广泛、归属复杂，如何进行有效管理是电力部门面临的一个急需解决的问题。目前井盖被盗，或打开井盖盗窃内部线缆的现象经常发生，而现有井盖被非法开启、移动及被盗时并不具有及时报警、提示路人和车辆避让的功能，因而经常造成行人跌落井内受伤、车辆损毁，严重者甚至造成人员的死亡；同时，井内会有可燃气体、有毒气体或电缆故障导致烟雾产生，这都会导致线路及供电线路故障，给国家和社会造成很大的负担。

国家住房城乡建设部于2013年4月发布《关于进一步加强城市井盖安全管理的通知》，明确要求“实行井盖的数字化管理。建立井盖档案登记制度，积极推进井盖资源的安全管理信息化建设。全国各城市针对井盖管理纷纷出台相关政策进行规范和指导。

目前电力窨井管理基本都能专人到位，但人防的困难主要是监管区域太大，不能24小时防范到位，效率低，成本高；物防手段成本过高，防范有限，且井盖丢失后不能及时的确定被盗位置和及时修补，容易造成安全遗患；现有技防措施从技术角度讲存在核心缺陷表现在信息传输上。目前有主要有2种传输模式：一是无线，如WIFI；二是运营商网络，如3G/4G。这些方式的问题是系统建设成本过高，其防盗成本远远超出井盖本身的实际成本和损失被盗的成本，要实现对大区域井盖监控和线缆防范就更加困难。另外，采用运营商网络的前端设备的供电是很大的问题，目前的技术无法保证连续3--5年以上的电池续航能力。

目前电力窨井综合监测系统一般采用基于物联网、GPRS等技术的无线传感技术。物联网一般采用ZigBee通信技术，ZigBee窨井监测传感器包括：井盖位移监测传感器、Zigbee通信模块，电源管理模块等。ZigBee窨井监测传感器需通过Zigbee网关与上位机实现连接。Zigbee网关负责ZigBee网络的建立和配置，并通过以太网与上位机连接，实时反馈网络状态和接收上位机控制指令。在ZigBee网络中，它的功能是允许其他设备加入网络和多跳路由维护。基于GPRS 技术的监测系统，监测传感器和监控中心之间采用GPRS进行数据传输。还有窨井监测系统采用ZigBee+GPRS的通信技术，但ZigBee技术通信距离近，同时GPRS 则在后期运维的通信费用较高，不适宜电力窨井管理系统的大规模推广。

本解决方案就是针对以上问题，采用LPWA传感监测网络架构，开发基于分布式传感器网络结构的电力窨井综合监测系统。该系统通过实现对井盖位置、井内危险、可燃气体信息在线采集、分析、处理，提高电力窨井状态监测系统检测的实时性和准确率，为配电通道状态检修、智能巡检等提供技术支撑。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种电力窨井综合监测系统，它可以实现对井盖位置、井内危险、可燃气体信息在线采集、分析、处理，提高电力窨井状态监测系统检测的实时性和准确率，为配电通道状态检修、智能巡检等提供技术支撑。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种电力窨井综合监测系统，其包括多个窨井综合状态监测单元、多个通讯单元、一个管理平台，所述窨井综合状态监测单元与通讯单元连接，所述管理平台连接通讯单元，

所述窨井综合状态监测单元包括若干窨井位置传感器、可燃气体浓度监测传感器、有毒气体浓度监测传感器；

所述通讯单元包括低功耗广域网通讯模块、无线通讯模块，多个所述通讯单元之间通过低功耗广域网通讯模块进行通讯，所述通讯单元与窨井综合状态监测单元通过无线通讯模块进行通讯，所述通讯单元与管理平台通过无线通讯模块进行通讯；

所述管理平台包括应用服务器、数据库服务器、网络服务器、应用软件，其中所述应用服务器负责窨井综合状态监测单元的监测信息进行展示、窨井故障管理，所述数据库服务器负责存储、管理窨井综合状态监测单元监测信息并形成数据库，所述网络服务器负责运行相关中间件、GIS服务器，所述应用软件包括井盖信息管理软件、数据库软件、平台软件、GIS软件。

进一步地，所述窨井综合状态监测单元还包括电量监测模块。

进一步地，所述电量监测模块包括设备电量计算模块、电源管理模块。

进一步地，所述应用软件还包括报警软件。

进一步地，所述无线通讯模块包括光纤、以太网、3G网络、4G网络中任意一种或多种。

进一步地，所述管理平台部署在云端且提供APP应用。

本实用新型的有益效果：1、系统通信网络采用LPWAN通信网络

系统针对电力窨井分布广泛、分散和数量多等特点，系统采用LPWAN通信网络构建电力窨井综合监测网络，满足系统低功耗、远距离、大量前端传感器连接的应用要求，系统具有覆盖广、连接多、低功耗、成本低等特点。

2、系统实现对电力窨井的全方位监测

系统具有对电力窨井的井盖位移、危险气体、可燃气体和烟雾探测等功能，可实时监测井盖丢失、电缆燃烧、有毒气体等故障信息，降低井盖丢失、电缆被盗、行人跌落和车辆损毁等事故率，提高供电线路故障排查效率，提高线路供电可靠性。

3、管理平台采用云服务+APP应用方式

系统根据配电设备数量大，分布分散，以及监测信息种类复杂等特点，采用云服务+手机APP应用模式。平台可针对不同运维管理人员，推送其管辖范围内窨井状态信息。便于电力运维人员实时掌控窨井运行状态和故障信息，提升电力运维水平。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型的框架结构示意图；

图2为本实用新型中窨井综合状态监测单元的框架结构示意图；

图3为本实用新型中通讯单元的框架结构示意图；

图4为本实用新型中管理平台的框架结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件如下：

1-窨井综合状态监测单元，101-窨井位置传感器，102-可燃气体浓度监测传感器，103-有毒气体浓度监测传感器，104-电量监测模块，1041-设备电量计算模块，1042-电源管理模块，2-通讯单元，201-低功耗广域网通讯模块，202- 无线通讯模块，3-管理平台，301-应用服务器，302-数据库服务器，303-网络服务器，304-应用软件，3041-井盖信息管理软件，3042-数据库软件，3043-平台软件，3044-GIS软件，3045-报警软件。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示的一种电力窨井综合监测系统，其包括多个窨井综合状态监测单元1、多个通讯单元2、一个管理平台3，所述窨井综合状态监测单元1与通讯单元2连接，所述管理平台3连接通讯单元2，

所述窨井综合状态监测单元1包括若干窨井位置传感器101、可燃气体浓度监测传感器102、有毒气体浓度监测传感器103；

所述通讯单元2包括低功耗广域网通讯模块201、无线通讯模块202，多个所述通讯单元2之间通过低功耗广域网通讯模块201进行通讯，实现低成本大规模的布设，通过实地测试，单个通讯单元可以在井盖完全闭合的情况下通信覆盖半径达2～4公里，并且可实现对1～5万个探测器的信息管理，工作频段在无委规定的频段及发射功率以内，确保无后期风险，所述通讯单元2与窨井综合状态监测单元1通过无线通讯模块202进行通讯，所述通讯单元2与管理平台3通过无线通讯模块202进行通讯；

所述管理平台3包括应用服务器301、数据库服务器302、网络服务器303、应用软件304，其中所述应用服务器301负责窨井综合状态监测单元1的监测信息进行展示、窨井故障管理，所述数据库服务器302负责存储、管理窨井综合状态监测单元1监测信息并形成数据库，所述网络服务器303负责运行相关中间件、GIS服务器，所述应用软件304包括井盖信息管理软件3041、数据库软件3042、平台软件3043、GIS软件3044，所述井盖信息管理软件3041负责应用服务器301的运行，所述数据库软件3042负责数据库服务器302的运行，所述平台软件3043实现所有井盖的状态、井内环境在线监控，包括信息查询、显示功能，所述GIS软件3044提供GIS地图服务，实现窨井故障位置的定位。

所述窨井综合状态监测单元1还包括电量监测模块104，实现电力窨井综合监测系统各模块、传感器电量的管理与监测。

所述电量监测模块104包括设备电量计算模块1041、电源管理模块1042，所述电量计算模块1041负责对电力窨井综合监测系统内各传感器、模块的电量最低阈值进行调整，同时在达到最低阈值能够进行报警提示，所述电源管理模块1042负责电力窨井综合监测系统的低功耗能源管理。

所述应用软件304还包括报警软件3045，在井盖信息管理软件3041中的井盖信息超过阈值时，将通过报警软件3045将报警信息发送至管理平台3。

所述无线通讯模块202包括光纤、以太网、3G网络、4G网络中任意一种或多种，便于后台实现井盖信息的实时管理和命令发布。

所述管理平台3部署在云端且提供APP应用，可针对不同运维管理人员，推送其管辖范围内窨井状态信息。

低功耗广域传感网(LPWAN)技术：物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的LPWAN也快速兴起。LPWAN是一种新型的传感通信网络技术，其覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少等特点，以及支持大规模组网，在测距和定位等方面性能十分突出，已成为低功耗物联网大规模推广应用的一种理想的技术选择。目前该技术已经在智能电网、远程抄表、智能交通、智慧城市等领域得到应用。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。