选用化C2543串行A/D转换器，该器件使用开关电容 逐次逼近技术完成A/D转换过程，CPU中央处理单元选用型号为STC89C51的单片机，4G通 信传输单元为ME3760型号的LTE模块，人机交互信息显示模块为HG1286402C型号的液晶 显示模块。
[0050] 时间计时器、交费次数计数器、温度传感器、降雨量传感器、风速传感器的输出端 分别经过信号转换电路后连接到A/D转换器化C2543的输入端AIN0-AIN5,如图2所示，A/ D转换器TLC2543的输出端E0C、I/O、IN、OUT、CS分别连接到51单片机STC89C51芯片的 P0. 0-P0. 4引脚，单片机STC89C51芯片的P1. 0-P1. 7与液晶显示模块的D0-D7连接，单片机 STC89C51芯片的P2. 0-P2. 4与液晶显示模块的RS、RW、CS1、CS2、EN相连接，STC89C51芯片 的RXD、TXD引脚与4G通信模块ME3760的DATA、DATA1端相连，4G通信模块的ATN1端通过 天线将数据传送到远方调度。
[0051] 时间、交费次数、温度、降雨量、风速信息经过各传感器，进行同步采样、保持、A/D 转换，变为数字信号后，送入51单片机的数据输入口，再由单片机对时间、交费次数、温度、 降雨量、风速信息数据进行计算后，计算结果通过液晶显示模块进行显示并将数据送到4G 传输模块，为与远方调度通讯做好准备。
[0052] 本发明户外电费交费设备故障风险指数预测方法，包括如下步骤：
[0053] 步骤1 ;对运行时间、交费次数、温度、降雨量、风速5个数据进行10次测量，其中 运行时间单位为小时、交费次数单位为次，温度单位为摄氏度、降雨量单位为毫米、风速单 位为米/砂，得到5组离散有序时间序列：
[0056] ; 17
[0054] (9)
[005引步骤2 ;对式（9)的时间序列进行标准化处理：
t二 \，2，'…，k (2 )
[0057] 步骤3 ;建立可靠性模型[0058] 串联可靠度模型为：
[0059] .、 巧）
[0060]并联可靠度模型为：
[0066] 故障率λ1为常数0. 12.
[0067] 步骤4 ;计算可靠度的上下限值
[0068] η= 5,m= 5,可靠度上限为：
[0074]式中，ε等于 0.05。
[00巧]步骤6 ;计算户外电费交费设备故障风险指数值出e=R(x)
[0076] 步骤7 ;将户外电费交费设备故障风险指数值出e=R(x)的预测结果通过液晶模 块显示并通过4G传输模块发送至远方调度终端，W便维修人员及时进行检修。
[0077] 可W理解的是，W上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本 发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可W对本发明进行 修改或等同替换，W达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之 内。
【主权项】
1. 一种户外电费交费设备故障风险指数预测装置，包括信号采集单元、A/D转换单元、 中央处理单元、4G通信传输单元和人机交互信息显示单元，其特征在于信号采集单元的输 出端口与A/D转换单元的输入端口相连，A/D转换单元的输出端口与中央处理单元的数据 输入端口相连，中央处理单元的数据输出端口分别与人机交互信息显示单元输入端口、4G 通信传输模块的输入端口相连； 所述信号采集单元包括时间计时器、交费次数计数器、温度传感器、降雨量传感器、风 速传感器，时间计时器输出端口、交费次数计数器输出端口、温度传感器输出端口、降雨量 传感器输出端口、风速传感器输出端口分别与A/D转换单兀的输入端口相连。2. 根据权利要求1所述一种户外电费交费设备故障风险指数预测装置，其特征在于所 述降雨量传感器采用BL-YW900型号雷达液位计，风速传感器采用YJ-FS100型号，温度传感 器采用HE-200型号红外温度传感器，时间计时器采用DS12C887型号时钟芯片，计数器采用 FX2N-1HC 型号。3. 根据权利要求2所述一种户外电费交费设备故障风险指数预测装置，其特征在于所 述A/D转换单元采用TLC2543串行A/D转换器，4G通信传输单元采用ME3760型号的LTE模 块，人机交互信息显示单元采用HG1286402C型号的液晶显示模块；中央处理单元选用型号 为STC89C51的单片机； 时间计时器、交费次数计数器、温度传感器、降雨量传感器、风速传感器的输出端分别 经过信号转换电路后连接到A/D转换器TLC2543的输入端AIN0-AIN5，A/D转换器TLC2543 的输出端EOC、I/O、IN、OUT、CS分别连接到51单片机STC89C51芯片的P0.0 -P0. 4引脚，单 片机STC89C51芯片的PL 0-P1. 7与液晶显示模块的D0-D7连接，单片机STC89C51芯片的 P2. 0-P2. 4与液晶显示模块的RS、RW、CS1、CS2、EN相连接，STC89C51芯片的RXD、TXD引脚 与4G通信模块ME3760的DATA、DATA1端相连，4G通信模块的ATN1端通过1. OpF电容与天 线连接。4. 根据权利要求3所述一种户外电费交费设备故障风险指数预测装置，其特征在于所 述信号转换电路采用TLC4501芯片。5. 根据权利要求4所述一种户外电费交费设备故障风险指数预测装置，其特征在于 TLC4501芯片5脚分别与电阻R3 -端、电阻R4 -端、电容C2 -端相连，电阻R4另一端接 1. 5V电源，电阻R3另一端与所述信号采集单元的输出端口相连，TLC4501芯片7脚通过电 阻R8与A/D转换器输入端口相连。6. 户外电费交费设备故障风险指数预测装方法，其特征在于包括如下步骤： 步骤1 :对运行时间、交费次数、温度、降雨量、风速5个数据进行测量，其中运行时间单 位为小时、交费次数单位为次，温度单位为摄氏度、降雨量单位为毫米、风速单位为米/秒， 得到5组离散有序时间序列：式（9) 步骤2 :对式（9)的时间序列进行标准化处理：步骤3 :建立可靠性模型 串联可靠度模型为：并联可靠度模型为：并串联可靠度模型为：串并联可靠度模型为：故障率λ i为常数〇. 12- 步骤4 :计算可靠度的上下限值 n = 5，m = 5,可靠度上限为：其下限模型为：步骤5 :计算判断停止条件为：式中，ε等于0. 05 ; 步骤6 :计算户外电费交费设备故障风险指数值：He = R(x) 步骤7 :将户外电费交费设备故障风险指数值：He = R(x)的预测结果通过液晶模块显 示并通过4G传输模块发送至远方调度终端，以便维修人员及时进行检修。7.根据权利要求6所述户外电费交费设备故障风险指数预测装方法，其特征在于本发 明所述对运行时间、交费次数、温度、降雨量、风速5个数据进行10次测量。
【专利摘要】一种户外电费交费设备故障风险指数预测装置及预测方法属于配电网技术领域，特别涉及一种户外电费交费设备故障风险指数预测装置及预测方法。本发明提供一种提取简单，精确度高的种户外电费交费设备故障风险指数预测装置及预测方法。本发明户外电费交费设备故障风险指数预测装置包括信号采集单元、A/D转换单元、中央处理单元、4G通信传输单元和人机交互信息显示单元，其结构要点信号采集单元的输出端口与A/D转换单元的输入端口相连，A/D转换单元的输出端口与中央处理单元的数据输入端口相连，中央处理单元的数据输出端口分别与人机交互信息显示单元输入端口、4G通信传输模块的输入端口相连。
【IPC分类】G01R31/00, G01D21/02
【公开号】CN105277813
【申请号】CN201410302038
【发明人】齐伟夫, 盛光, 潘泳超, 丁木, 孙佳琪, 赵硕
【申请人】国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年6月27日