变电站、台区辅助检测系统的制作方法

本实用新型涉及电子信息技术领域，具体是一种变电站、台区辅助检测系统。

背景技术：

变电站和台区有许多种设备和器件的运行数据需要收集，运行状态需要进行检测和管控，例如变电站的门禁的刷卡记录信息、设备内部和外部的温度、环境湿度等。

现在大部分35kV及以上的变电站都安装了门禁设备被接入到管理系统。通过门禁卡、读卡器和门禁控制器来实现门禁控制管理。因为目前所使用的门禁控制器自身硬件的条件限制，刷卡记录不能自动上传到后台门禁系统，必须由系统定时主动去调用接口获取，无法达到实时要求，对刷卡记录的时效性以及相关的一些业务造成了影响。因此迫切需要一种在不更换现有硬件的情况下，实现在发生刷卡记录时就向后端服务器发送信号，通知其对特定的门禁控制器的刷卡记录进行获取的解决方案。这样不但将刷卡记录的获取提升为准实时(10～30秒以内)，还避免了轮巡所有门禁控制器带来的网络带宽的浪费，提升系统和网络效率，延长设备的寿命。

另外变电站内部还有一些安全防护相关的设备，例如电子围栏，火灾报警等装置，这些设备已经有对应的系统在进行监控。如果通过微控制器则能够监测这些设备的输出信号，实现原有系统之外的另一种途径的监控，起到辅助作用，也省去了与原有系统进行集成的工作。

技术实现要素：

本实用新型提供一种变电站、台区辅助检测系统，其扩展性强、开发难度较低、设备稳定、价格低廉，能满足上述各种应用场景和业务需，且便于后续逐步添加新的设备进行数据采集、管理和控制，在很长一段时间内满足变电站升级改造，提升管控效率的需要。

一种变电站、台区辅助检测系统，包括指纹采集装置、指纹识别扩展板、第一Arduino微控制器、门禁读卡器、门禁控制器、第一Arduino Ethernet扩展板、门禁管理系统、辅助设备监控系统，指纹采集装置通过指纹识别扩展板与第一Arduino微控制器连接，门禁读卡器通过门禁控制器与第一Arduino微控制器连接，第一Arduino微控制器通过第一Arduino Ethernet扩展板与辅助设备监控系统连接，门禁控制器还通过门禁管理系统与辅助设备监控系统连接。

进一步的，还包括与辅助设备监控系统连接的PMS生产管理系统，辅助设备监控系统从PMS生产管理系统获取档案信息和业务单据，所述档案信息包括组织机构、人员和设备信息，业务单据包括工作票、操作票、检修计划，从中获知当天到变电站来施工的人员信息以及预计施工时间段，结合人员刷卡信息、数字密码以及采集的指纹信息来判断进入变电站施工人员是否是本人，并核对进出门的时间段。

进一步的，还包括烟温一体报警器、Arduino WIFI扩展板、第二Arduino微控制器、温湿度传感器、红外发射装置、第二Arduino Ethernet扩展板、风机空调，烟温一体报警器通过Arduino WIFI扩展板或者通过第二Arduino Ethernet扩展板以无线或有线的方式与第二Arduino微控制器连接，温湿度传感器与第二Arduino微控制器连接，第二Arduino微控制器通过红外发射装置发射红外信号对风机空调进行控制，第二Arduino微控制器通过第二Arduino Ethernet扩展板与辅助设备监控系统连接。

进一步的，还包括统一视频监控平台、视频诊断监控平台、摄像头、硬盘录像机，摄像头通过硬盘录像机与统一视频监控平台连接，统一视频监控平台与视频诊断分析系统连接，统一视频监控平台和视频诊断分析系统均与辅助设备监控系统连接。

本实用新型采用Arduino平台以及目前广泛使用的微处理器，配套各种扩展卡和种类繁多的传感器，将这些硬件设备进行研究和不断调整，合理的搭配、整合在一起，实现变电站物联网升级改造，提高了监控和管理的效率，节省了人力，对比以往的厂家定制硬件价格高、运维难，有了一个新的选择，而且Arduino平台设备小巧、功能强大、价格低廉的特点，与手机APP进行结合，大大提升了今后在各种场景中的适用范畴，同时也降低了成本，提高了硬件的竞争力。

附图说明

图1是本实用新型变电站、台区辅助检测系统的结构示意图。

图中：1—指纹采集装置，2—指纹识别扩展板，3—第一Arduino微控制器，4—门禁读卡器，5—门禁控制器，6—第一Arduino Ethernet扩展板，7—烟温一体报警器，8—Arduino WIFI扩展板，9—第二Arduino微控制器，10—温湿度传感器，11—红外发射装置，12—第二Arduino Ethernet扩展板，13—风机空调，14—门禁管理系统，15—辅助设备监控系统，16—GIS平台，17—PMS生产管理系统，18—统一视频监控平台，19—视频诊断分析系统，20—摄像头，21—硬盘录像机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参考图1，本实用新型变电站、台区辅助检测系统包括指纹采集装置1、指纹识别扩展板2、第一Arduino微控制器3、门禁读卡器4、门禁控制器5、第一Arduino Ethernet扩展板6、烟温一体报警器7、Arduino WIFI扩展板8、第二Arduino微控制器9、温湿度传感器10、红外发射装置11、第二Arduino Ethernet扩展板12、风机空调13、门禁管理系统14、辅助设备监控系统15、GIS平台16、PMS生产管理系统17、统一视频监控平台18、视频诊断监控平台19、摄像头20、硬盘录像机21。

指纹采集装置1通过指纹识别扩展板2与第一Arduino微控制器3连接，门禁读卡器4通过门禁控制器5与第一Arduino微控制器3连接，第一Arduino微控制器3通过第一Arduino Ethernet扩展板6与辅助设备监控系统15连接，门禁控制器5还通过门禁管理系统14与辅助设备监控系统15连接。当门禁读卡器4识别到门禁卡信息时，将刷卡信息传送给门禁控制器5，门禁控制器5识别后发出开关量信号给第一Arduino微控制器3，第一Arduino微控制器3对门禁控制器5的开关量信号进行监测，之后通过与其相连接的第一Arduino Ethernet扩展板6，以Socket命令与后台服务器(即辅助设备监控系统15)之间进行通信，告知后台系统发生刷卡的门禁控制器5的ID和门的ID，后台系统再去调用门禁管理系统14的接口，从门禁控制器5的缓存中读取最新的刷卡记录，更新本地的数据库，达到准实时查询刷卡记录要求。

指纹采集装置1的设置可增加设备的安全性，配合微控制器来进行指纹的比对和门禁控制，另外指纹识别也能作为签到的验证方式。

本实用新型中指纹采集装置1连接专门的指纹识别扩展板2，再与第一Arduino微控制器3相连接。第一Arduino微控制器3上还可添加其他设备器件，例如液晶屏，按键，SD/TF卡，再配合相关的程序，就能实现对指纹的采集、添加、比对和识别。但基于变电站的数量，不可能到现场去进行指纹的添加，所以需要通过网络将统一采集的指纹信息分发到对应的各个微控制器进行存储，以后也能方便对指纹进行统一管理。因此这里需要设置第一Arduino Ethernet扩展板6，使第一Arduino微控制器3能够联网进行管理。

第一Arduino微控制器3对人员的指纹进行比对和识别之后,可以控制相应的硬件设备进行响应,例如通过第一Arduino Ethernet扩展板6发送信号给后台服务器，后台服务器再发送信号给门禁控制器5进行远程开门，也可以直接向门禁控制器5发送信号，由门禁控制器结合卡片或输入密码等情况判断是否可以开门。

此外指纹识别还能应用在人员签到的场景，后台(即辅助设备监控系统15)可以从PMS生产管理系统17里获取档案信息和业务单据，所述档案信息包括组织机构、人员和设备信息，业务单据包括工作票、操作票、检修计划，从中获取当天到变电站来施工的人员信息以及预计施工时间段，结合人员刷卡信息、数字密码以及采集的指纹信息来判断进入变电站施工人员是否是本人，并核对进出门的时间段。

烟温一体报警器7通过Arduino WIFI扩展板8，或者通过第二Arduino Ethernet扩展板12与第二Arduino微控制器9连接，温湿度传感器10与第二Arduino微控制器9连接，第二Arduino微控制器9通过红外发射装置11与风机空调13连接，第二Arduino微控制器9通过第二Arduino Ethernet扩展板12与辅助设备监控系统15连接，摄像头20通过硬盘录像机21与统一视频监控平台18连接，统一视频监控平台18与视频诊断分析系统19连接，统一视频监控平台18和视频诊断分析系统19均与辅助设备监控系统15连接。

烟温一体报警器7和温湿度传感器10将监测的设备内部和外部的温度环境湿度等数据发送到第二Arduino微控制器9，第二Arduino微控制器9再通过第二Arduino Ethernet扩展板12发送至辅助设备监控系统15进行记录和判断，当然也可不发送到后台，直接由第二Arduino微控制器9来对数据进行判断，达到或者超过临界值就采取相应的措施，例如向连接的风机空调13等设备发送电信号，控制它们的运行，或者通过红外发射装置11来遥控风机空调13。

摄像头20实时拍摄的监控视频存储于硬盘录像机21中，然后传输到统一视频监控平台18进行后台监控，其数据可传输到视频诊断分析系统19进行分析，也可传入辅助设备监控系统15。

Arduino微控制器还可通过扩展板与手机或手持终端进行通信连接，例如通过Arduino GSM扩展板与手机进行移动通信连接，通过Arduino USB host扩展板与手持终端进行连接，通过与手机或手持终端进行数据传输和控制，实现对变电站和台区进行相关的数据采集、辅助检测和控制等功能。