一种基于物联网的智能电气系统除湿方法与流程

【技术领域】

本发明涉及电气设备物联温湿度控制技术领域，尤其涉及一种基于物联网的智能电气系统除湿方法。

背景技术：

众所周知，电气设备控制柜广泛应用于工业、民生领域，用于控制工商业及民用的电能，大多是强电电压，为防止用电事故的发生，因此其内部的环境要求较高，其中温度及湿度信息是内部环境的最重要的指标之一。温度及湿度的过大不仅会引起电气设备的老化，甚至会产生短路、电火花等安全隐患。另外，电力系统箱柜多安装在室外，箱柜由于原料材质、工艺水平和使用特点，密闭性比较差，当遇到特殊天气时，大量湿热空气侵入到箱柜内，当气温骤降时，箱柜内外温差变大，箱柜内就容易产生凝露，引发电路短路、设备锈蚀等问题，雨雪天气时还会造成湿度过大，产生安全隐患。

为解决或者防止上述问题的发生，需要对电气控制柜的温湿度进行实时的监测及控制。现有技术中电气设备控制房间内仅安装温度传感器用来监控其温度信息，当温度过高时，会打开柜门进行散热，或一定程度的达到除湿目的。但目前技术不仅监测结果不准确，同时人力消耗巨大，也不具有实时性，未能与物联网连接，用户未能实时查看监测的温湿度数据及变化趋势；当需要对预设温度或预设湿度进行调整时，只能依靠人手一个个调节，不能进行远程设置，非常不方便；当除湿装置发生故障时，未能及时发现及报警，需要人工定期巡检，将增加很大工作量。因此需要对现有设备加以改进设计以解决上述现有技术问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于一定程度上解决现有方式的不足而提供一种基于物联网的智能电气系统除湿方法具有可实现实时检测并反馈控制，并且节省人力的技术优点。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明公开一种基于物联网的智能电气系统除湿方法，用于电气设备及系统的除尘防护及信息安全，具体的，所述智能电气系统包括智能电气设备终端及物联网平台端，所述物联网平台端与智能电气设备之间通过无线网关进行数据交互；所述智能电气设备终端包括控制模块，及与控制模块进行数据交互的注册登录模块、环境信息采集模块、除湿模块、无线模块，所述方法如下步骤：

s1、预先设定智能电气设备内部环境温湿度阈值的上限及下限；

s2、环境信息采集模块采集智能电气设备内部环境的温湿度信息并传输控制模块；

s3、判断智能电气设备终端是否通过无线网关与物联网平台建立连接，若是则进入s4，若否；则执行s5；

s4、控制模块将温湿度传感器感知的环境数据经由rs485协议封装发送给无线模块，无线模块把数据转换为lorawan协议格式，并将数据加密后传输无线网关，无线网关接收到数据后进行数据完整性检查，按照队列排列先进先发原则，远程传输至物联网平台端，平台对数据内容进行解析，获取温湿度信息并进行分析及存储，根据分析结果下发控制指令对智能电气设备终端进行远程控制；

s5、智能电气设备终端中的控制模块控制分析温湿度信息并进行存储，根据分析结果进行本地除湿控制。

进一步的方案，所述s4还包括：s41、若物联网平台接受到的温湿度数值信息高于预先设定的阈值上限，则下发控制指令并通过无线网关传输至智能电气设备终端，控制除湿模块开启并进行除湿功能；

s42、若物联网平台接受到的温湿度数值信息低于预先设定的阈值下限，则下发控制指令并通过无线网关传输至智能电气设备终端，控制除湿模块关闭，停止除湿功能。

进一步的方案，所述s4中无线网关接收到数据后进行数据完整性检查，包括无线网关对接受到的数据利用crc检验和cs检验，如果一致则判断数据完整，如果不一致则认为数据不完整，数据不完整时无线网关拒收该信息。

进一步的方案，所述s5还包括：s51、若控制模块判断温湿度数值信息高于预先设定的阈值上限，则控制智能电气设备终端的除湿模块开启并进行除湿功能；

s51、若控制模块判断温湿度数值信息低于预先设定的阈值下限，则控制智能电气设备终端的除湿模块关闭除湿功能。

进一步的方案，所述s1中预先设定温湿度阈值的上限比下限高5度。

进一步的方案，所述的无线模块为lora无线模块，所述无线网关为lorawan无线网关。

进一步的方案，所述lora无线模块接收温湿度信息并转换rs485为lorawan通讯协议，然后将数据信息采用aes128加密方式加密后上传lora网关至物联网平台端。

进一步的方案，所述注册登录模块包括用户账号信息及验证码信息，当正确输入用户账号和验证码后用户才能登录使用系统功能及操作设备。

进一步的方案，所述环境信息采集模块包括温度传感器和湿度传感器。

进一步的方案，所述除湿模块包括风扇和/或加热丝。

进一步的方案，所述智能电气设备终端还包括报警模块，所述报警模块为蜂鸣器或声光报警器。

进一步的方案，所述智能电气设备终端还包括信息查询模块，通过信息查询模块可以实时查询设备当前温湿度值。

本发明的有益效果：

1、本发明通过传感物联网、lorawan无线通信和实时数据采集等技术，在箱柜内部加装除湿模块，并配置与lora网关的通信连接，可实现实时监控箱柜内部环境的温度和湿度数据，并在手机app上进行数据展示；当达到湿度阈值时，除湿装置自动启动除湿功能，除湿效果达到后将智能停止；当达到预警值时，系统自动报警并提醒工作人员进行故障报修及处理；用户可通过app下发命令远程控制除湿控制器，降低人工成本提高工作效率。

2、通过传感物联网、lorawan无线通信和实时数据采集等技术，以lora网关为中心节点，以在箱柜内部加装的除湿装置为终端构建星型拓扑网络，来实现无线传输、在线监控、远程控制、智能报警和故障报修等功能于一体的智能除湿系统。使用aes128加密方式传输给无线网关，无线网关接收到数据后进行完整性检查，按照队列排列先进先发原则，远程传输至物联网平台端，平台对数据内容进行解析，获取温湿度信息并进行分析及存储，根据分析结果下发控制指令对智能电气设备终端进行远程控制；既保证了数据的安全性、完整性、及有序性，使得数据有序被获取，不至于混乱顺序及缺失。

3、本发明通过一种基于lora物联网的智能除湿系统及方法，架设lora无线通信物联网环境，无需布线可方便设备维护及连接网络，实时监控箱柜内部环境温湿度，除湿装置智能启停，降低能耗及延长设备寿命；检测异常时自动报警，提醒工作人员进行故障报修及处理；用户可通过app下发命令远程控制，降低人工成本提高工作效率。通过远程传输方式实现与业务服务器的通信，方便快捷。

4、所述注册登录模块包括用户账号信息及验证码信息，当正确输入用户账号和验证码后用户才能登录使用系统功能及操作设备。无论进行维修及操作都需要先进行登录及验证，这样就提高了设备操作的安全性能。用户账号信息绑定手机号码，验证码信息通过手机发送，验证码使用创蓝短信平台，保障发送速度快及安全。

5、本方案设置远程控制及本地控制双模式，即可以实现远程控制的实时检测，又可以实现在远程断网的情况下实现本地操作控制，增加了可选择性，实=双模式实现温湿度控制，更具有实用性。

6本方案中所述s1中预先设定温湿度阈值的上限比下限高5度。设定温度阈值的上下限即能拓宽温度范围，相比固定阈值时减少远传次数，较宽的温度范围也更能适应设备的使用环境。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明智能电气系统除湿方法系统图；

图2为本发明智能电气系统除湿方法流程图。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

具体实施例一：

本实施例公开一种基于物联网的智能电气系统除湿方法，所述智能电气系统包括智能电气设备终端及物联网平台端，所述物联网平台端与智能电气设备之间通过无线网关进行数据交互；所述智能电气设备终端包括控制模块，及与控制模块进行数据交互的注册登录模块、环境信息采集模块、除湿模块、无线模块，所述环境信息采集模块包括温度传感器和湿度传感器。温度传感器可以采用铂热电阻及热电偶及热敏电阻等器件，湿度传感器可以采用氧化铝湿度计、碳湿敏元件等。所述除湿模块包括风扇和/或加热丝安装在箱柜内部，环绕于柜子内侧，加热丝的功率不宜过高。控制模块对其进行控制，实现进行除湿、风扇、加热等功能控制，存储除湿装置参数，上传数据给lora模块，接收下发命令进行远程控制。

上述方法如下步骤：

s1、预先设定智能电气设备内部环境温湿度阈值的上限及下限；本实施例中预先设定温湿度阈值的上限比下限高5度。比如温度上限值为45度，下限值为40度，湿度上限值为65%湿度，下限值为60%湿度。

s2、环境信息采集模块采集智能电气设备内部环境的温湿度信息并传输控制模块；如温度传感器采集环境温度为60度，此信息传输至主控模块，主控模块自身对其进行解析分析，同时将此信息传输至无线模块。

s3、然后控制模块判断智能电气设备终端是否通过无线网关与物联网平台建立连接，若是则进入s4；本方案中控制模块根据具体的电气设备的型号及工作性能而定，可以为plc控制器也可以为单片机控制单元。

s4、控制模块将温湿度传感器感知的环境数据经由rs485协议封装发送给无线模块，无线模块把数据转换为lorawan协议格式，并将数据加密后传输无线网关，无线网关接收到数据后进行数据完整性检查，按照队列排列先进先发原则，远程传输至物联网平台端，平台对数据内容进行解析，获取温湿度信息并进行分析及存储，根据分析结果下发控制指令对智能电气设备终端进行远程控制；具体的无线模块采用lora无线模块，lora无线模块接收温湿度信息并转换rs485为lorawan通讯协议，然后将数据信息采用aes128加密方式加密后上传lora网关至物联网平台端。aes加密数据块和密钥长度采用128b，aes128加密包括数据密钥扩展、初始轮、重复轮、，每一重复轮又包括字节间减法运算、行移位、列混合、轮密钥加法运算等操作后对数据实现安全防护。既保证了数据的安全性、完整性、及有序性，使得数据有序被获取，不至于混乱顺序及缺失。具体的数据解析过程为按照lorawan通信协议，解析环境检测的温度和湿度数据值必要时通过与设定与之进行比较，并存储到控制模块的存储单元中，当然也可以发送物联网关。然后传送至物联网平台，物联网平台端通过各种信息传感器、实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，主要是信息发送、传输、接收等环节，最后把获取的事物状态信息及其变化的方式从时间上的一点传送到另一点的任务，这就是常说的通信过程物联网基于互联网、传统电信网等的信息承载体，让所有数据网络通过整合分析对数据进行解析后作出应答指令及指示。同时物联网平台端具有处理信息的功能。利用已有的信息或感知的信息产生新的信息，实际是制定决策的过程。最终发挥指挥效用。

无线网关接收到数据后进行数据完整性检查，按照队列排列先进先发原则，远程传输至物联网平台端，无线网关数据完整性检查具体的检查步骤包括crc检验和cs检验，具体为无线网关将接受到的单位长度的数据跟数据指定位置的crc值是否一值，同时检测数据长度及字节位置的对应性。如果一致则认为安全性完整，如果不一致则认为数据不完整，此时物联网关拒收该信息或者下发指令要求无线模块重新发送数据并进行完整性检查直至数据完整。

s4中具体的对数据的分析判断过称为若物联网平台接受到的温湿度数值信息高于预先设定的阈值上限，则下发控制指令并通过无线网关传输至智能电气设备终端，控制除湿模块开启并进行除湿功能；s42、若物联网平台接受到的温湿度数值信息低于预先设定的阈值下限，则下发控制指令并通过无线网关传输至智能电气设备终端，控制除湿模块关闭，停止除湿功能。

本方案中，所述的无线模块为lora无线模块，所述无线网关为lorawan无线网关。所述lora无线模块接收温湿度信息并转换rs485为lorawan通讯协议，然后将数据信息上传lora网关至物联网平台端。无线lora模块：接收温湿度传感器检测的温湿度数据，转换rs485为lorawan通信协议方式，并上传数据给lora网关；接收lora网关下发的控制命令，转换lorawan为rs485通信协议方式，上传物联网平台，同时物联网平台下达指令时及上述过程的逆向过程，此处不做赘述。本方案中lora网关以lora网关为中心节点，以除湿模块为终端来构建星型拓扑网络结构。一个配电房/变电站部署一个lora网关，支持多个终端节点连接及并发。接收lora模块上传的数据，通过4g或以太网发送给网络服务器；接收网络服务器下发的远程控制命令，经过路由分发给lora模块对除湿模块进行运行控制。

所述注册登录模块包括用户账号信息、用户基本信息，当输入用户账号及用户基本信息都正确时，用户才能登录操作设备。本方案中控制模块中预先注册操作者的设定的账号及用户基本信息（身份密码），当操作者输入的账号及身份密码与预先注册存储的信息一致时才能登入操作界面对设备进行操作。

本方案中所述智能电气设备终端还包括报警模块，所述报警模块为蜂鸣器或声光报警器。当温度或湿度超过报警值时，系统自动进行报警。同时进行报警信息上传，当然其他故障如器件损坏等故障也可以进行上传，当物联网平台检测到系统报警时，进行设备故障报修，安排工程师进行处理。处理时工程师登录设备需要进行身份验证，输入账号信息后点击验证，验证码会自动发送到被提前设定输入的电话上，以短信形式获取验证码，输入通过后即可对设备进行操作。

所述智能电气设备终端还包括信息查询模块，通过信息查询模块可以实时查询设备当前温湿度值。智能除湿系统部署在服务器上，通过接口调用，接收上传的数据并解析温湿度值，展示在智能除湿系统页面上；用户执行远程控制命令后，调用接口发送命令给lora网关进行处理。

具体实施例二：

本实施例与上述实施例的不同之处在于：当判断智能电气设备终端没有通过无线网关与物联网平台建立连接时则启动本地工作模式，具体操作如下：

s1、预先设定智能电气设备内部环境温湿度阈值的上限及下限；

s2、环境信息采集模块采集智能电气设备内部环境的温湿度信息并传输控制模块；

s3、判断智能电气设备终端没有通过无线网关与物联网平台建立连接时；若控制模块判断温湿度数值信息高于预先设定的阈值上限，则控制智能电气设备终端的除湿模块开启并进行除湿功能；若控制模块判断温湿度数值信息低于预先设定的阈值下限，则控制智能电气设备终端的除湿模块关闭除湿功能。本实施的方法可以有效弥补了因网络中断或者物联网平台无法远程通讯时的缺陷。

本方案中通过对电气设备环境温度的实时监测，并通过传感物联网、lorawan无线通信和实时数据采集等技术，在箱柜内部加装除湿模块，并配置与lora网关的通信连接，可实现实时监控箱柜内部环境的温度和湿度数据，并在手机app上进行数据展示；当达到湿度阈值时，除湿装置自动启动除湿功能，除湿效果达到后将智能停止；当达到预警值时，系统自动报警并提醒工作人员进行故障报修及处理；用户可通过app下发命令远程控制除湿控制器，降低人工成本提高工作效率。同时在信息传输过程中对数据的安全加密机制既保证了数据的安全性、完整性、及有序性，使得数据有序被获取，不至于混乱顺序及缺失。

为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实施方式，对于本领域技术人员熟知的方法、手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。