一种基于边缘物联智能配电柜及其系统

1.本发明涉及配电设备技术领域，具体为一种基于边缘物联智能配电柜及其系统。


背景技术：

2.在配用电领域，随着配电自动化等应用系统的推广应用，较大规模的配电网中会产生指数级增长的海量异构数据，传统的配电自动化主站集中处理配电网数据的模式已无法满足配电物联网的发展需求，配电物联网架构分为云管边端四个层面，边缘层主要实现边缘计算，配电物联网中边缘计算是在靠近产生数据的端设备侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。
3.因此，亟需研发面向配电物联网的边缘物联代理终端，实现配电自动化面向配电网的广泛延伸，使标准化的配网自动化设备或传感设备可以实现端到端的通信、控制和管理，同时通过在代理终端部署分布式运算服务，实现配电网边缘业务的本地化自主处理。
4.同时，还需要解决将各种设备全部集成到配电柜后，造成机箱内部设备冗杂，使得机箱本身的安全性能大幅度降低，容易造成内部设备的损坏的问题，为此本技术提出了一种基于边缘物联智能配电柜及其系统。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于边缘物联智能配电柜及其系统，具备智能性高，安全性高等优点，解决了较大规模的配电网中会产生指数级增长的海量异构数据，而传统的配电自动化主站集中处理配电网数据的模式已无法满足配电物联网的发展需求的问题。
6.为实现上述智能性高，安全性高的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于边缘物联智能配电柜，包括固定安装在底座顶部的机箱，所述机箱的内壁固定安装有横板，所述机箱的内壁且位于横板的上方固定安装有穿线组件，所述机箱的内底壁设置有控温组件，所述机箱的内壁且位于穿线组件的上方设置有控制组件，所述机箱的内壁且位于控制组件的上方设置有元件安装组件，所述机箱的内顶壁设置有灭火组件，所述穿线组件包括固定安装在机箱内壁的线板，所述线板的内部固定安装有护线管，所述线板位于机箱内部的一侧且位于护线管的边侧固定安装有半圆箍，所述护线管的另一端固定安装有外环，所述控温组件包括固定安装在机箱内底壁的散热器，所述机箱的内底壁固定安装有与散热器输入端固定连接的滤板，所述机箱的内底壁且位于散热器的边侧固定安装有热风机，所述控制组件包括固定安装在机箱两侧内壁的侧壁板，两个所述侧壁板之间活动安装有控制箱，所述控制箱的内底壁固定安装有控制器，所述控制箱的内壁固定安装有温度检测器，所述元件安装组件包括固定安装在机箱内壁且数量为两个的外凸板，两个所述外凸板相背的一侧均固定安装有内柱，所述内柱的表面活动安装有与外凸板固定连接的弹簧件，两侧所述内柱的表面且位于两侧所述弹簧件相背的一侧均活动安装有内凸板，所述内凸板的边侧固定安装有基板，所述基板远离机箱内壁的一侧固定安装有元件安装板。
7.进一步，所述机箱柜壁的内部固定安装有防潮内层，所述机箱为矩形立柜，所述机箱的正面且位于横板的下方转动安装有维护门，所述维护门为双开门，所述机箱的正面且位于横板的上方转动安装有箱门，所述箱门为单开门，所述箱门的表面固定安装有与控制器相对应的观察窗，所述维护门和箱门的背面均固定安装有橡胶密封条框。
8.进一步，所述机箱的两侧分别开设有与散热器和热风机对应的风孔，所述散热器和热风机的输出端均固定安装有延伸至横板上方的控温管。
9.进一步，所述横板的顶部且位于线板的两侧均固定安装有临时工具箱，所述线板的长度为机箱宽度的二分之一，所述线板的表面固定安装有两排护线管，每一排所述的护线管的数量均为10个，所述护线管为绝缘塑胶管，所述半圆箍和外环均为橡胶环，所述半圆箍的截面形状为半圆形，所述半圆箍的内径与护线管的内径相等，所述外环的表面转动安装有挡板。
10.进一步，所述控制箱的顶面与正面均为开口设计，所述控制箱的两侧均固定安装有延伸至侧壁板内部的内凸板，所述内凸板为“凸”字形，所述内嵌板与侧壁板滑动连接，所述控制箱的底壁等距固定安装有通气网。
11.进一步，两个所述侧壁板相对的一侧均开设有与内嵌板对应的插槽，所述插槽的内底壁和内顶壁分别固定安装有与内嵌板的顶部和底部固定连接的缓冲件，所述内嵌板顶部和底部的缓冲件的数量不低于5个。
12.进一步，所述基板的长度与外凸板的长度相等，两个所述外凸板相背一侧的内柱均为5个，所述内柱远离外凸板的一侧固定安装有端板，所述基板通过内嵌板与内柱滑动连接，基板为绝缘塑胶板，基板远离内嵌板的一侧固定安装有与元件安装板相适配的线框。
13.进一步，所述灭火组件包括固定安装在机箱内顶壁的烟雾探测器，所述机箱的内顶壁且位于烟雾探测器的两侧均固定安装有喷头，所述机箱的两侧通过支撑座活动安装有存储罐，所述存储罐的顶部螺纹安装有与喷头固定连接的灭火管。
14.一种基于边缘物联智能配电集成系统，包括业务模块和安全模块，所述业务模块的内部集成有电源模块、控制类应用模块、核心控制器模块、通信类应用模块、数据存储模块以及分析类应用模块，所述安全模块包括柜内温度检测、柜内烟雾检测、散热单元、升温单元以及灭火单元，所述核心控制器模块延伸出显示模块，所述显示模块延伸出系统查看入口，所述通信类应用模块内部包含外网通讯、内网通讯以及各种接口，所述各种接口包括网络接口以及电源接口，所述分析类应用模块内部设置有边缘业务自动处理，所述电源模块同时与控制类应用模块、核心控制器模块相连，所述通信类应用模块、数据存储模块以及分析类应用模块与核心控制器模块相连。
15.进一步，所述核心控制器模块由国产cpu支撑，基于“硬件平台化，业务app化”的设计理念，初次安装到现场的设备包括操作系统、基础app、基础镜像和边缘代理守护进程，操作系统基于linux4.9.28内核移植，适配国产cpu，驱动外围接口并支持网络、usb、显示等设备，所述核心控制器模块还支持ext2、ext3、ext4、f2fs、unionfile、overlayfs、ubifs、yaffs2等文件系统，所述核心控制器模块内部集成有容器内置模块化应用软件。
16.与现有技术相比，本发明提供了一种基于边缘物联智能配电柜及其系统，具备以下有益效果：1、该基于边缘物联智能配电柜及其系统，可实现配电物联网设备端到端的通信、
控制和管理，实现边缘业务的自主处理，同时，采用容器技术进行设计，使得系统运行环境具有较高的移植性，从而让资源使用率和业务部署效率得到了有效的提升，同时，本系统整体基于linux4.9.28内核移植，能够适配国产cpu，并且驱动外围接口可以支持网络、usb、显示等设备，另外，核心控制器模块还支持ext2、ext3、ext4、f2fs、unionfile、overlayfs、ubifs、yaffs2等文件系统，使得整个系统具有优良的兼容性。
17.2、该基于边缘物联智能配电柜及其系统，通过温度检测器、散热器以及热风机能够有效地保证整个机箱内部的温度，使得机箱内部的各个部件都能够在较为舒适的环境下运行，从而延长各个部件的使用寿命，通过缓冲件和弹簧件能够让控制箱和基板在机箱受到震动时进行缓冲，从而降低震动对元件的损耗，进一步提升使用寿命，最后，通过烟雾探测器实时检测机箱内部的情况，一旦意外起火，可及时通过喷头喷出灭火物质进行灭火，以此最大程度上降低损失。
附图说明
18.图1为本发明剖视示意图；图2为本发明图1中a处放大示意图；图3为本发明线板侧视剖面示意图；图4为本发明基板侧视剖面示意图；图5为本发明设备控制箱俯视示意图；图6为本发明主视示意图；图7为本发明系统示意图。
19.图中：1底座、2机箱、3横板、4维护门、5箱门、6观察窗、7散热器、8滤板、9热风机、10临时工具箱、11线板、12护线管、13半圆箍、14外环、141挡板、15侧壁板、16控制箱、161内嵌板、162通气网、17插槽、18缓冲件、19控制器、20温度检测器、21外凸板、22内柱、221端板、23弹簧件、24内嵌板、25基板、26元件安装板、27线框、28烟雾探测器、29喷头、30存储罐。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.请参阅图1-6，一种基于边缘物联智能配电柜，包括固定安装在底座1顶部的机箱2，机箱2为矩形立柜，机箱2柜壁的内部固定安装有防潮内层，能够有效的对潮气进行隔离，机箱2的内壁固定安装有横板3，通过横板3将机箱2内部空间一分为二，底部为控温仓，顶部为设备仓，机箱2的正面且位于横板3的下方转动安装有维护门4，维护门4为双开门，机箱2的正面且位于横板3的上方转动安装有箱门5，箱门5为单开门，箱门5的表面固定安装有与控制器19相对应的观察窗6，维护门4和箱门5的背面均固定安装有橡胶密封条框，橡胶密封条框的长度的宽度分别与维护门4和箱门5相适配。
22.在机箱2设备仓的内壁固定安装有穿线组件，机箱2控温仓的内部设置有控温组件，用于控制调节设备仓内的温度，使设备仓内的设备能够在较为舒适的环境下运行，以此
提升各个部件的使用寿命，在机箱2的内壁且位于穿线组件的上方设置有控制组件，控制组件为整个设备的核心，机箱2的内壁且位于控制组件的上方设置有元件安装组件，用于安装各个小型配电元件，机箱2的内顶壁设置有灭火组件，在机箱2内部意外起火后，能够第一时间通过灭火组件将火扑灭。
23.其中，穿线组件包括固定安装在机箱2内壁的线板11，再生产时，将线板11的长度设定为机箱2宽度的二分之一，线板11的表面固定安装有护线管12，用以各路导线从护线管12内部穿入机箱2内部，护线管12呈两排分布，每一排的护线管12的数量均为10个，其中护线管12为绝缘塑胶管。
24.本实施例中，在线板11位于机箱2内部的一侧且位于护线管12的边侧固定安装有半圆箍13，护线管12的另一端固定安装有外环14，而半圆箍13和外环14均为橡胶环，半圆箍13的截面形状为半圆形，半圆箍13的内径与护线管12的内径相等，利用半圆箍13和外环14将护线管12的进口和出口包裹，以此降低导线的磨损，外环14的表面转动安装有挡板141，挡板141用于没有穿线时对灰尘起拦截作用，横板3的顶部且位于线板11的两侧均固定安装有临时工具箱10，用于放置多余的导线，或者其他可供替换的部件。
25.控温组件包括固定安装在机箱2内底壁的散热器7，机箱2的内底壁固定安装有与散热器7输入端固定连接的滤板8，机箱2的内底壁且位于散热器7的边侧固定安装有热风机9，机箱2的两侧分别开设有与散热器7和热风机9对应的风孔，散热器7和热风机9的输出端均固定安装有延伸至横板3上方的控温管，当散热器7或热风机9运行后，即可调节机箱2内部的温度，而多余的空气可通过护线管12排出。
26.控制组件包括固定安装在机箱2两侧内壁的侧壁板15，两个侧壁板15之间滑动安装有控制箱16，其中，控制箱16的顶面与正面均为开口设计，方便工作人员直接对控制箱16上的部件定期维护，控制箱16的两侧均固定安装有延伸至侧壁板15内部的内嵌板161，而内嵌板161则为“凸”字形，同时，两个侧壁板15相对的一侧均开设有与内嵌板161对应的插槽17，插槽17的内底壁和内顶壁分别固定安装有与内嵌板161的顶部和底部固定连接的缓冲件18，内嵌板161顶部和底部的缓冲件18的数量不低于5个，通过缓冲件18对控制箱16进行减震缓冲作用，最后，在控制箱16的底壁等距固定安装有数量为3个的通气网162，通气网162为不锈钢丝网，用于通气。
27.控制箱16的内底壁固定安装有控制器19，控制器19的内部集成有基于边缘物联智能配电集成系统，其内部搭载国产cpu，其内置的操作系统为linux4.9.28，控制箱16的内壁固定安装有温度检测器20，温度检测器20用以实时监控机箱2内的温度，通过温度检测器20用以控制散热器7和热风机9。
28.元件安装组件包括固定安装在机箱2内壁且数量为两个的外凸板21，两个外凸板21相背的一侧均固定安装有数量为5个的内柱22，内柱22远离外凸板21的一侧固定安装有端板221，内柱22的表面滑动安装有与外凸板21固定连接的弹簧件23，两侧内柱22的表面且位于两侧的弹簧件23相背的一侧均滑动安装有内凸板24，内凸板24的边侧固定安装有长度与外凸板21的长度相等的基板25，基板25为绝缘塑胶板，当机箱2遇到震动时，基板25可通过弹簧件23进行缓冲，从而缩小震动带来的影响，基板25远离机箱2内壁的一侧固定安装有元件安装板26，元件安装板26用以安装各个配电元件，基板25远离内凸板24的一侧固定安装有与元件安装板26相适配的线框27。
29.灭火组件包括固定安装在机箱2内顶壁的烟雾探测器28，机箱2的内顶壁且位于烟雾探测器28的两侧均固定安装有喷头29，机箱2的两侧通过支撑座活动安装有存储罐30，存储罐30的容积为4l，存储罐30的顶部螺纹安装有与喷头29固定连接的灭火管，当烟雾探测器28探测到有烟雾时，喷头29就会即可释放，从而将存储罐30内的灭火物质喷出，进行灭火，同时，在检测到起火后，控制器19会在断电之前发送信息到最近的服务站，通知工作人员即使维修。
30.请参阅图7，一种基于边缘物联智能配电集成系统，包括业务模块和安全模块，业务模块的内部集成有电源模块、控制类应用模块、核心控制器模块、通信类应用模块、数据存储模块以及分析类应用模块，安全模块包括柜内温度检测、柜内烟雾检测、散热单元、升温单元以及灭火单元，核心控制器模块延伸出显示模块，显示模块延伸出系统查看入口，通信类应用模块内部包含外网通讯、内网通讯以及各种接口，各种接口包括网络接口以及电源接口，分析类应用模块内部设置有边缘业务自动处理，电源模块同时与控制类应用模块、核心控制器模块相连，通信类应用模块、数据存储模块以及分析类应用模块与核心控制器模块相连。
31.本实施例中，通信类应用模块用于实现与配电自动化主站、与配电物联网用户侧设备、与配电物联网变台侧设备的数据交互，以及用于实现运维人员在现场对边缘物联代理终端进行调试维护，容器内置模块化应用软件以进行配电网边缘业务功能的自主处理。
32.其中，核心控制器模块由国产cpu支撑，基于“硬件平台化，业务app化”的设计理念，初次安装到现场的设备包括操作系统、基础app、基础镜像和边缘代理守护进程，操作系统基于linux4.9.28内核移植，适配国产cpu，驱动外围接口并支持网络、usb、显示等设备，核心控制器模块还支持ext2、ext3、ext4、f2fs、unionfile、overlayfs、ubifs、yaffs2等文件系统，核心控制器模块内部集成有容器内置模块化应用软件。
33.本实施例在使用时，通过基于边缘物联智能配电集成系统即可实现配电物联网设备端到端的通信、控制和管理，实现边缘业务的自主处理，同时，采用容器技术进行设计，使得系统运行环境具有较高的移植性，从而让资源使用率和业务部署效率得到了有效的提升，同时，本系统整体基于linux4.9.28内核移植，能够适配国产cpu，并且驱动外围接口可以支持网络、usb、显示等设备，另外，核心控制器模块还支持ext2、ext3、ext4、f2fs、unionfile、overlayfs、ubifs、yaffs2等文件系统，使得整个系统具有优良的兼容性。
34.另外，通过温度检测器20、散热器7以及热风机9能够有效地保证整个机箱2内部的温度，使得机箱2内部的各个部件都能够在较为舒适的环境下运行，从而延长各个部件的使用寿命，通过缓冲件18和弹簧件23能够让控制箱16和基板25在机箱2受到震动时进行缓冲，从而降低震动对元件的损耗，进一步提升使用寿命，最后，通过烟雾探测器28实时检测机箱1内部的情况，一旦意外起火，可及时通过喷头29喷出灭火物质进行灭火，以此最大程度上降低损失。
35.文中出现的电器元件均与主控器及电源电连接，主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，且现有公开的电力连接技术，不在文中赘述。
36.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。