一种基于城市照明节点的地下缆线监测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及嵌入式系统和传感器系统，具体涉及一种基于城市照明节点的地下缆线监测装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着社会发展与人民生活水平的提高，各家各户的用电量逐渐增长:2014年5月份江苏全省发电量380.64亿千瓦时，同比增长7.51% ; 1-5月份，全省发电量累计1828.22亿千瓦时，同比增长6.31 %。从以上数据可以看出，无论是民用电还是工业用电都在高速增长。另一方面，随着互联网的发展，2014年江苏宽带用户数量超过7700万户，4M及以上覆盖率达到9成。用电量的增长与网络的普及必将对地下缆线的铺设提出大量的需求。事实上，大量的地下缆线已经对实时监测及快速维护提出了很高的要求。
[0003]另外，随着嵌入式系统的发展，利用传感器对地下缆线进行全方位监测成为可能。而随着灯联网系统的逐渐完善，利用灯联网系统已经搭建的网络平台，结合RFID标签与阅读器可以快速反应地下缆线的安全状况，一旦发生问题也能迅速定位到事发地点。
[0004]鉴于上述原因，本发明提供一种基于城市照明节点的地下缆线监测装置及方法。
[0005]为更好地理解本发明，下面对相关技术作出说明。
[0006]地下缆线检测中主要使用到敏感电压传感器，还涉及到RFID标签、阅读器技术、ZigBee与3G网络技术等。其中，电压传感器是一种将被测电量参数转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号的装置。电压传感器用于测量电网中波形畸变较严重的电压或电流信号，也可以测量方波，三角波等非正弦波形。常见的敏感电压传感器主要是霍尔电压传感器。霍尔电压传感器是一种利用霍尔效应，将原边电压通过外置或内置电阻，将电流限制在10mA，此电流经过多匝绕组之后，经过聚磁材料将原边电流产生的磁场被气隙中的霍尔元件检测到，并感应出相应电动势，该电动势经过电路调整后反馈给补偿线圈进而补偿，该补偿线圈产生的磁通与原边电流(被测电压通过限流电阻产生)产生的磁通大小相等，方向相反，从而在磁芯中保持磁通为零。实际上霍尔电压传感器利用的是和磁平衡闭环霍尔电流传感器一样的技术，即零磁通霍尔电流传感器。
[0007]RFID标签分为被动，半被动(也称作半主动)，主动三类。与被动式和半被动式不同的是，主动式标签本身具有内部电源供应器，用以供应内部IC所需电源以产生对外的讯号。一般来说，主动式标签拥有较长的读取距离和较大的记忆体容量可以用来储存读取器所传送来的一些附加讯息。
[0008]RFID阅读器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出和写入操作。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频识别自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人为干预识，可工作于各种恶劣环境。射频识别技术已经被应用于许多领域，比如:钞票及产品防伪、身份证和电子门票、电子收费系统、家畜或野生动物识别、病人识别及电子病历、物流管理、行李分拣、门禁系统。
【发明内容】
[0009]本发明提供一种基于城市照明节点的地下缆线监测装置，包括采集模块、通信模块、服务器及客户端，所述通信模块分别连接采集模块及服务器，所述客户端连接服务器。其中，所述采集模块安装在地下缆线上，其包括RFID标签及传感器，所述RFID标签连接传感器，所述通信模块安装于照明节点中，其包括阅读器及通信装置，所述阅读器连接通信装置。
[0010]优选的，所述RFID标签为有源的主动式RFID标签。
[0011]优选的，所述传感器为霍尔电压传感器。
[0012]本发明还提供一种进行地下缆线监测的方法，包括以下步骤。
[0013]S1、RFID标签存储传感器采集的地下缆线数据，并发送信息给通信模块中的阅读器。
[0014]S2、所述阅读器通过通信装置将信息转发给服务器，所述服务器解析所述信息，判断所述地下缆线状态是否异常。
[0015]S3、若是，所述服务器向客户端发起报警，管理员根据服务器提供的阅读器位置查找对应异常地下缆线。
[0016]优选的，在步骤S2中，阅读器通过通信装置周期性地向服务器发送信息，在指定个数的周期内，所述服务器判断地下缆线状态异常时，向客户端发起报警。
[0017]优选的，在步骤S2中，若服务器判断所述地下缆线状态正常，则继续等待通信装置发送的下一条信息。
[0018]根据本发明提供的基于城市照明节点的地下缆线监测装置及方法，通过高性能的敏感电压传感器监测地下缆线状态，并借助RFID标签和RFID阅读器快速反馈问题状况与事发位置，再利用附着于城市照明节点的灯联网上的ZigBee/3G网络传递信息，以便及时定位问题并处理问题。除此以外，利用本系统可以监测地下电缆的变化过程，记录每一段电缆的使用时长及维修历史，监测地下电缆的质量状况，预测该电缆的问题风险，防患于未然。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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发明的一些实施例，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。
[0020]图1是本发明较佳实施例提供的基于城市照明节点的地下缆线监测装置结构示意图；
[0021]图2是本发明较佳实施例提供的基于城市照明节点的地下缆线监测方法流程图。
【具体实施方式】
[0022]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]图1是本发明较佳实施例提供的基于城市照明节点的地下缆线监测装置结构示意