一种带有烟雾报警的智能空开方法及系统与流程

本发明涉及人工智能，具体涉及一种带有烟雾报警的智能空开方法及系统。

背景技术：

1、随着新能源汽车的快速发展，充电基础设施，尤其是充电桩和充电站，成为支撑该产业发展的重要环节。充电站不仅为新能源汽车提供必要的能量补给，还直接关系到车辆使用的便捷性和安全性。因此，确保充电站的安全运行，特别是在电气安全和火灾预防方面，变得尤为重要。充电站作为新能源汽车充电的主要场所，其安全性面临多方面的挑战。首先，充电过程中的电气安全是最基本的要求。充电设备和电路必须能够应对过载、短路等电气事故，避免造成设备损坏或火灾事故。其次，由于充电站多设于室外或半封闭空间，易受环境因素影响，如温度、湿度变化，可能会影响充电设备的稳定性和安全性。此外，充电站的火灾风险也不容忽视。一旦发生火灾，不仅会对充电站设施造成损毁，还可能危及人员安全，造成重大财产损失。

2、尽管现有的充电站在设计时已考虑了电气安全保护措施，如安装漏电保护器、过载保护器等，但这些传统安全装置往往侧重于事故发生后的应对，难以实现事前的风险预警和主动防控。传统安全装置难以在充电桩过热、电气线路老化等潜在火灾风险出现初期提供有效预警。此外，当环境因素（如烟雾浓度高、高温、高湿）对充电安全构成威胁时，现有技术缺乏有效的应对措施。

3、且现有的充电桩在烟雾浓度判断时烟雾报警器非常敏感或判断不准确，例如当有吸烟或者其他非电路烟雾时即开始断路报警，不仅影响了充电效率也影响了客户满意度；且现有充电桩烟雾浓度判断时仅仅根据固定阈值进行判断，而没有根据天气历史烟雾浓度数据进行动态调整烟雾浓度动态报警阈值，且现有的烟雾浓度判断没有考虑温度、湿度等环境参数的影响，导致充电桩烟雾浓度报警准确度大大降低，针对现有实时烟雾的浓度检测判断时判断的局限性，高准确率高效率的烟雾浓度判断自动化处理方法迫切需要一种新的解决方案，以提高处理的效率和客户满意度。对于提升充电站的安全管理水平，保障新能源汽车充电安全具有重要意义。这种系统不仅能够提高充电站对火灾等安全事故的防控能力，还能通过智能化、自动化的手段，提高充电站的运营效率和服务质量，为新能源汽车的推广和应用创造更加安全、可靠的充电环境。

技术实现思路

1、针对现有技术中提到的上述问题，本发明提供一种带有烟雾报警的智能空开方法及系统，该方法首先利用烟雾探测器实时监测充电站环境中的烟雾浓度值，当烟雾浓度超过预设的报警阈值时向微控制器发送报警信号，并通过驱动电路执行分闸操作，自动切断连接到断路器的负载电源供应。本技术通过实时监测充电站内的烟雾浓度以及环境温湿度，使用ewma算法根据采集的浓度时间序列值动态调整更新烟雾浓度动态报警阈值，大大提高了烟雾浓度判断准确性和效率，极大增加用户体验，能够及时识别电气火灾和其他安全风险，自动执行断电保护措施以防止火灾的发生和蔓延。

2、本技术提供一种带有烟雾报警的智能空开方法，包括步骤：

3、s1：通过烟雾探测器实时检测环境中的烟雾浓度值，当烟雾探测器检测到烟雾浓度值超过烟雾浓度动态报警阈值时，则向微控制器发送报警信号；

4、s2：微控制器接收到烟雾报警信号后，通过驱动电路执行分闸操作，切断连接到断路器的负载电源供应；

5、s3：切断负载电源供应后，微控制器将烟雾报警信号和断电保护信息通过网络通信模块发送到云服务平台；

6、s4：云服务平台接收到烟雾报警信号和断电保护信息后，向监管人员发送通知消息；

7、s5：监管人员接收到通知消息后，通过发送信息至云服务平台或直接操作断路器的管理接口，执行恢复供电或持续断电操作。

8、优选地，所述s1：通过烟雾探测器实时检测环境中的烟雾浓度值，当烟雾探测器检测到烟雾浓度值超过烟雾浓度动态报警阈值时，则向微控制器发送报警信号，包括：

9、s11：将烟雾探测器实时检测到的烟雾浓度值并发送至微控制器；采集的浓度时间序列值为，，、、分别为在时间点1、2、n时的烟雾浓度值；

10、s12：实时烟雾浓度值大于当前烟雾浓度动态报警阈值时，则向微控制器发送报警信号；

11、s13：使用ewma算法根据采集的浓度时间序列值动态调整更新烟雾浓度动态报警阈值：

12、；

13、其中，是在时间点的烟雾浓度动态报警阈值，是在时间点实际检测的烟雾浓度值；是在时间点的烟雾浓度动态报警阈值，是平滑因子，；进入步骤s11，进行循环检测。

14、优选地，所述是平滑因子，，平滑因子α根据过去一段时间时间点与时间点之间的烟雾浓度变化率进行动态调整，调整如下：

15、；

16、其中，为时间点与时间点之间的烟雾浓度值绝对变化量；、分别为平滑因子设定的最小值及最大值；为设定的最大承载变化量。

17、优选地，所述网络通信模块的通信方式采用lora或nb-iot，其中，lora采用lorawan协议标准，nb-iot采用3gpp的nb-iot标准cat nb1或cat nb2。

18、优选地，所述烟雾探测器还包括温度传感器和湿度传感器，以根据实时检测到的环境温度和湿度调整烟雾浓度动态报警阈值：

19、；

20、其中，表示温度贡献值第一系数，表示湿度贡献值第一系数，为温度贡献值第二系数，湿度贡献值第二系数，为设定值系数。

21、优选地，所述s3：切断负载电源供应后，微控制器将烟雾报警信号和断电保护信息通过网络通信模块发送到云服务平台；所述烟雾报警信号和断电保护信息包括报警时间、报警位置、烟雾浓度数据、断电状态，所述断电状态包括全局断电或设备的局部断电。

22、本技术还提供一种带有烟雾报警的智能空开系统，包括：

23、烟雾探测器实时检测模块：通过烟雾探测器实时检测环境中的烟雾浓度值，当烟雾探测器检测到烟雾浓度值超过烟雾浓度动态报警阈值时，则向微控制器发送报警信号；

24、断路器切断模块：微控制器接收到烟雾报警信号后，通过驱动电路执行分闸操作，切断连接到断路器的负载电源供应；

25、云服务平台收集模块：切断负载电源供应后，微控制器将烟雾报警信号和断电保护信息通过网络通信模块发送到云服务平台；

26、云服务平台通知模块：云服务平台接收到烟雾报警信号和断电保护信息后，向监管人员发送通知消息；

27、通电判断模块：监管人员接收到通知消息后，通过发送信息至云服务平台或直接操作断路器的管理接口，执行恢复供电或持续断电操作。

28、优选地，所述烟雾探测器实时检测模块：通过烟雾探测器实时检测环境中的烟雾浓度值，当烟雾探测器检测到烟雾浓度值超过烟雾浓度动态报警阈值时，则向微控制器发送报警信号，包括：

29、实时检测采集模块：将烟雾探测器实时检测到的烟雾浓度值并发送至微控制器；采集的浓度时间序列值为，，、、分别为在时间点1、2、n时的烟雾浓度值；

30、报警判断模块：实时烟雾浓度值大于当前烟雾浓度动态报警阈值时，则向微控制器发送报警信号；

31、烟雾浓度动态报警阈值更新模块：使用ewma算法根据采集的浓度时间序列值动态调整更新烟雾浓度动态报警阈值：

32、；

33、其中，是在时间点的烟雾浓度动态报警阈值，是在时间点实际检测的烟雾浓度值；是在时间点的烟雾浓度动态报警阈值，是平滑因子，；进入实时检测采集模块，进行循环检测。

34、优选地，所述是平滑因子，，平滑因子α根据过去一段时间时间点与时间点之间的烟雾浓度变化率进行动态调整，调整如下：

35、；

36、其中，为时间点与时间点之间的烟雾浓度值绝对变化量；、分别为平滑因子设定的最小值及最大值；为设定的最大承载变化量。

37、优选地，所述烟雾探测器还包括温度传感器和湿度传感器，以根据实时检测到的环境温度和湿度调整烟雾浓度动态报警阈值：

38、；

39、其中，表示温度贡献值第一系数，表示湿度贡献值第一系数，为温度贡献值第二系数，湿度贡献值第二系数，为设定值系数。

40、本发明提供了一种带有烟雾报警的智能空开方法及系统，所能实现的有益技术效果如下：

41、1、本发明利用烟雾探测器实时监测充电站环境中的烟雾浓度值，当烟雾浓度超过预设的报警阈值时向微控制器发送报警信号，通过实时监测充电站内的烟雾浓度以及环境温湿度，使用ewma算法根据采集的浓度时间序列值动态调整更新烟雾浓度动态报警阈值，通过考虑历史烟雾浓度数据以及实时检测的烟雾浓度值大大提高了烟雾浓度判断准确性和效率，极大增加用户体验，能够及时识别电气火灾和其他安全风险，自动执行断电保护措施以防止火灾的发生和蔓延。

42、2、本发明烟雾探测器还包括温度传感器和湿度传感器，将环境温度和湿度加入到烟雾浓度动态报警阈值的计算过程中，根据实时检测到的环境温度和湿度调整烟雾浓度动态报警阈值：

43、；

44、其中，表示温度贡献值第一系数，表示湿度贡献值第一系数，为温度贡献值第二系数，湿度贡献值第二系数，为设定值系数，大大利用了环境多维度参数，实现了环境参数的充分利用，大大提高了烟雾浓度判断准确度。

45、3、本发明平滑因子α根据过去一段时间时间点与时间点之间的烟雾浓度变化率进行动态调整，调整过程中通过考虑时间点与时间点之间的烟雾浓度值绝对变化量、平滑因子设定的最小值及最大值；设定的最大承载变化量；实现了烟雾浓度的动态优化调整大大提高了烟雾浓度判断的准确性。