一种方便部署的智能母线槽监测系统及其施工方法与流程

本发明涉及智能母线槽监测系统技术领域，更具体地说，特别涉及一种方便部署的智能母线槽监测系统及其施工方法。

背景技术：

随着现代化工程设施和装备的涌现，各行各业的用电量迅增，尤其是众多的高层建筑和大型厂房车间的出现，作为输电导线的传统电缆在大电流输送系统中已不能满足要求，多路电缆的并联使用给现场安装施工连接带来了诸多不便。插接式母线槽作为一种新型配电导线应运而生，与传统的电缆相比，在大电流输送时充分体现出它的优越性。

由于母线槽输送的电流一般都上千安，使用不当容易产生安全隐患，甚至导致安全事故，造成不可估量的损失。所以对母线槽的安装环境以及运行状态的监测显得极为重要。

要监测母线槽的安装环境和运行状态，就需要在施工的时候部署一套智能母线槽监测系统。部署智能母线槽监测系统需要在母线槽接插头的位置安装监测节点，并且需要记录监测节点的编号和位置，只有这样，当某个编号的监测节点出现告警时，才能知道是哪个位置出现异常，并及时处理。

目前，智能母线槽监测系统监测节点常用的部署方式有：

(1)在生产母线槽的时候，把监测节点预装在母线槽上面，在母线槽安装时，严格安装施工图纸进行施工，这样保证监测节点的安装顺序和设计一致，从而记录监测节点的编号和位置信息，这种方式对施工现场要求较高，要求施工现场管理得当，不出现纰漏，否则很容易出现施工和图纸不一致的情况，无法保障施工结果。

(2)采用后安装方式，施工时，先安装完母线槽，然后在接插头的位置安装监测节点，接着手动记录监测节点的编号和位置，建立关联数据库，这种方式需要施工人员手动抄写每一个监测节点的编号，并记录位置信息，操作繁琐，也比较容易出错。

rfid技术按使用频率分有三种，一种是低频rfid，一般工作频率从120khz到134khz，特点是数据传输速率慢，不能同时读取多个标签，数据不可写入标签，读取距离近，成本低，适用于门禁系统，自动停车场等；一种是高频rfid，工作频率以13.56mhz为主，特点是数据传输速率比低频的快，可同时读取多个标签，数据不可写入标签，读取距离可达10厘米，适用于公交车打卡系统，图书管理系统等；还有一种是超高频rfid，工作频率为900mhz～930mhz，特点是数据传输速率快，可同时读取大量标签，数据可写入标签，读取距离可达10米，适用于资产管理系统，库存管理系统等。

经过发明人检索，目前还未有采用rfid技术来优化智能母线槽监测系统部署的技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种方便部署的智能母线槽监测系统及其施工方法，降低施工难度，提高部署效率，降低施工成本。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种方便部署的智能母线槽监测系统，包括：

监测节点，用于采集智能母线槽的安装环境和运行状态数据；

网关，用于接收监测节点采集到的数据并将数据发送至云平台上；

rfid读卡器，通过rfid信号读取监测节点的编号；

移动终端，用于从云平台上获取施工图纸以及从rfid读卡器获取监测节点的编号，并将所选择的施工图纸上的位置与所获取的监测节点的编号进行关联，再将关联关系发送至云平台上；

所述监测节点通过网关与云平台连接，所述云平台与移动终端连接，所述移动终端通过rfid读卡器与监测节点连接。

进一步地，所述监测节点包括：

定时器模块，用于定时产生事件消息，发送给第一中央处理模块；

通信模块，用于接收第一中央处理模块发送过来的消息并将其发送到网关；同时用于接收网关发过来的指令消息并将其发送给第一中央处理模块进行处理；

rfid标签，用于记录监测节点的编号并响应rfid读卡器的读取指令，每个rfid标签内存储有该监测节点唯一的编号；

数据采集模块，用于智能母线槽安装环境和运行状态的数据采集，把采集到的数据发送给第一中央处理模块；

第一中央处理模块，用于接收定时器模块触发的事件消息，接收从通信模块发送过来的数据并处理，接收从数据采集模块发送过来的采集数据并通过通信模块发送消息到网关，第一中央处理模块中存储有该监测节点的编号，且第一中央处理模块中的编号与rfid标签中的编号一致；

所述定时器模块、通信模块和数据采集模块均与第一中央处理模块连接。

进一步地，所述rfid读卡器包括天线、伸缩杆装置、功能主机和支架；所述天线用于rfid信号的接收和发射，该天线通过伸缩杆装置与功能主机连接；所述功能主机用于功能操作，包括通过rfid信号获取监测节点的编号并通过蓝牙通信把编号传送给移动终端；所述支架用于放置移动终端。

进一步地，所述功能主机包括：

rfid读标签模块，用于发送读取rfid标签指令的信号，接收rfid标签的响应信号，把响应信号解析出来并将结果传送给第二中央处理模块；

第二中央处理模块，用于触发rfid指令，接收rfid读标签模块读到的rfid标签，并通过蓝牙通信模块传送给移动终端；

第一蓝牙通信模块，用于连接rfid读卡器和移动终端，并建立rfid读卡器和移动终端之间的通信。

进一步地，所述移动终端包括：

第二蓝牙通信模块，用于连接移动终端和rfid读卡器，并负责移动终端和rfid读卡器之间的通信；

功能模块，用于处理移动终端所有功能业务，包括获取云平台的施工图纸，并关联编号和位置，传送关联关系到云平台；

gprs通信模块，用于连接移动终端和云平台，负责移动终端和云平台之间的通信；

界面，用于人机交互，接收触摸屏输入指令并输出结果到触摸屏上面；

所述第二蓝牙通信模块、gprs通信模块和界面均与功能模块连接。

进一步地，所述云平台包括：

用户终端，用于与web服务器相连，负责接收用户输入并向web服务器发出请求，再显示web服务器的响应数据；

web服务器，用于与用户终端连接，响应用户终端的请求，同时与数据库相连并和数据库交互信息；

数据库，用于存储云平台所有需要持久化的数据，并与web服务器、应用服务器、app服务器相连；

应用服务器，用于网络信息的接收、解析、转发操作，并将来自网关上报的数据持久化存入数据库，同时判断是否超过设置门限值，如果超过门限值，则产生报警事件，通过web服务器将警报事件通知给用户终端；

app服务器，用于与移动终端相连，响应移动终端的请求，同时与数据库相连并和数据库交互信息。

本发明还提供一种方便部署的智能母线槽监测系统的施工方法，包括以下步骤：

第一步、安装智能母线槽，按照施工图纸，把智能母线槽通过接插件连接起来；

第二步、安装监测节点，在智能母线槽接插件的位置安装监测节点；

第三步、打开移动终端，通过gprs获取云平台上面的智能母线槽施工图纸；

第四步、根据施工现场监测节点的位置，在移动终端获取的施工图纸中找出对应的监测节点，并选择该监测节点，等待获取该监测节点的编号；

第五步、rfid读卡器通过rfid信号读取监测节点的编号；

第六步、rfid读卡器把编号传送到移动终端中；

第七步、移动终端把接收到的编号和位置进行关联；

第八步、移动终端把关联关系传送到云平台。

进一步地，所述第六步具体为：

rfid读卡器通过蓝牙把编号传送到移动终端中。

进一步地，所述第八步具体为：

移动终端通过gprs信号把关联关系传送到云平台。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明中的监测节点内置rfid标签，可记录监测节点的编号，利用rfid读卡器可获取监测节点的编号，使用方便，记录准确，施工效率高，施工难度小。

2、本发明中的rfid读卡器内置蓝牙通信模块，结合移动终端和云平台，自动关联监测节点的编号和位置，避免记录出错。

3、本发明中的rfid读卡器天线高度可调节，适应不同的应用场景。

附图说明

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。

图1是本发明方便部署的智能母线槽监测系统的原理图。

图2是本发明方便部署的智能母线槽监测系统中监测节点的原理图。

图3是本发明方便部署的智能母线槽监测系统中数据采集模块的电路图。

图4是本发明方便部署的智能母线槽监测系统中第一中央处理模块的电路图。

图5是本发明方便部署的智能母线槽监测系统中通信模块的电路图。

图6是本发明方便部署的智能母线槽监测系统中rfid标签的电路图。

图7是本发明方便部署的智能母线槽监测系统中rfid读卡器的原理图。

图8是本发明方便部署的智能母线槽监测系统中功能主机的原理图。

图9是本发明方便部署的智能母线槽监测系统中rfid读标签模块的电路图。

图10是本发明方便部署的智能母线槽监测系统中第二中央处理模块的电路图。

图11是本发明方便部署的智能母线槽监测系统中第一蓝牙通信模块的电路图。

图12是本发明方便部署的智能母线槽监测系统中移动终端的原理图。

图13是本发明方便部署的智能母线槽监测系统中云平台的原理图。

图14是本发明方便部署的智能母线槽监测系统的施工方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1所示，本发明提供一种方便部署的智能母线槽监测系统，包括：

监测节点101，用于采集智能母线槽的安装环境和运行状态数据。

网关105，用于接收监测节点101采集到的数据并将数据发送至云平台104上。

rfid读卡器102，通过rfid信号读取监测节点101的编号。

移动终端103，用于从云平台104上获取施工图纸以及从rfid读卡器102获取监测节点101的编号，并将所选择的施工图纸上的位置与所获取的监测节点101的编号进行关联，再将关联关系发送至云平台104上。

云平台104，用于管理项目，管理项目施工图纸，收集收集监测节点和位置的关联关系，收集监测节点采集的数据，把数据持久化，给用户提供服务。云平台104可以采用自行开发的平台服务，也可以采用外面购买的平台。

其中，监测节点101通过网关105与云平台104连接，云平台104与移动终端103连接，移动终端103通过rfid读卡器102与监测节点101连接。

参阅图2所示，所述的监测节点101包括：

定时器模块201，用于定时产生事件消息，发送给第一中央处理模块205，定时器模块201基于第一中央处理模块205内部的硬件定时器。

通信模块202，用于接收第一中央处理模块205发送过来的消息并将其(通过zigbee网络)发送到网关105；同时用于接收网关105发过来的指令消息并将其发送给第一中央处理模块205进行处理。

rfid标签203，用于记录监测节点101的编号并响应rfid读卡器102的读取指令，每个rfid标签203内存储有该监测节点101唯一的编号。

rfid标签203由一个rfid标签芯片和一个高性能的pcb天线连接组成，rfid标签芯片通过焊接的方式固定在监测节点的pcb上面，通信性能良好。

数据采集模块204，用于智能母线槽安装环境和运行状态的数据采集，把采集到的数据发送给第一中央处理模块205。

第一中央处理模块205，用于接收定时器模块201触发的事件消息，接收从通信模块202发送过来的数据并处理，接收从数据采集模块204发送过来的采集数据并通过通信模块202发送消息到网关105，第一中央处理模块205中存储有该监测节点101的编号，且第一中央处理模块205中的编号与rfid标签203中的编号一致。

本实施例中数据采集模块204采用如图3所示的电路图，其也可以采用其他结构而并不影响本发明的实施。

本实施例中第一中央处理模块205采用如图4所示的电路图，其也可以采用其他结构而并不影响本发明的实施。

本实施例中通信模块202采用如图5所示的电路图，其也可以采用其他结构而并不影响本发明的实施。

本实施例中rfid标签203采用如图6所示的电路图，其也可以采用其他结构而并不影响本发明的实施。

其中，所述的定时器模块201、通信模块202和数据采集模块204均与第一中央处理模块205连接。

参阅图7所示，本发明中的rfid读卡器102包括天线301、伸缩杆装置302、功能主机303和支架304。

在使用rfid读卡器102的时候，天线301需要和监测节点101靠近。由于监测节点101安装在母线槽上面，往往离地面比较远，为了方便使用，在rfid读卡器102的设计中加入一个伸缩杆装置302，用来调节天线301的高度，使用的时候可以调节伸缩杆，让天线靠近监测节点，而功能主机303和支架304在地面，方便施工人员操作。

所述天线301用于rfid信号的接收和发射，该天线301通过伸缩杆装置302与功能主机303连接；所述功能主机303用于功能操作，包括通过rfid信号获取监测节点101的编号并通过蓝牙通信把编号传送给移动终端103；所述支架304用于放置移动终端103。

伸缩杆装置可以采用现有技术结构，伸缩杆装置302也可以包含上下两个嵌套在一起的金属管，两个金属管嵌套的地方有一个固定卡扣，用来固定两个金属管的相对位置，天线通过螺钉固定在上金属管的顶部，连接天线的射频线缆经过上金属管和下金属管，在下金属管的底部连接到功能主机的射频接头上，下金属管的底部插入功能主机外壳后部上预留的固定孔中，再通过螺钉进行固定，功能主机外壳前部预留了四个固定孔，通过螺钉把支架安装在功能主机外壳的前部，支架是专门为移动终端设计，可以放置移动终端。

参阅图8所示，所述功能主机303包括：

rfid读标签模块401，用于发送读取rfid标签203指令的信号，接收rfid标签203的响应信号，把响应信号解析出来并将结果传送给第二中央处理模块402。

第二中央处理模块402，用于触发rfid指令，接收rfid读标签模块401读到的rfid标签，并通过蓝牙通信模块403传送给移动终端103。

第一蓝牙通信模块403，用于连接rfid读卡器102和移动终端103，并建立rfid读卡器102和移动终端103之间的通信。

本实施例中rfid读标签模块401采用如图9所示的电路图，其也可以采用其他结构而并不影响本发明的实施。

本实施例中第二中央处理模块402采用如图10所示的电路图，其也可以采用其他结构而并不影响本发明的实施。

本实施例中第一蓝牙通信模块403采用如图11所示的电路图，其也可以采用其他结构而并不影响本发明的实施。

参阅图12所示，所述移动终端103包括：

第二蓝牙通信模块501，用于连接移动终端103和rfid读卡器102，并负责移动终端103和rfid读卡器102之间的通信。第二蓝牙通信模块501是移动终端中自带的蓝牙模组，例如手机中的蓝牙模块。

功能模块502，用于处理移动终端103所有功能业务，包括获取云平台104的施工图纸，并关联编号和位置，传送关联关系到云平台104。

gprs通信模块503，用于连接移动终端103和云平台104，负责移动终端103和云平台104之间的通信。gprs通信模块503是移动终端中自带的通信模块，例如手机中的gprs通信模块。

界面504，用于人机交互，接收触摸屏输入指令并输出结果到触摸屏上面。

所述第二蓝牙通信模块501、gprs通信模块503和界面504均与功能模块502连接。

参阅图13所示，所述云平台104包括：

用户终端601，用于与web服务器602相连，负责接收用户输入并向web服务器602发出请求，再显示web服务器602的响应数据。

web服务器602，用于与用户终端601连接，响应用户终端601的请求，同时与数据库603相连并和数据库603交互信息。

数据库603，用于存储云平台104所有需要持久化的数据，并与602web服务器、应用服务器604、app服务器605相连。

应用服务器604，用于网络信息的接收、解析、转发操作，并将来自网关105上报的数据持久化存入数据库603，同时判断是否超过设置门限值，如果超过门限值，则产生报警事件，通过web服务器602将警报事件通知给用户终端601。

app服务器605，用于与移动终端103相连，响应移动终端103的请求，同时与数据库603相连并和数据库603交互信息。

参阅图14所示，下面详细介绍本发明的方便部署的智能母线槽监测系统的施工方法，包括以下步骤：

第一步、安装智能母线槽，按照施工图纸，把智能母线槽通过接插件连接起来。

第二步、安装监测节点，在智能母线槽接插件的位置安装监测节点。监测节点外壳的四个角有四个固定孔，底下有带弹簧的顶针，在安装监测节点的时候，把顶针顶在母线槽的母排上面，在四个固定孔的地方用螺钉把监测节点固定在母线槽上面即可。

第三步、打开移动终端，通过gprs获取云平台上面的智能母线槽施工图纸。

第四步、根据施工现场监测节点的位置，在移动终端获取的施工图纸中找出对应的监测节点，并选择该监测节点，等待获取该监测节点的编号。

第五步、rfid读卡器通过rfid信号读取监测节点的编号。

第六步、rfid读卡器通过蓝牙把编号传送到移动终端中。

第七步、移动终端把接收到的编号和位置进行关联。

第八步、移动终端通过gprs信号把关联关系传送到云平台，即可。

通过本发明的监测系统的实施，本发明具有以下几点：

1、本发明中的监测节点内置rfid标签，可记录监测节点的编号，利用rfid读卡器可获取监测节点的编号，使用方便，记录准确，施工效率高，施工难度小。

2、本发明中的rfid读卡器内置蓝牙通信模块，结合移动终端和云平台，自动关联监测节点的编号和位置，避免记录出错。

3、本发明中的rfid读卡器天线高度可调节，适应不同的应用场景。

4、本发明简化了智能母线槽监测系统监测节点编号和位置的记录流程。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。