一种智能配电站房环境监控系统的制作方法

本发明涉及环境监控，具体为一种智能配电站房环境监控系统。

背景技术：

1、随着城区建设的快速发展，供电公司下辖的配电站房数量也越来越多，且呈现出数量众多、站点分散、环境复杂、安全性差等特点，而且部分配电站房内部和周围环境恶劣，巡检人员在巡检过程中有触电、sf6气体中毒等风险，这不免导致人力运维和巡检成本高、难度大、周期长、效率低，难以及时掌握配电站房环境状况。

2、现有技术方案1采用环境监控传感器+环境调节辅助设备+wifi模块的方式搭建站端智能监测系统，在配电站房设置环境监控主机构成配电站房辅助监控平台；环境监控主机与站端智能监测系统的各子系统之间，通过wifi无线方式连接4g路由器，进行数据通信，构成数据交互传输系统，(专利公开号：cn114899939a)。

3、现有技术方案2采用一种基于5g云控平台的智能配电站监控系统，包括配电柜、5g通讯模块、云平台、终端设备以及智能巡检机器人，所述配电柜包括配电设备和数据采集装置，所述数据采集装置一端与所述配电设备连接，所述数据采集装置另一端通过所述5g通讯模块与所述云平台通信连接，所述智能巡检机器人通过所述5g通讯模块与所述云平台通信连接，所述云平台与所述终端设备通信连接；(专利公开号：cn214314723u)。

4、现有技术3设计了一种电力可视化监控系统，包括多个配电站监控单元、交换机、视频发送模块和中心监控系统，配电站监控单元包括监测主机、第一报警模块、球形摄像头、高清网络摄像机和感应模块，球形摄像头的输出端、高清网络摄像机的输出端、感应模块的输出端分别与监测主机的输入端相连，监测主机的输出端与第一报警模块的输入端相连；每个配电站监控单元的监测主机的输出端分别与交换机的输入端相连，交换机的输出端与视频数据发送模块的输入端相连；中心监控系统包括依次相连的视频数据接收模块、数据处理模块、服务器、数据库、图形服务器、dvi矩阵、大屏控制器和大屏；(专利公开号：cn112003371a)。

5、配电站向来重视变压器主设备和能源的监控，而轻视配电站环境监控，环境监控手段缺失，无法实时监控配电站内环境状况；目前配电站房监控系统功能单一，本地监控效果差，缺乏异常进入报警，实时报警功能不完善，安全风险较大；底层传感器和通讯设备通讯接口不一致、通讯协议不统一，数据形式不尽相同。

6、现有技术方案虽在配电站房监控系统中采用较新的技术，但适用率不高；从成本上看，复杂的系统构成和设备组成，如环境监控传感器+环境调节辅助设备+wifi模块、5g通讯模块+智能巡检机器人等设备，无不表明系统成本之高昂，不适用于数量众多的配电站房，这不免让供电公司“望而却步”；从安全上看，虽有本地视频监控显示，但异常人员进入检测、异常报警等功能不完善，系统安全性较低；从功能上看，现有技术过于依赖云监控平台和无线技术，对于断网情况或“小远散偏”配电站房来说本地监控效果不佳，系统兼容性、容错性较低。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能配电站房环境监控系统，具备监控能力强和安全性高等优点，解决了现有的环境监控成本机结构复杂、安全系数低和系统兼容性、容错性较低的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述监控能力强和安全性高目的，本发明提供如下技术方案：一种智能配电站房环境监控系统，包括以下：硬件和网络结构和系统软件架构，所述硬件和网络结构包括数据采集层、通讯传输层和综合应用层；所述系统软件架构主要分为通讯模块、数据存储模块和监控功能模块；

5、所述数据采集层通过配电站房内的传感器、控制设备和网络摄像头，实现站内环境状况和设备运行状态的数据采集、视频监控以及对站内环境参数的控制；通讯传输层通过远程io模块和串口服务器，建立数据采集层和综合应用层之间的通讯，将传感器的采集数据上传至监控主机并下发控制指令给控制设备，实现通讯信号的上传下达；综合应用层通过监控主机内的监控软件，实现系统登录、实时监控、事件日志、历史数据、参数配置和视频监控等功能，快速高效响应用户需求；

6、所述通讯模块向下通过modbus tcp通讯协议与设备群建立设备采集数据和控制命令的上传下达，向上完成与数据存储模块的数据交互；数据存储模块则作为监控主机后端数据库，进行相关数据的存储；监控功能模块用以展示智能配电站房环境监控系统主要实现的功能，直接面向用户。

7、优选的，所述监控功能模块包括以下内容：

8、1)系统登录，如需进行切换用户或注销用户等操作，可通过该功能输入用户身份信息进入系统；

9、2)实时监控：通过查询数据和下发控制指令与数据存储模块进行交互；

10、3)查询内容：通过查询数据存储模块，显示报警记录、设备动作记录和用户手动控制设备记录：所有记录按时间排序，最新的在最前面，并可按其类型、日期进行查询、另存、翻页查看；

11、4)历史数据，通过查询数据存储模块，显示连续监测和开关量探测的历史数据表格；

12、5)实现的功能主要是监测数据超限报警或启动控制设备的阈值设置，并将其存入数据存储模块，供系统其他功能使用；

13、6)视频监控，视频监控界面主要是通过tcp/ip协议访问硬盘录像机，实现视频监控设备信息、视频回放、视频下载和人脸抓拍等。

14、优选的，所述实时监控包括①连续监测：包括温湿度监测、sf6&o2监测、臭氧监测、水位监测的连续监测实时值：②探测指示：包括红外探测器、烟感探测器、水浸开关等开关信号指示：③设备控制：包括门禁、led灯、除湿机、水泵、风机、空调等设备的手动开/关控制和状态指示：④通讯状态指示：①～③中所有设备的通讯状态指示：⑤报警功能的布防/撤防：具有超限报警要求的所有传感器的报警布防/撤防，包括红外探测、气体监测、水位监测等；⑥空调控制：可设置空调的温度、风速、模式等：⑦设备联动控制：通过本界面后端逻辑实现联动控制策略，主要有：空调联动：温度超限联动空调启动制冷，除湿机联动：湿度超限联动除湿机启动水泵联动：水位超限联动水泵启动；led电子图板联动：开门联动图板启动；关门联动图板延时关闭；风机联动：烟感超限联动风机禁止；sf6&o2和臭氧超限联动风机启动；温度超限联动风机启动；优先级为烟感>sf6&o2和臭氧>温度；红外探测器联动：红外探测器报警联动人脸抓拍；声光报警器联动：烟感、水位、sf6&o2和臭氧超限联动声光报警器启动；红外探测器报警联动声光报警器启动。

15、优选的，所述历史数据包括：①温湿度、sf6&o2、臭氧、水位的连续监测值的历史数据表；②红外探测器、烟感探测器、水浸开关探测指示值的历史数据表；该功能支持按数据类型、日期查询和保存历史数据，可设置查询数据的时间间隔；

16、优选的，所述监控主机向下采用两种通讯协议：一是监控主机通过以太网交换机与远程io模块、串口服务器连接，通讯协议遵循modbus tcp协议；其中，传感器以rs485总线形式与串口服务器连接，通讯协议遵循modbus rtu协议；远程io模块di端采集控制设备开关信号、do端下发开关信号给控制设备，通讯协议同样遵循modbus rtu协议；二是网络摄像头与硬盘录像机通过以太网交换机连接，遵循tcp/ip网络协议，将实时视频监控数据上传至监控主机，并存储于硬盘录像机，通过hdmi或vga线连接监控显示屏，即可实现本地查看视频监控。

17、优选的，所述监控主机向上给供电公司或企业其他管理平台提供两种数据接口服务：一是遵循iec61850传输协议，给供电公司scada系统提供iec61850数据服务，存储的数据文件也是iec61850的scl文件；二是采用标准websocket传输方式和mysql数据库文件，可提供任何其它tcp/ip通用客户端访问。

18、(三)有益效果

19、与现有技术相比，本发明提供了一种智能配电站房环境监控系统，具备以下有益效果：

20、该一种智能配电站房环境监控系统，通过实现了智能配电站房的环境实时监控和联动控制，进一步提高了系统的自动化运行效率，节约了人力巡检成本，有助于运维人员实时监控配电站房环境和设备状况；并完善了智能配电站房环境监控系统的实时监控、视频监控、实时报警、红外探测、人脸抓拍等功能，系统监控能力更强、安全性更高；采用了市面通用流行的传感器和控制设备，串口服务器和远程i/o模块采用有线连接方式将不同种类的传感器和控制设备的通讯集中，避免使用昂贵的设备及无线技术，且系统结构和通讯架构简单，配电站房传感器和控制设备的可选择性更高，大大降低了系统成本。

21、统一了配电站房传感器和控制设备的通讯接口和通讯协议，提供了两种数据通讯接口，采用广泛应用的modbus通讯协议，系统的兼容性更高、扩展性更好。

22、满足了配电站房视频监控的本地可视化，可脱离于云平台，独立成配电站房本地监控系统，系统的稳健性、容错性更高。