智慧用電安全管理系統(tǒng) 用智慧鑄就用電安全管理云平臺

摘 要： 介紹了力安科技基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧用電安全管理系統(tǒng),。該系統(tǒng)采集用電設(shè)備運行過程中的各種參數(shù)進(jìn)行分析處理，并及時將各種信息通過無線或短信發(fā)送到用電安全管理云平臺,。這將極大地提高用電的安全系數(shù),，對于人們的生活、生產(chǎn)都有很大的現(xiàn)實意義,。

0 引言

隨著中國城市化進(jìn)程的加速,，城市人口日益增多，越來越多的高層建筑聳立在城市中,，各種用電設(shè)備自然*,。但電氣安全事故也頻頻發(fā)生，據(jù)不*統(tǒng)計,，全國平均每年因電氣安全隱患誘發(fā)的火災(zāi)事故占總體事故的30%左右,，這樣的事故提醒著大家電氣安全不容忽視。過去,，用電的安全保障主要靠維保單位的定期維修保養(yǎng)和電工定期檢驗,。在用電設(shè)備數(shù)量龐大、維護(hù)管理人員緊缺的狀況下,，如何及時發(fā)現(xiàn)用電安全隱患故障并采取有效的措施加以處理,，成為生產(chǎn)單位和監(jiān)管部門必須共同應(yīng)對的難題。

為此力安科技設(shè)計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧用電安全管理系統(tǒng),，采用無線傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)等技術(shù)相結(jié)合，對影響電氣安全的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行采集,、處理和監(jiān)控,，實現(xiàn)用電設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和故障報警,。

1 系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

本系統(tǒng)基于LFT201-D組合式監(jiān)控探測器、LFT201-D/T測溫式監(jiān)控探測器,、LBH201限流式電氣防火保護(hù)器及LRT401無線測溫探測器,、語音及報警模塊、無線通信模塊等智能終端,，根據(jù)用戶單位及應(yīng)用場所的不同,，組成不同的配置方案，系統(tǒng)總體工作圖如圖1所示,。

本智慧用電安全管理系統(tǒng)設(shè)計了三種方案模型,。通過把智慧用電安全智能終端固定在被監(jiān)控用電設(shè)備上，當(dāng)用電設(shè)備工作時,，智能終端進(jìn)行信號采集,，并傳入智慧用電安全管理系統(tǒng)進(jìn)行處理，得出此時用電設(shè)備運行狀態(tài),。每一配電箱均設(shè)有電流,、溫度傳感器模塊，用以檢測設(shè)備當(dāng)前運行狀態(tài),。當(dāng)設(shè)備參數(shù)到達(dá)某預(yù)警值時,，該層的智能傳感器處于應(yīng)急感應(yīng)狀態(tài)，傳感器即把當(dāng)前設(shè)備信息傳送給云平臺,，經(jīng)過云平臺處理動態(tài)顯示當(dāng)前設(shè)備預(yù)警狀態(tài),。用戶通過pc客戶端或手機(jī)app，如果設(shè)備處于預(yù)jing狀態(tài),，智慧用電安全管理系統(tǒng)將會保持實時預(yù)警,?？蛻艨梢酝ㄟ^app/pc客戶端選擇,，可以控制查看前往目標(biāo)隱患設(shè)備，并通過語音報警模塊播報到達(dá)監(jiān)控中心和提醒值班人員注意事項,。當(dāng)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)與正常運行參數(shù)不符時,，系統(tǒng)將發(fā)出報警信號，呼叫檢修人員以便迅速做出反應(yīng),，并播放預(yù)置語音,。最后，通過無線通信模塊,，把設(shè)備此時運行狀態(tài)發(fā)送到PC端的云端服務(wù)器上,，并實時發(fā)送短信給相關(guān)負(fù)責(zé)人員，從而實現(xiàn)實時監(jiān)控用電設(shè)備運行狀態(tài),，為用電設(shè)備的保養(yǎng),、檢驗和監(jiān)管提供數(shù)據(jù)支撐,，同時為迅速可靠地實施隱患故障清除提供保障。

2 硬件部分設(shè)計

2.1 智慧用電安全傳感器檢測模塊

智慧用電安全控探測器屬*綜合式監(jiān)控裝置,，可實現(xiàn)三相電流,、三相電壓、1路漏電電流及4路溫度的綜合采集及預(yù)處理,。本系列探測器可通過有線方式與監(jiān)控主機(jī)的通訊及信息交互,，也可經(jīng)云網(wǎng)關(guān)或DTU經(jīng)移動互聯(lián)網(wǎng)直接實現(xiàn)與安易云的信息交互。

主要適用于樓層配電箱或配電室低壓柜線路電流,、電壓,、電能及漏電電流、線纜接頭溫度的監(jiān)測,。

主要參數(shù)：

● 工作電源： :AC220V ±20% 50Hz（引自不間斷電源）,；

● 漏電報警閾值20—1000mA連續(xù)可調(diào)，監(jiān)測精度0.5級,；

● 溫度報警閾值55-125℃連續(xù)可調(diào),，監(jiān)測精度0.5級；

● 電氣量監(jiān)測精度：電壓,、電流0.2級,，功率0.5級，電度1級

● 額定輸入：電流CT輸出0.333V,，頻率50Hz

● 1路RS485通信接口

● 自身功耗小于0.3W;

● 標(biāo)準(zhǔn)式導(dǎo)軌式安裝,；

● 使用環(huán)境：溫度-20℃-+70℃ 相對濕度≤95%，不結(jié)露

● 外接漏電電流互感器及電流互感器：*開口式,，屬配套產(chǎn)品,。

2.2 電氣溫度探測器模塊

ADF302系列低壓電氣溫度探測器*采用嵌入式軟硬設(shè)計，實現(xiàn)96路溫度信號的采集與處理,。外接溫度傳感器ADT301采用智能數(shù)字傳感器,。

適用于低壓柜線路接點溫度及柜體溫度的監(jiān)測。

主要參數(shù)

● 工作電源： DC24V ±20%（極性自適應(yīng)）,；

● 溫度報警閾值55-125?C連續(xù)可調(diào),，監(jiān)測精度0.5級 ;

● 可外接96路溫度傳感器實現(xiàn)溫度探測；

● RS485通信接口,，有效通信距離最大1200m;

● 自身功耗小于0.3W;

● 抗干擾能力：符合GB/T17626 Ⅳ級的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

● 使用環(huán)境：溫度：-20℃～+60℃,；

● 安裝方式：導(dǎo)軌式安裝；

● 外觀尺寸：90*80*62mm;

2.3 無線通信模塊

智能終端傳感器模塊將收集到的設(shè)備運行時各種實時信息通過串口傳輸給云平臺機(jī),，云平臺對信息進(jìn)行匯總,。然后通過相應(yīng)的算法將匯總好的信息進(jìn)行清洗、分析、統(tǒng)計處理,，可以得到設(shè)備的各種電氣安全參數(shù),，實時顯示在pc客戶端和app上?？梢詫崟r把運行狀態(tài)及時發(fā)送給相關(guān)負(fù)責(zé)人,，極大提高了工作效率。

2.4 語音及報警模塊

智慧用電安全管理系統(tǒng)收到匯總信息后,，在收到終端設(shè)備傳來的觸發(fā)信號后,，對應(yīng)語音將會被播放。在用電設(shè)備出現(xiàn)故障前,，用戶可以及時的被告知,，從而及時消除用電安全隱患。語音及報警模塊原理圖如圖,。

3 軟件部分設(shè)計

該系統(tǒng)要求設(shè)計完善的軟件程序,，完成包含各種電氣安全異常檢測、預(yù)警響應(yīng),、顯示,、數(shù)據(jù)處理和中斷處理等在內(nèi)的功能，整個軟件流程圖如圖5所示,。

具體功能設(shè)計思路如下：

1,、實時監(jiān)控：客戶可通過手機(jī)APP和PC客戶端實時監(jiān)控電氣設(shè)備安全狀態(tài)參數(shù)，實現(xiàn)電氣設(shè)備的透明化監(jiān)測管理,，隨時隨地掌控電氣設(shè)備的健康狀況及能效情況,；

2、故障報警：當(dāng)系統(tǒng)診斷出電氣安全異常時,，精確定位,，及時以界面消息、短信,、郵件,、電話等方式通知用戶；

3,、大數(shù)據(jù)分析：基于大數(shù)據(jù)的分析處理,，多維度預(yù)測電氣安全狀態(tài)趨勢,，為用戶進(jìn)行電氣安全評估,、隱患分析、系統(tǒng)優(yōu)化,、能效管理及整體用能情況提供數(shù)據(jù)支撐,；

4、服務(wù)托管：基于本系統(tǒng)支持第三方代維服務(wù)托管,。

軟件設(shè)計中,，對用電設(shè)備運行中的各種狀態(tài)進(jìn)行異常檢測,，如電流情況、溫度,、故障電弧檢測等,，如果存在異常情況，立即進(jìn)行報警,，并實時顯示在后臺服務(wù)器界面上,，同時發(fā)送短信給相關(guān)人員，提醒工作人員進(jìn)行維修,。

4 后臺監(jiān)控服務(wù)器實現(xiàn)

該系統(tǒng)的后臺服務(wù)器設(shè)計使用JAVA語言,，基于TCP/IP協(xié)議，提供面向連接的服務(wù),，實現(xiàn)可靠的通信,。在網(wǎng)絡(luò)通信的雙方，均有各自的套接字,，并且該套接字與特定的IP地址和端口號相關(guān)聯(lián),。通常，套接字主要有兩種類型,，分別是流式套接字（SOCK_STREAM）和數(shù)據(jù)報套接字（SOCK_DGRAM）,。其中，流式套接字專門用于使用TCP協(xié)議通信的應(yīng)用程序,，而數(shù)據(jù)報套接字則是專門用于使用UDP協(xié)議通信的應(yīng)用程序,。使用流式套接字時，需要配置兩端的端口號和IP地址使其*,，這樣智能終端就可以和PC端實現(xiàn)點對點通信,，實時地把設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示在后臺服務(wù)器上。后臺監(jiān)控服務(wù)器如圖所示,。

5 結(jié)束語

本文設(shè)計了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧用電安全管理系統(tǒng),，采用安易云作為整個系統(tǒng)的核心，通過串口收到用電設(shè)備運行的各種實時參數(shù),，并將運行狀態(tài)信息發(fā)送給后臺服務(wù)器及相關(guān)人員,，以便及時做出反應(yīng)。

河南力安測控科技有限公司（GDLION）是國內(nèi)主要的智慧用電安全管理系統(tǒng)及智慧消防系統(tǒng)供應(yīng)商之一,，提供一站式智慧用電,、智慧消防解決方案。自2010年成立以來,，力安科技已成為中國消防行業(yè)的主要品牌,，廣受消費者認(rèn)可。