本實用新型涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，是一種配電站在線設(shè)備監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)：

隨著電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，電力公司供電規(guī)?？焖贁U張，集控站所轄子站迅速增加，管理輻度和難度加大。目前配電站的巡視手段仍然依靠人工巡視及筆錄，而許多子站距離集控主站比較遠，當出現(xiàn)事故或遇到大風、大雪、沙塵、雷雨等惡劣天氣的情況下，巡視人員不能及時到位巡視，造成集控站的值班員不能準確了解現(xiàn)場設(shè)備狀況，不能及時發(fā)現(xiàn)隱患，勢必會危急電網(wǎng)的安全運行。在電網(wǎng)配電站通信設(shè)備、電力二次設(shè)備及動力設(shè)備等系統(tǒng)中，蓄電池組是重要的儲能設(shè)備，它可保證通信設(shè)備及動力設(shè)備的不間斷供電。如果不能妥善地管理使用蓄電池組，例如過充電、過放電及電池老化等現(xiàn)象都會導(dǎo)致電池損壞或電池容量急劇下降（即使只有一節(jié)電池性能惡化，也會嚴重影響整組電池的性能），從而影響設(shè)備的正常供電。近年來UPS蓄電池故障已經(jīng)引發(fā)了多起電網(wǎng)公司通信中斷重大事故，損失巨大。據(jù)統(tǒng)計分析，約60%的電源設(shè)備事故由蓄電池故障引起。因此需要一種配電站在線設(shè)備監(jiān)控裝置，實現(xiàn)對蓄電池組及設(shè)備運行狀況的有效監(jiān)控。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種配電站在線設(shè)備監(jiān)控裝置，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不能對配電站蓄電池組及用電設(shè)備狀態(tài)進行實時監(jiān)控的問題。

本實用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種配電站在線設(shè)備監(jiān)控裝置，包括數(shù)據(jù)采集單元、采集端傳輸單元、采集端主控單元、RFID發(fā)射單元、通信單元、客戶端單元、RFID接收單元、處理端傳輸單元、處理端主控單元和報警單元，所述數(shù)據(jù)采集單元與采集端傳輸單元雙向通信連接，采集端傳輸模塊與采集端主控單元雙向通信連接，采集端主控單元與通信單元通信連接，通信單元與客戶端單元通信連接，采集端主控單元與RFID發(fā)射單元電連接，RFID發(fā)射單元與RFID接收單元電連接，RFID接收單元與處理端傳輸單元雙向通信連接，處理端傳輸單元與處理端主控單元雙向通信連接，處理端主控單元與報警單元電連接。

下面是對上述實用新型技術(shù)方案的進一步優(yōu)化或/和改進：

上述數(shù)據(jù)采集單元包括蓄電池電壓采集模塊、蓄電池電流采集模塊、蓄電池溫度采集模塊、蓄電池內(nèi)阻采集模塊和機房設(shè)備用電信息采集模塊，所述蓄電池電壓采集模塊、蓄電池電流采集模塊、蓄電池溫度采集模塊、蓄電池內(nèi)阻采集模塊和機房設(shè)備用電信息采集模塊分別與采集端傳輸單元雙向通信連接。

上述報警單元包括五路聲光報警器和控制器，處理端主控單元與控制器電連接，控制器分別與五路聲光報警器電連接。

上述采集端傳輸單元是CAN模塊，處理端傳輸單元是CAN模塊。

上述RFID發(fā)射單元包括第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊，第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊的輸入端與采集端主控單元電連接，第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊的輸出端與RFID接收單元電連接。

上述RFID接收單元包括RFID解碼器和RFID解碼控制器，第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊分別與RFID解碼控制器電連接，RFID解碼控制器和RFID解碼器電連接，RFID解碼器和RFID解碼控制器分別與處理端傳輸單元通信連接。

本實用新型通過數(shù)據(jù)采集單元對蓄電池溫度、電壓、電流、內(nèi)阻及配電站用電設(shè)備用電信息數(shù)據(jù)進行采集，采集端主控單元對數(shù)據(jù)進行分析并判斷是否存在異常數(shù)據(jù)，若不存在則發(fā)送給客戶端模塊進行存儲與展示，若存在則驅(qū)動RFID接收單元向RFID接收單元與異常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的自身MAC地址編碼，RFID接收單元對接收到的MAC地址編碼進行解碼，并將解碼后的編碼發(fā)送給處理端主控單元，處理端主控單元接收到編碼后根據(jù)編碼發(fā)送指令給報警單元，由報警單元進行報警。因此，本實用新型有效、安全、快速的實現(xiàn)了對配電站蓄電池組及用電設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測，并對采集到的數(shù)據(jù)進行綜合分析處理，及時判斷故障并進行告警，進一步實現(xiàn)了配電站機房、端局的無人值守，提高了用電設(shè)備的維護和管理質(zhì)量，降低了用電設(shè)備的維護成本，提高了整體的工作效率。同時本實用新型監(jiān)測過程無須將充電機與蓄電池組斷開，不影響直流系統(tǒng)正常運行，避免了充電機紋波及外界環(huán)境干擾，實現(xiàn)了本實用新型對蓄電池在線監(jiān)測數(shù)據(jù)測量準確、穩(wěn)定性。

附圖說明

附圖1為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為本實用新型的工作流程圖。

附圖3為本實用新型的客戶端單元內(nèi)的工作流程圖。

具體實施方式

本實用新型不受下述實施例的限制，可根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案與實際情況來確定具體的實施方式。

下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述：

如附圖1所示，該配電站在線設(shè)備監(jiān)控裝置，包括數(shù)據(jù)采集單元、采集端傳輸單元、采集端主控單元、RFID發(fā)射單元、通信單元、客戶端單元、RFID接收單元、處理端傳輸單元、處理端主控單元和報警單元，所述數(shù)據(jù)采集單元與采集端傳輸單元雙向通信連接，采集端傳輸模塊與采集端主控單元雙向通信連接，采集端主控單元與通信單元通信連接，通信單元與客戶端單元通信連接，采集端主控單元與RFID發(fā)射單元電連接，RFID發(fā)射單元與RFID接收單元電連接，RFID接收單元與處理端傳輸單元雙向通信連接，處理端傳輸單元與處理端主控單元雙向通信連接，處理端主控單元與報警單元電連接。

這里，數(shù)據(jù)采集單元用于采集各種數(shù)據(jù)；采集端傳輸單元用來傳輸指令和數(shù)據(jù)；采集端主控單元為現(xiàn)有公知技術(shù)，是ARM11處理器，用來發(fā)送采集數(shù)據(jù)指令、接收采集后的數(shù)據(jù)及分析判斷是否存在異常數(shù)據(jù)；RFID發(fā)射單元在采集端主控單元判斷出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時向RFID接收單元發(fā)送與異常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的MAC地址編碼；通信單元是RS-485通信接口，用于傳輸數(shù)據(jù)；客戶端單元由上位機組成，對采集端數(shù)據(jù)進行處理、展示、存儲；RFID接收單元用來對RFID發(fā)射單元發(fā)送的MAC地址編碼進行解碼，并將解碼后的編碼發(fā)送給處理端主控單元；處理端傳輸單元用來傳輸數(shù)據(jù)與指令；處理端主控單元為現(xiàn)有公知技術(shù)，是ARM11處理器，用來發(fā)送RFID接收單元工作指令，接收RFID接收單元解碼后的編碼并根據(jù)編碼發(fā)送報警指令給報警單元進行報警；報警單元用來進行聲光報警，并把將報警信息發(fā)送給客戶端單元進行存儲。

上述采用采集端主控單元和處理端主控單元兩個主控單元，避免了單個主控單元進行大量的數(shù)據(jù)收發(fā)和指令下發(fā)工作，降低了主控單元的負荷，提高了本實用新型的整體處理速度。

本實用新型工作時，數(shù)據(jù)采集單元對蓄電池溫度、電壓、電流、內(nèi)阻及配電站用電設(shè)備用電信息數(shù)據(jù)進行采集，并將采集后的數(shù)據(jù)傳輸至采集端主控單元，采集端主控單元對數(shù)據(jù)進行分析，判斷是否存在異常數(shù)據(jù)，若不存在則發(fā)送給客戶端模塊進行存儲與展示，若存在則驅(qū)動RFID接收單元向RFID接收單元與異常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的MAC地址編碼，RFID接收單元對接收到的MAC地址編碼進行解碼，并將解碼后的編碼發(fā)送給處理端主控單元，處理端主控單元接到收編碼后根據(jù)編碼發(fā)送指令給報警單元，由報警單元進行報警。因此，本實用新型有效、安全、快速的實現(xiàn)了對配電站蓄電池組及用電設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測，并對采集到的數(shù)據(jù)進行綜合分析處理，及時判斷故障并進行告警，進一步實現(xiàn)了配電站機房、端局的無人值守，提高了用電設(shè)備的維護和管理質(zhì)量，降低了用電設(shè)備的維護成本，提高了整體的工作效率。同時本實用新型監(jiān)測過程無須將充電機與蓄電池組斷開，不影響直流系統(tǒng)正常運行，避免了充電機紋波及外界環(huán)境干擾，實現(xiàn)了本實用新型對蓄電池在線監(jiān)測數(shù)據(jù)測量準確、穩(wěn)定性。

可根據(jù)實際需要，對上述配電站在線設(shè)備監(jiān)控裝置作進一步優(yōu)化或/和改進：

如附圖1所示，數(shù)據(jù)采集單元包括蓄電池電壓采集模塊、蓄電池電流采集模塊、蓄電池溫度采集模塊、蓄電池內(nèi)阻采集模塊和機房設(shè)備用電信息采集模塊，所述蓄電池電壓采集模塊、蓄電池電流采集模塊、蓄電池溫度采集模塊、蓄電池內(nèi)阻采集模塊和機房設(shè)備用電信息采集模塊分別與采集端傳輸單元雙向通信連接。

這里，蓄電池電流采集模塊由電流采集電流與控制器構(gòu)成，采集蓄電池電流數(shù)據(jù)；蓄電池電壓監(jiān)測模塊由直流信號電壓采集電路與及控制器構(gòu)成，直流信號電壓采集電路采用16位并行A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)，無開關(guān)或繼電器的切換，能高速捕捉采集蓄電池電壓數(shù)據(jù)；蓄電池溫度采集模塊由溫度傳感器與控制器構(gòu)成，采集蓄電池實時溫度數(shù)據(jù)；蓄電池內(nèi)阻采集模塊由內(nèi)阻采集電路與控制器構(gòu)成，采集蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)；機房設(shè)備用電信息采集模塊由交流信號電壓采集電路及控制器構(gòu)成構(gòu)成，采集機房用電設(shè)備用電信息數(shù)據(jù)。上述各模塊的控制器分別由不同的C51單片機構(gòu)成，實現(xiàn)對傳感器、采集電路的數(shù)據(jù)于指令的收發(fā)，同時，完成與采集端主控單元的數(shù)據(jù)通信。

上述各個采集模塊的前后級采用了光電隔離，避免了前端對后端電路的干擾，確保了數(shù)據(jù)的準確性，避免了本實用新型發(fā)生誤報警。

如附圖1所示，報警單元包括五路聲光報警器和控制器，處理端主控單元與控制器電連接，控制器分別與五路聲光報警器電連接。

這里，五路聲光報警器分別與蓄電池實時溫度數(shù)據(jù)、蓄電池電壓數(shù)據(jù)、蓄電池電流數(shù)據(jù)、蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)和機房用電設(shè)備用電數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，當上述五種數(shù)據(jù)中有數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，處理端主控單元會發(fā)送報警指令給異常數(shù)據(jù)所對應(yīng)的一路聲光報警器，進行報警，使工作人員及時獲知數(shù)據(jù)異常類型，為檢修提供依據(jù)與基礎(chǔ)。

如附圖1所示，采集端傳輸單元是CAN模塊，處理端傳輸單元是CAN模塊。

這里CAN模塊為現(xiàn)有公知技術(shù)，采集端CAN模塊和處理端CAN模塊形成了數(shù)據(jù)采集單元和采集端主控單元、RFID接收單元和處理端主控單元之間的信息傳輸通道，完成數(shù)據(jù)采集單元和采集端主控單元之間數(shù)據(jù)的傳輸及RFID接收單元和處理端主控單元之間的編碼的傳輸，CAN模塊為高速數(shù)據(jù)傳輸總線，降低了數(shù)據(jù)采集單元和采集端主控單元、RFID接收單元和處理端主控單元的信息傳輸時間，對采集到的數(shù)據(jù)及時分析處理，對異常數(shù)據(jù)及時進行報警，從而提高了用電設(shè)備的維護和管理質(zhì)量，提高了整體的工作效率。

如附圖1所示，RFID發(fā)射單元包括第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊，第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊的輸入端與采集端主控單元電連接，第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊的輸出端與RFID接收單元電連接。

這里，第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊分別由不同MAC地址的RFID發(fā)射控制器及RFID發(fā)射電路構(gòu)成，RFID發(fā)射控制器及RFID發(fā)射電路電連接，第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊的RFID發(fā)射控制器與采集端主控單元電連接，第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊的RFID發(fā)射電路與RFID接收單元電連接；這里，第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊分別與采集到的蓄電池實時溫度數(shù)據(jù)、蓄電池電壓數(shù)據(jù)、蓄電池電流數(shù)據(jù)、蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)和機房用電設(shè)備用電數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，當采集端主控單元判斷蓄電池實時溫度數(shù)據(jù)、蓄電池電壓數(shù)據(jù)、蓄電池電流數(shù)據(jù)、蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)和機房用電設(shè)備用電數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，異常數(shù)據(jù)所對應(yīng)的RFID發(fā)射模塊就會向RFID接收單元發(fā)送自身的MAC地址編碼。因此，本發(fā)明利用各個RFID發(fā)射模塊不同的MAC地址的特性，形成了不同的數(shù)據(jù)傳輸通道，簡化了配電站物理通信線路。

如附圖1所示，RFID接收單元包括RFID解碼器和RFID解碼控制器，第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊分別與RFID解碼控制器電連接，RFID解碼控制器和RFID解碼器電連接，RFID解碼器和RFID解碼控制器分別與處理端傳輸單元通信連接。

這里，處理端主控單元通過處理端傳輸模塊向RFID解碼控制器發(fā)送工作指令，RFID解碼控制器收到指令后建立工作鏈路，接收RFID發(fā)射單元發(fā)送的MAC地址，控制RFID解碼器對MAC地址編碼進行解碼，然后將解碼后的編碼發(fā)送給處理端主控單元。

如圖1、2、3所示，上述實用新型的使用方法包括以下步驟：

第一步，啟動裝置進行初始化，采集端主控單元進行初始化，若成功，進入第二步，若失敗，則采集端主控單元重新進行初始化；

第二步，裝置啟用采集端傳輸單元，采集端主控單元通過采集端傳輸單元向數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送采集數(shù)據(jù)指令，數(shù)據(jù)采集單元接收采集數(shù)據(jù)指令，若接收指令成功，進入第三步，若接收指失敗，則數(shù)據(jù)采集單元重新接收指令；

第三步，數(shù)據(jù)采集單元將采集數(shù)據(jù)指令下發(fā)至數(shù)據(jù)采集單元中的蓄電池電壓采集模塊、蓄電池電流采集模塊、蓄電池溫度采集模塊、蓄電池內(nèi)阻采集模塊和機房設(shè)備用電信息采集模塊,蓄電池電壓采集模塊、蓄電池電流采集模塊、蓄電池溫度采集模塊、蓄電池內(nèi)阻采集模塊和機房設(shè)備用電信息采集模塊接收到指令后進行數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過采集端傳輸單元發(fā)送至采集端主控單元，進入第四步；

第四步，采集端主控單元對接收到的數(shù)據(jù)進行分析，判斷數(shù)據(jù)是否正常，若不正常，進入第五步，若正常，把數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端單元，進入第十步；

第五步，采集端主控單元向RFID發(fā)射單元發(fā)送指令，RFID發(fā)射單元接收指令，驅(qū)動RFID發(fā)射單元開始工作，第一RFID發(fā)射模塊、第二RFID發(fā)射模塊、第三RFID發(fā)射模塊、第四RFID發(fā)射模塊和第五RFID發(fā)射模塊中與異常數(shù)據(jù)對應(yīng)的RFID發(fā)射模塊將自身唯一的MAC地址編碼發(fā)送至處理端RFID接收單元，進入第七步；

第六步，處理端主控單元通過處理端傳輸單元向RFID接收單元發(fā)送RFID接收單元工作指令，進入第七步；

第七步，RFID接收單元根據(jù)指令開始工作接收MAC地址編碼，對MAC地址編碼進行解碼，若解碼成功，進入第八步，若解碼不成功，RFID接收單元重新對MAC地址編碼進行解碼；

第八步，RFID接收單元通過處理端傳輸單元向處理端主控單元發(fā)送解碼后的編碼，處理端主控單元根據(jù)編碼向報警單元發(fā)送指令，進入第九步；

第九步，報警單元接收指令，根據(jù)指令對應(yīng)的聲光報警器進行報警，同時報警單元把數(shù)據(jù)發(fā)送至客戶端單元，進入第十步；

第十步，客戶端單元對接收到的數(shù)據(jù)進行解碼、處理和分析，生成圖形與報表，并進行展示。

如圖3所示，第十步中，客戶端單元對接收到的數(shù)據(jù)進行解碼、處理和分析，生成圖形與報表，并進行展示的過程如下：

（1）采集端主控單元將采集到的正常數(shù)據(jù)通過通信單元發(fā)送給客戶端單元中的解碼模塊，解碼模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換為二進制信號后逐一進行緩存，待緩存接收完整數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)送入邏輯處理模塊，之后進入下一步；

（2）由邏輯處理模塊判別數(shù)據(jù)類型后送入實時數(shù)據(jù)處理模塊，實時處理模塊將不同數(shù)據(jù)類加標志位進行標記，以蓄電池溫度、蓄電池組電壓、蓄電池單體電壓、蓄電池電流、用電設(shè)備和蓄電池內(nèi)阻為類型進行重新編碼打包，完成后將新的數(shù)據(jù)包送入蓄電池溫度邏輯分析模塊、蓄電池組電壓數(shù)據(jù)邏輯分析模塊、蓄電池單體電壓數(shù)據(jù)邏輯分析模塊、蓄電池電流數(shù)據(jù)邏輯分析模塊、配電站設(shè)備用電數(shù)據(jù)邏輯分析模塊和蓄電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)邏輯分析模塊，之后進入下一步；

（3）由各個數(shù)據(jù)邏輯分析模塊對送入的數(shù)據(jù)包進行解碼和驗證，之后將解碼和驗證后的數(shù)據(jù)推送至實時數(shù)據(jù)緩存，之后進入下一步；

（4）數(shù)據(jù)圖形生成模塊與數(shù)據(jù)報表生成模塊抽取實時數(shù)據(jù)緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)后，分別對數(shù)據(jù)進行圖形和報表的二次數(shù)據(jù)加工，完成后將數(shù)據(jù)推送至可視化數(shù)據(jù)緩存，完成對二次加工數(shù)據(jù)的接收，接收后，可視化數(shù)據(jù)緩存將全部數(shù)據(jù)推送至圖表數(shù)據(jù)庫進行存儲，之后進入下一步；

（5）可視化邏輯處理模塊和可視化數(shù)據(jù)分析模塊分別對圖表數(shù)據(jù)庫中的圖表數(shù)據(jù)進行可視化圖表的生成，并逐一向可視化圖表緩存進行推送，之后進入下一步；

（6）圖表展示模塊抽取可視化圖表緩存中的圖表數(shù)據(jù)進行圖形和報表的展示，同時歷史數(shù)據(jù)處理模塊對圖表數(shù)據(jù)庫中的圖表數(shù)據(jù)進行抽取，對抽取的數(shù)據(jù)進行重新打包，送入歷史數(shù)據(jù)邏輯處理模塊中，完成對打包數(shù)據(jù)的分類，之后把數(shù)據(jù)送入歷史數(shù)據(jù)緩存，待完成數(shù)據(jù)全部緩存后將全部數(shù)據(jù)推送至歷史數(shù)據(jù)庫中進行存儲。

以上技術(shù)特征構(gòu)成了本實用新型的實施例，其具有較強的適應(yīng)性和實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。