一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的系统及方法与流程

1.本发明涉及用电信息采集技术领域，具体是一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的系统及方法。


背景技术：

2.国家电网公司营销部对于打击窃电及违约用电专项行动一直在进行中，落实公司降损增效工作要求，围绕精益管理主线，持续强化降损反窃治理，提升效率效益和风险防控能力，进一步加大“反窃查违”工作力度，依法维护正常供用电秩序，保障公司合法经营权益，确保公司经营成果的工作仍是重中之重。窃电给供电企业、国家造成巨大的经济损失，依法严厉打击窃电行为，创建良好的供用电环境，保护国有资产安全，是电网企业服务经济，社会可持续发展的社会责任。
3.安全生产是我国的一项基本国策，是保证经济建设持续、稳定、协调发展和社会安定的基本条件，也是社会文明进步的重要标志。电力的安全不仅是电力工业发展的前提和基础，也是电力企业发挥社会效益和提高企业经济效益的保证，“安全第一，预防为主”的方针是电力生产建设的永恒主题。影响安全的环境因素包括：火灾、水患、暴力破坏等等，对于环境安全的监控，可以对国网安全生产的运行起到稳定的监控作用。
4.因此，提供一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的系统及方法成为不可或缺的解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的系统及方法，它基于现有的低压配电台区用电信息采集系统，在已安装在变压器侧的智能配变终端的基础上，在低压电缆分支箱、计量表箱等关键节点位置补装物联通讯单元，通过监测配网线路运行侧的电场磁场波动，modbus协议传感器的数据波动实现窃电的抓取，同时实现烟感、水浸的保护功能，可以有效防止火灾、水患对公众安全造成的影响。针对常用的电场、磁场等窃电场景，增加相应的全方位数字算法，可以将实际生活中的窃电类型引起的信号波动通过modbus协议转换成国网通信规约中的识别报文类型，识别出窃电的发生，为防止误报引起的不必要人力、物力的损失，增加了蓝牙簇的功能，双重功能验证，数据更加准确，弥补了hplc载波的信号波动问题，将窃电识别功能和环境监控作用增加了确认的功能验证。
6.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
7.一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的系统，包括智能配变终端模块、modbus协议模块、蓝牙族模块，所述智能配变终端模块为台区窃电防护及安全隐患防护实现的标准配置，所述modbus协议模块用于将窃电发生及火灾、水患等环境问题引起的信号波动转换成国网通信规约中的识别报文类型，所述modbus协议模块包括modbus协议传感器单元、modbus协议数据分析单元、modbus协议数据边缘计算单元、modbus协议数据转化单元，所述蓝牙族模块用于异常事件的确认。
8.所述modbus协议模块安装在低压电缆分支箱、计量表箱等关键节点位置处。
9.所述modbus协议传感器单元用于环境信号数据的采集，所述modbus协议数据分析单元用于采集数据的分析，所述modbus协议数据边缘计算单元用于分析数据的计算，所述modbus协议数据转化单元用于计算数据的协议转化。
10.所述蓝牙族模块在协议上传异常事件时启动功能确认。
11.一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的方法，包括以下步骤：
12.步骤(1.1)：在变压器侧已安装有智能配变终端的基础上，对低压电缆分支箱、计量表箱等关键节点位置补装modbus协议模块、蓝牙族模块；
13.步骤(1.2)：modbus协议传感器单元对环境信号进行数据采集，并将采集到的环境信号数据发送至modbus协议数据分析单元；
14.步骤(1.3)：modbus协议数据分析单元对接收到的环境信号数据进行数据分析，挑选出对设备计算有力的数据信号后发送至modbus协议数据边缘计算单元；
15.步骤(1.4)：modbus协议数据边缘计算单元将接受到的数据进行精密边缘计算后发送至modbus协议数据转化单元；
16.步骤(1.5)：modbus协议数据转化单元将接受的数据转换成国网通信规约中的识别报文类型，并发送至智能配变终端模块；
17.步骤(1.6)：智能配变终端模块识别窃电发生及火灾、水灾等环境问题后发送确认指令至蓝牙族模块；
18.步骤(1.7)：蓝牙族模块完成确认指令工作后反馈给智能配变终端模块，智能配变终端模块执行相应的窃电及安全操作。
19.所述步骤(1.5)中modbus协议数据转化单元将接收的数据转换成国网645协议。
20.所述步骤(1.7)中蓝牙簇模块平时工作时候保持静默状态，在接受到来自智能配变终端模块发送的确认指令后启动蓝牙族模块的确认功能，蓝牙族模块的传输距离保持在300米以内。
21.对比现有技术，本发明的有益效果在于：
22.1、实现台区内窃电的事件抓取，能够及时解决台区内的窃电问题，特有的确认功能，能够保证数据上报的准确性和实效性。
23.2、可以杜绝窃电中的电场、磁场问题干扰现象，及时有效地上报事件，可以实时观察烟雾、水浸、温湿度等环境的变化，及时反馈事件等。
24.3、可以不用更换大小，随时随地更换常用断路器的安装位置，独特的设计更具有美观视觉效果。
25.4、可以实现现场的随时巡查，只需要启动功能，就可以现场实时实地的进行问题的解决和确认，简单有效，更加实用，只需人员佩戴一台配对过的环境唤醒设备，即可巡查台区的任何异常事件。
附图说明
26.附图1是本发明系统模块架构示意图。
27.附图2是本发明modbus协议模块架构示意图。
28.附图3是本发明modbus协议模块外壳结构示意图。
29.附图4是本发明系统流程示意图。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
31.本发明所述是一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的系统，如附图1所示，包括智能配变终端模块、modbus协议模块、蓝牙族模块，所述智能配变终端模块为台区窃电防护及安全隐患防护实现的标准配置，智能配变终端模块会根据国网的协议针对采集的数据进行明确的分析，智能配变终端模块是本应用的大脑分析部分，所述modbus协议模块用于将窃电发生及火灾、水患等环境问题引起的信号波动转换成国网通信规约中的识别报文类型，如附图2所示，所述modbus协议模块包括modbus协议传感器单元、modbus协议数据分析单元、modbus协议数据边缘计算单元、modbus协议数据转化单元，所述蓝牙族模块用于异常事件的确认，窃电发生及火灾、水患等环境问题引起的信号波动最终通过modbus协议模块中的modbus协议数据转化单元转换成国网的645协议后发送至智能配变终端模块，智能配变终端模块识别窃电发生及火灾、水灾等环境问题后发送确认指令至蓝牙族模块，蓝牙族模块完成确认指令工作后反馈给智能配变终端模块，智能配变终端模块执行相应的窃电及安全操作，如果确认是，立即执行，否则会再次进行查询。
32.进一步的，所述modbus协议模块安装在低压电缆分支箱、计量表箱等关键节点位置处，如附图3所示，所述modbus协议模块的相关外壳结构设计符合国网系列断路器1p尺寸(尺寸类似国网标准中的1p断路器尺寸)，经过反复论证的轨道航位，可以直接安装在断路器的航位上，可以不用更换大小，随时随地更换常用断路器的安装位置，安装起来可靠牢固，独特的设计更具有美观视觉效果，摄像功能独特的开孔设计，更加增加了舒适的ai视觉元素，前置摄像头，侧置存储卡，总体设计安装简单、美观大方、质朴实用。
33.进一步的，如附图2所示，所述modbus协议传感器单元用于对环境信号数据的采集，所述modbus协议数据分析单元用于采集数据的分析，所述modbus协议数据边缘计算单元用于分析数据的计算，所述modbus协议数据转化单元用于计算数据的协议转化，强有力的数据分析和精密的边缘计算，共同实现了对窃电发生及火灾、水患等环境问题的数据分析，软件和硬件的结合联调，可以进行数据的准确捕捉，外界环境的温湿度、烟感、水浸、电场、磁场、控制及窃电发生等引起的信号波动会被modbus协议模块进行精密的汇总，分析计算后，剔除雷击浪涌方面来的干扰，剔除电网的信号波动，剔除环境变量引起的各种通讯信号干扰，信号采集精确，传输稳定。
34.进一步的，所述蓝牙族模块在协议上传异常事件时启动功能确认，蓝牙簇模块平时工作时候保持静默状态，在接受到来自智能配变终端模块发送的确认指令后启动蓝牙族模块的确认功能，蓝牙族模块的传输距离保持在300米以内。
35.可以实现现场的随时巡查，只需要启动功能，就可以现场实时实地的进行问题的解决和确认，简单有效，更加实用，只需人员佩戴一台配对过的环境唤醒设备，即可巡查台区的任何异常事件。
36.一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的方法，如附图4所示，包括以下步
骤：
37.步骤(1.1)：在已安装在变压器侧的智能配变终端基础上，低压电缆分支箱、计量表箱等关键节点位置补装modbus协议模块、蓝牙族模块；
38.步骤(1.2)：modbus协议传感器单元对环境信号进行采集，并将采集到的环境信号数据发送至modbus协议数据分析单元；
39.步骤(1.3)：modbus协议数据分析单元对接收到的环境信号数据进行数据分析，挑选出对设备计算有力的数据信号后发送至modbus协议数据边缘计算单元；
40.步骤(1.4)：modbus协议数据边缘计算单元将接受到的数据进行精密边缘计算后发送至modbus协议数据转化单元；
41.步骤(1.5)：modbus协议数据转化单元将接受的数据转换成国网通信规约中的识别报文类型，并发送至智能配变终端模块；
42.步骤(1.6)：智能配变终端模块识别窃电发生及火灾、水灾等环境问题后发送确认指令至蓝牙族模块；
43.步骤(1.7)：蓝牙族模块完成确认指令工作后反馈给智能配变终端模块，智能配变终端模块执行相应的窃电及安全操作。
44.所述步骤(1.5)中modbus协议数据转化单元将接收的数据转换成国网645协议。
45.所述步骤(1.7)中蓝牙簇模块平时工作时候保持静默状态，在接受到来自智能配变终端模块发送的确认指令后启动蓝牙族模块的确认功能，蓝牙族模块的传输距离保持在300米以内。

技术特征：
1.一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的系统，其特征在于，包括智能配变终端模块、modbus协议模块、蓝牙族模块，所述智能配变终端模块为台区窃电防护及安全隐患防护实现的标准配置，所述modbus协议模块用于将窃电发生及火灾、水患等环境问题引起的信号波动转换成国网通信规约中的识别报文类型，所述modbus协议模块包括modbus协议传感器单元、modbus协议数据分析单元、modbus协议数据边缘计算单元、modbus协议数据转化单元，所述蓝牙族模块用于异常事件的确认。2.根据权利要求1所述的一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的系统，其特征在于，所述modbus协议模块安装在低压电缆分支箱、计量表箱等关键节点位置处。3.根据权利要求1所述的一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的系统，其特征在于，所述modbus协议传感器单元用于环境信号数据的采集，所述modbus协议数据分析单元用于采集数据的分析，所述modbus协议数据边缘计算单元用于分析数据的计算，所述modbus协议数据转化单元用于计算数据的协议转化。4.根据权利要求1所述的一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的系统，其特征在于，所述蓝牙族模块在协议上传异常事件时启动功能确认。5.根据权利要求1
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4任一项一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1.1)：在变压器侧已安装有智能配变终端的基础上，对低压电缆分支箱、计量表箱等关键节点位置补装modbus协议模块、蓝牙族模块；步骤(1.2)：modbus协议传感器单元对环境信号进行数据采集，并将采集到的环境信号数据发送至modbus协议数据分析单元；步骤(1.3)：modbus协议数据分析单元对接收到的环境信号数据进行数据分析，挑选出对设备计算有力的数据信号后发送至modbus协议数据边缘计算单元；步骤(1.4)：modbus协议数据边缘计算单元将接受到的数据进行精密边缘计算后发送至modbus协议数据转化单元；步骤(1.5)：modbus协议数据转化单元将接受的数据转换成国网通信规约中的识别报文类型，并发送至智能配变终端模块；步骤(1.6)：智能配变终端模块识别窃电发生及火灾、水灾等环境问题后发送确认指令至蓝牙族模块；步骤(1.7)：蓝牙族模块完成确认指令工作后反馈给智能配变终端模块，智能配变终端模块执行相应的窃电及安全操作。6.根据权利要求5所述的一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的方法，其特征在于，所述步骤(1.5)中modbus协议数据转化单元将接收的数据转换成国网645协议。7.根据权利要求5所述的一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的方法，其特征在于，所述步骤(1.7)中蓝牙簇模块平时工作时候保持静默状态，在接受到来自智能配变终端模块发送的确认指令后启动蓝牙族模块的确认功能，蓝牙族模块的传输距离保持在300米以内。
技术总结
本发明公开了一种modbus协议实现台区窃电识别环境监控的系统及方法，主要涉及用电信息采集技术领域。包括智能配变终端模块、modbus协议模块、蓝牙族模块，智能配变终端模块为台区窃电防护及安全隐患防护实现的标准配置，modbus协议模块用于将窃电发生及火灾、水患等环境问题引起的信号波动转换成国网通信规约中的识别报文类型，modbus协议模块包括modbus协议传感器单元、modbus协议数据分析单元、modbus协议数据边缘计算单元、modbus协议数据转化单元，蓝牙族模块用于异常事件的确认。本发明的有益效果在于：高效、便捷、准确、时效地识别窃电行为和监控环境信息。效地识别窃电行为和监控环境信息。效地识别窃电行为和监控环境信息。


技术研发人员：李丰生 任光海 牛节省 李涛 王茂岩 辛会玲 张林刚 公彪
受保护的技术使用者：山东德源电力科技股份有限公司
技术研发日：2021.04.06
技术公布日：2021/6/29