本技术涉及环境监测领域,具体为一种集约化智慧变电站环境监测系统。
背景技术:
1、当前,变电站的占地面积一般都很大,不同区域监测的内容不同,因此常规的变电站环境监测,不同的监测内容,都有各自专用的监测装置,每种监测仪都包含各自的传感器和监测主机,各自的主机通过485或网络线将监测结果上传服务器,进行数据展示和判断。这种模式带来的问题是监测主机种类多,成本高,而且每种监测主机有各自的数据传输协议,服务器需要逐一适配,费时费力,带来不必要的工作量。
2、常规的变电站环境监测所述,如cn115754512a所述,主要监测内容是环境温湿度、烟雾等室内环境,而未意识到其他环境因素如风速、光照强度对设备工作状态的影响,比如风速过高,户外的变压器、架空线等存在设备被吹落、断裂等风险,需要及时报警,提醒运维人员关注;比如光照强度过高,户外变压器存在散热困难,需要及时联动,打开散热风扇;如果电缆沟水位过高,需要及时排水等。常规的变电站环境监测内容过于简单,只监测环境温湿度、烟雾的做法,遗漏了很多重要环境参量,满足不了变电站的智慧监测的实际需求。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种集约化智慧变电站环境监测系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题,本实用新型提供如下技术方案:
3、一种集约化智慧变电站环境监测系统,其特征在于:所述环境监测系统包括监测主机模块、微气象监测模块、温湿度监测传感器模块、水浸监测传感器模块、液位监测传感器模块、烟雾监测传感器模块、co2监测传感器模块;
4、所述监测主机模块包括lora无线收发模块、flash存储模块、多接口通讯模块、mcu处理模块和电源模块;
5、所述微气象监测模块包括光照传感器、风向传感器、风速风量传感器、雨雪传感器;
6、所述微气象监测模块的输出端电性连接监测主机模块的输入端,所述温湿度监测传感器模块的输出端电性连接监测主机模块的输入端,所述水浸监测传感器模块的输出端电性连接监测主机模块的输入端,所述液位监测传感器模块的输出端电性连接监测主机模块的输入端,所述烟雾监测传感器模块的输出端电性连接监测主机模块的输入端,所述co2监测传感器模块的输出端电性连接监测主机模块的输入端,所述温湿度监测传感器模块的输出端电性连接微气象监测模块的输入端。
7、所述lora无线收发模块包括u2芯片;所述flash存储模块包括r66电阻、r67电阻、r68电阻、r69电阻、r70电阻、u15芯片;所述多接口通讯模块包括r74电阻、r75电阻、r76电阻、r133电阻、r134电阻、u3芯片、u4芯片、u5芯片、u22芯片、p4端口、p5端口、p6端口、t1变压器、t2变压器、t3变压器、t4变压器、r21电阻、r22电阻、r23电阻、r24电阻、d1二极管、d2二极管;所述mcu处理模块包括u1芯片;所述电源模块包括r80电阻、r83电阻、c89电容、u12芯片、u17芯片、u18芯片、u50芯片、p1端口、p2端口、p3端口、p11端口、f4保险管;
8、所述u2芯片中的1引脚连接到u1芯片中的21引脚,所述u2芯片中的2引脚连接到u1芯片中的20引脚,所述u2芯片中的3引脚连接到u1芯片中的18引脚,所述u2芯片中的4引脚连接到u1芯片中的19引脚,所述u2芯片中的5引脚连接到u1芯片中的17引脚,所述u2芯片中的6引脚连接到电源,所述u2芯片中的7引脚连接到gnd地线,所述u2芯片中的8引脚连接在u2芯片中的gnd引脚与gnd地线之间,所述u2芯片中的15引脚、16引脚、17引脚共同连接到gnd地线。
9、所述u15芯片的2引脚连接到vcc3.3v电源,所述u15芯片的3引脚连接到u1芯片中的3引脚,所述u15芯片的7引脚连接到r68电阻的一端,r68电阻的另一端连接到u1芯片中的2引脚,所述u15芯片的8引脚连接到r69电阻的一端,r69电阻的另一端连接到u1芯片中的1引脚,所述u15芯片的9引脚连接到r70电阻的一端,r70电阻的另一端连接到vcc3.3v电源,所述u15芯片的10引脚与地线gnd连接,所述u15芯片的14引脚连接到vcc3.3v电源,所述u15芯片的15引脚连接到r67电阻的一端,r67电阻的另一端连接到u1芯片中的5引脚,所述u15芯片的16引脚连接到r66电阻的一端,r66电阻的另一端连接到u1芯片中的4引脚。
10、所述u22芯片中的1引脚连接到u1芯片中的6引脚,所述u22芯片中的2引脚连接在u22芯片中的3引脚与r75电阻之间,所述u22芯片中的3引脚连接到r75电阻的一端,r75电阻的另一端连接到电源,所述u22芯片中的4引脚连接到u1芯片中的9引脚,所述u22芯片中的5引脚连接到gnd地线,所述u22芯片中的6引脚连接到p4端口的2引脚,所述u22芯片中的7引脚连接到p4端口的1引脚,所述u22芯片中的8引脚连接在r74电阻与电源之间;r74电阻的一端连接到u22芯片中的4引脚与u1芯片的9引脚之间,另一端连接到电源,r76电阻的一端连接到u22芯片中1引脚与u1芯片的6引脚之间,另一端连接到电源;
11、所述u3芯片中的1引脚连接到u1芯片中的10引脚,所述u3芯片中的2引脚连接到u1芯片中的11引脚,所述u3芯片中的3引脚连接到vcc3.3v电源,所述u3芯片中的4引脚连接到地线,所述u3芯片中的5引脚连接到t3变压器的2引脚,所述u3芯片中的6引脚连接到t3变压器的1引脚,所述u3芯片中的7引脚连接到t1变压器的6引脚,所述u3芯片中的8引脚连接到t1变压器的3引脚;
12、所述u4芯片中的1引脚连接到vcc3.3v电源,所述u4芯片中的2引脚连接到u1芯片中的13引脚,所述u4芯片中的3引脚连接到u1芯片中的12引脚,所述u4芯片中的4引脚连接到地线,所述u4芯片中的5引脚连接到电源,所述u4芯片中的6引脚连接到u5芯片中的2引脚,所述u4芯片中的7引脚连接到u5芯片中的1引脚,所述u4芯片中的8引脚连接到地线;所述u5芯片中的5引脚连接到电源,所述u5芯片中的6引脚连接到p6端口的1引脚,所述u5芯片中的7引脚连接到p6端口的2引脚,所述u5芯片中的8引脚连接到地线;
13、所述p5端口中的t1变压器的1引脚连接到t2变压器的1引脚,所述p5端口中的t1变压器的2引脚连接到r22电阻的一端,r22电阻的另一端连接在r24电阻与电源之间,所述p5端口中的t1变压器的3引脚连接到u3芯片中的8引脚,所述p5端口中的t1变压器的4引脚连接到t2变压器的3引脚,所述p5端口中的t1变压器的5引脚连接在t3变压器的4引脚与电源之间,所述p5端口中的t1变压器的6引脚连接到u3芯片中的7引脚;所述p5端口中的t2变压器的2引脚连接到j6引脚,所述p5端口中的t2变压器的4引脚连接到j3引脚;所述p5端口中的t3变压器的2引脚连接到u3芯片中的5引脚,所述p5端口中的t3变压器的4引脚连接到电源,所述p5端口中的t3变压器的1引脚连接到u3芯片中的6引脚,所述p5端口中的t3变压器的3引脚连接到t4变压器的1引脚,所述p5端口中的t3变压器的5引脚连接到r21电阻的一端,r21电阻的另一端连接在r24电阻与电源之间,所述p5端口中的t3变压器的6引脚连接到t4变压器的3引脚;所述p5端口中的t4变压器的2引脚连接在j2引脚,所述p5端口中的t4变压器的4引脚连接在j1引脚;r23电阻的一端连接到j8引脚,另一端连接到r24电阻与电源之间,r24电阻的一端连接到j5引脚,另一端连接到电源,r133电阻的一端连接到电源,另一端连接到p5端口中的d1二极管的9引脚,d1二极管的10引脚连接到link引脚,r134电阻的一端连接到电源,另一端连接到p5端口中的d2二极管的12引脚,d2二极管的11引脚连接到act引脚;j4引脚连接在j5引脚与r24电阻之间,j7引脚连接在j8引脚与r23电阻之间。
14、所述u1芯片中的1引脚连接到r69电阻的一端,所述u1芯片中的2引脚连接到r68电阻的一端,所述u1芯片中的3引脚连接到u15芯片中的3引脚,所述u1芯片中的4引脚连接到r66电阻的一端,所述u1芯片中的5引脚连接到r67电阻的一端,所述u1芯片中的6引脚连接到u22芯片中的1引脚,所述u1芯片中的7引脚连接到vcc3.3v电源,所述u1芯片中的8引脚连接到gnd地线,所述u1芯片中的9引脚连接到u22芯片中的4引脚,所述u1芯片中的10引脚连接到u3芯片中的1引脚,所述u1芯片中的11引脚连接到u3芯片中的2引脚,所述u1芯片中的12引脚连接到u8芯片中的3引脚,所述u1芯片中的13引脚连接到u4芯片中的2引脚,所述u1芯片中的17引脚连接到u2芯片中的5引脚,所述u1芯片中的18引脚连接到u2芯片中的3引脚,所述u1芯片中的19引脚连接到u2芯片中的4引脚,所述u1芯片中的20引脚连接到u2芯片中的2引脚,所述u1芯片中的21引脚连接到u2芯片中的1引脚。
15、所述p11端口的1引脚连接到f4保险管的1引脚,f4保险管的2引脚连接到u50芯片中的3引脚,所述p11端口的2引脚连接到u50芯片中的2引脚,所述u50芯片中的4引脚连接到u12芯片中的3引脚,所述u50芯片中的5引脚连接到u12芯片中的2引脚,所述u50芯片中的1引脚连接到gnd地线;u12芯片中的1引脚连接在u50芯片中的1引脚与gnd地线之间,u12芯片中的4引脚连接到p1端口中的1引脚,u12芯片中的8引脚连接到gnd地线;
16、所述u18芯片中的1引脚连接到c89电容的一端,c89电容的另一端连接到8引脚,所述u18芯片中的4引脚连接在r80电阻与r83电阻之间,所述u18芯片中的7引脚连接到p1端口的1引脚,所述u18芯片中的6引脚连接在r83电阻的一端,r83电阻的另一端连接到r80电阻一端,r80电阻的另一端连接到电源,u18芯片的9引脚连接在u18芯片的6引脚与r83电阻之间;
17、所述p1端口的1引脚连接到u12芯片中的4引脚与u18芯片中的7引脚,所述p1端口的2引脚连接到gnd地线,所述p2端口的1引脚连接到电源,所述p2端口的2引脚连接到gnd地线,所述p3端口的1引脚连接到电源,所述p3端口的2引脚连接到gnd地线。
18、所述光照传感器包括r3电阻、r4电阻、r5电阻、u7芯片、u10芯片;所述风向传感器包括r6电阻、r7电阻、r8电阻、u9芯片、u11芯片;所述风速风量传感器包括r74电阻、r75电阻、r76电阻、u6芯片、u22芯片;所述雨雪传感器包括u8芯片;
19、所述u10芯片中的1引脚连接到u1芯片中的6引脚,所述u10芯片中的2引脚连接在u10芯片中的3引脚与r4电阻之间,所述u10芯片中的3引脚连接到r4电阻的一端,r4电阻的另一端连接到电源,所述u10芯片中的4引脚连接到u1芯片中的9引脚,所述u10芯片中的8引脚连接在r3电阻与电源之间,所述u10芯片中的7引脚连接到u7芯片中的4引脚,所述u10芯片中的6引脚连接到u7芯片中的3引脚,所述u10芯片中的5引脚连接到u7芯片中的2引脚;所述u7芯片中1引脚连接到电源;r3电阻的一端连接到u10芯片中的di引脚与u1芯片中的9引脚之间,另一端连接到电源,r5电阻的一端连接到u10芯片中1引脚与u1芯片中的6引脚之间,另一端连接到电源;
20、所述u11芯片中的1引脚连接到u1芯片中的1引脚,所述u11芯片中的2引脚连接在u11芯片的3引脚与r7电阻之间,所述u11芯片中的3引脚连接到r7电阻的一端,r7电阻的另一端连接到电源,所述u11芯片中的4引脚连接到u1芯片中的2引脚,所述u11芯片中的8引脚连接在r6电阻与电源之间,所述u11芯片中的7引脚连接到u9模块中的3引脚,所述u11芯片中的6引脚连接u9芯片中的2引脚,所述u11芯片中的5引脚连接到gnd地线;所述u9芯片中的1引脚连接到电源;r6电阻的一端连接到u11芯片中的4引脚与u1芯片中的2引脚之间,另一端连接到电源,r8电阻的一端连接到u11芯片中的1引脚与u1芯片中的1引脚之间,另一端连接到电源;
21、所述u22芯片中的1引脚连接到u1芯片中的3引脚,所述u22芯片中的2引脚连接在3引脚与r75电阻之间,所述u22芯片中的3引脚连接到r75电阻的一端,r75电阻的另一端连接到电源,所述u22芯片中的4引脚连接到u1芯片中的4引脚,所述u22芯片中的5引脚连接在r74电阻与电源之间,所述u22芯片中的7引脚连接到u6芯片中的4引脚,所述u22芯片中的6引脚连接到u6芯片中的3引脚,所述u22芯片中的5引脚连接到u6芯片中的2引脚;所述u6芯片中的1引脚连接到电源;r74电阻的一端连接到u22芯片中的4引脚与u1芯片中的4引脚之间,另一端连接到电源,r76电阻的一端连接到u22芯片中的1引脚与u1芯片中的3引脚之间,另一端连接到电源;
22、所述u8芯片中的1引脚连接到电源,所述u8芯片中的2引脚连接到gnd地线,所述u8芯片中的3引脚连接到u1芯片中的12引脚。
23、所述温湿度监测传感器模块包括r1电阻、r2电阻、u14芯片;所述水浸监测传感器模块包括r1电阻、r2电阻、u20芯片;所述液位监测传感器模块包括u21芯片;所述烟雾监测传感器模块中包括r9电阻、r10电阻、r11电阻、r12电阻、c1电容、c2电容、u16芯片、u19芯片;所述co2监测传感器模块包括u23芯片;
24、所述u14芯片中的1引脚连接到u1芯片中的10引脚,所述u14芯片中的2引脚连接到u1芯片中的11引脚,所述u14芯片中的3引脚连接到vcc3.3v电源,所述u14芯片中的4引脚连接到地线gnd;r1电阻的一端连接在u14芯片中的1引脚与sda引脚之间,另一端连接vcc3.3v电源,r2电阻的一端连接在u14芯片中的2引脚与scl引脚之间,另一端连接vcc3.3v电源;
25、所述u20芯片中的1引脚连接到vcc3.3v电源,所述u20芯片中的2引脚连接到lora无线收发模块中u1芯片的9引脚,所述u20芯片中的3引脚连接到lora无线收发模块中u1芯片的10引脚,所述u20芯片中的4引脚连接到vcc3.3v电源,r1电阻的一端连接在u20芯片中的2引脚与lora无线收发模块中u1芯片的9引脚之间,另一端连接到gnd地线,r2电阻的一端连接到u20芯片中的3引脚与lora无线收发模块中u1芯片的10引脚之间,另一端连接到gnd地线;
26、所述u21芯片中的1引脚连接到电源,所述u21芯片中的2引脚连接到lora无线收发模块中u1芯片的9引脚,所述u21芯片中的3引脚连接lora无线收发模块中u1芯片的10引脚,所述u21芯片中的4引脚连接到gnd地线;
27、所述u16芯片中的3引脚连接在r11电阻与r12电阻之间,所述u16芯片中的6引脚连接在c2电容与r9电阻之间,所述u16芯片中的7引脚连接到r12电阻的一端,r12电阻的另一端连接在c2电容与r9电阻之间,所述u16芯片中的16引脚与u19芯片中的1引脚连接,所述u16芯片中的15引脚与u19芯片中的2引脚连接,所述u16芯片中的14引脚与u19芯片中的3引脚连接,所述u16芯片中的13引脚连接到r11电阻的一端,r11电阻的另一端连接到r10电阻,r10电阻的另一端连接到gnd地线,所述u16芯片中的12引脚连接到c1电容的一端,所述u16芯片中的9引脚连接到c1电容的另一端,所述u16芯片中的10引脚连接到u1芯片中的1引脚;所述u19芯片中的4引脚连接到gnd地线,所述u19芯片中的5引脚连接在r9电阻的一端,r9电阻的另一端连接c2电容的一端,c2电容的另一端连接gnd地线;
28、所述u23芯片中的1引脚连接到gnd地线,所述u23芯片中的2引脚连接到电源,所述u23芯片中的3引脚连接到lora无线收发模块中u1芯片的10引脚,所述u23芯片中的4引脚连接到lora无线收发模块中u1芯片的9引脚。
29、与现有技术相比,本实用新型所达到的有益效果是:
30、本实用新型采用集约化设计,在每种环境监测传感器设计无线传输模块,所有环境传感器通过无线传输模块将监测结果上传到统一的环境监测主机,统一上传,将各式环境监测主机统一成一个,节约了硬件成本。
31、将所有环境参数按统一的传输协议上传,减少了软件开发和联调的工作量。
32、融合针对变电站的实际情况,丰富了环境监测的内容,囊括了变电站室外微气象、电气设备室内温湿度、水浸,烟雾、电缆夹层内的co2浓度、液位监测等,监测内容更全面,更符合现代智慧变电站对环境监测的实际需求。
1.一种集约化智慧变电站环境监测系统,其特征在于:所述环境监测系统包括监测主机模块、微气象监测模块、温湿度监测传感器模块、水浸监测传感器模块、液位监测传感器模块、烟雾监测传感器模块、co2监测传感器模块;
2.根据权利要求1所述的一种集约化智慧变电站环境监测系统,其特征在于:所述lora无线收发模块包括u2芯片;所述flash存储模块包括r66电阻、r67电阻、r68电阻、r69电阻、r70电阻、u15芯片;所述多接口通讯模块包括r74电阻、r75电阻、r76电阻、r133电阻、r134电阻、u3芯片、u4芯片、u5芯片、u22芯片、p4端口、p5端口、p6端口、t1变压器、t2变压器、t3变压器、t4变压器、r21电阻、r22电阻、r23电阻、r24电阻、d1二极管、d2二极管;所述mcu处理模块包括u1芯片;所述电源模块包括r80电阻、r83电阻、c89电容、u12芯片、u17芯片、u18芯片、u50芯片、p1端口、p2端口、p3端口、p11端口、f4保险管;
3.根据权利要求2所述的一种集约化智慧变电站环境监测系统,其特征在于:所述u15芯片的2引脚连接到vcc3.3v电源,所述u15芯片的3引脚连接到u1芯片中的3引脚,所述u15芯片的7引脚连接到r68电阻的一端,r68电阻的另一端连接到u1芯片中的2引脚,所述u15芯片的8引脚连接到r69电阻的一端,r69电阻的另一端连接到u1芯片中的1引脚,所述u15芯片的9引脚连接到r70电阻的一端,r70电阻的另一端连接到vcc3.3v电源,所述u15芯片的10引脚与地线gnd连接,所述u15芯片的14引脚连接到vcc3.3v电源,所述u15芯片的15引脚连接到r67电阻的一端,r67电阻的另一端连接到u1芯片中的5引脚,所述u15芯片的16引脚连接到r66电阻的一端,r66电阻的另一端连接到u1芯片中的4引脚。
4.根据权利要求2所述的一种集约化智慧变电站环境监测系统,其特征在于:所述u22芯片中的1引脚连接到u1芯片中的6引脚,所述u22芯片中的2引脚连接在u22芯片中的3引脚与r75电阻之间,所述u22芯片中的3引脚连接到r75电阻的一端,r75电阻的另一端连接到电源,所述u22芯片中的4引脚连接到u1芯片中的9引脚,所述u22芯片中的5引脚连接到gnd地线,所述u22芯片中的6引脚连接到p4端口的2引脚,所述u22芯片中的7引脚连接到p4端口的1引脚,所述u22芯片中的8引脚连接在r74电阻与电源之间;r74电阻的一端连接到u22芯片中的4引脚与u1芯片的9引脚之间,另一端连接到电源,r76电阻的一端连接到u22芯片中1引脚与u1芯片的6引脚之间,另一端连接到电源;
5.根据权利要求2所述的一种集约化智慧变电站环境监测系统,其特征在于:所述u1芯片中的1引脚连接到r69电阻的一端,所述u1芯片中的2引脚连接到r68电阻的一端,所述u1芯片中的3引脚连接到u15芯片中的3引脚,所述u1芯片中的4引脚连接到r66电阻的一端,所述u1芯片中的5引脚连接到r67电阻的一端,所述u1芯片中的6引脚连接到u22芯片中的1引脚,所述u1芯片中的7引脚连接到vcc3.3v电源,所述u1芯片中的8引脚连接到gnd地线,所述u1芯片中的9引脚连接到u22芯片中的4引脚,所述u1芯片中的10引脚连接到u3芯片中的1引脚,所述u1芯片中的11引脚连接到u3芯片中的2引脚,所述u1芯片中的12引脚连接到u8芯片中的3引脚,所述u1芯片中的13引脚连接到u4芯片中的2引脚,所述u1芯片中的17引脚连接到u2芯片中的5引脚,所述u1芯片中的18引脚连接到u2芯片中的3引脚,所述u1芯片中的19引脚连接到u2芯片中的4引脚,所述u1芯片中的20引脚连接到u2芯片中的2引脚,所述u1芯片中的21引脚连接到u2芯片中的1引脚。
6.根据权利要求2所述的一种集约化智慧变电站环境监测系统,其特征在于:所述p11端口的1引脚连接到f4保险管的1引脚,f4保险管的2引脚连接到u50芯片中的3引脚,所述p11端口的2引脚连接到u50芯片中的2引脚,所述u50芯片中的4引脚连接到u12芯片中的3引脚,所述u50芯片中的5引脚连接到u12芯片中的2引脚,所述u50芯片中的1引脚连接到gnd地线;u12芯片中的1引脚连接在u50芯片中的1引脚与gnd地线之间,u12芯片中的4引脚连接到p1端口中的1引脚,u12芯片中的8引脚连接到gnd地线;
7.根据权利要求1所述的一种集约化智慧变电站环境监测系统,其特征在于:所述光照传感器包括r3电阻、r4电阻、r5电阻、u7芯片、u10芯片;所述风向传感器包括r6电阻、r7电阻、r8电阻、u9芯片、u11芯片;所述风速风量传感器包括r74电阻、r75电阻、r76电阻、u6芯片、u22芯片;所述雨雪传感器包括u8芯片;
8.根据权利要求1所述的一种集约化智慧变电站环境监测系统,其特征在于:所述温湿度监测传感器模块包括r1电阻、r2电阻、u14芯片;所述水浸监测传感器模块包括r1电阻、r2电阻、u20芯片;所述液位监测传感器模块包括u21芯片;所述烟雾监测传感器模块中包括r9电阻、r10电阻、r11电阻、r12电阻、c1电容、c2电容、u16芯片、u19芯片;所述co2监测传感器模块包括u23芯片;
