一種基于電力無線專網(wǎng)的變電站設(shè)備在線移動巡檢系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于電力無線專網(wǎng)的變電站設(shè)備在線移動巡檢系統(tǒng)及在線移動巡檢方法。屬于電站設(shè)備巡檢的技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]TD-LTE是中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代移動通信技術(shù)，其性能優(yōu)勢包括通信速率高(上下行峰值速率分別為50Mbps/100Mbps)、覆蓋范圍大、系統(tǒng)部署靈活、可實現(xiàn)業(yè)務(wù)的多樣性、無線傳輸時延降低等。
[0003]中國三大運營商于2014年大規(guī)模啟動部署基于TD-LTE技術(shù)的無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)，國內(nèi)電網(wǎng)公司早在2011年就開展基于TD-LTE技術(shù)的電力無線專網(wǎng)工程建設(shè)。相對于運營商的網(wǎng)絡(luò)部署，電力無線專網(wǎng)的規(guī)劃有其特殊性:利用電網(wǎng)自有物業(yè)(行政樓或者變電站)部署基站，現(xiàn)階段主要用于配電自動化、計量自動化、視頻監(jiān)控等電力生產(chǎn)類終端的無線接入。目前國內(nèi)電網(wǎng)公司采用的主流無線專網(wǎng)的系統(tǒng)有兩種:1785-1805MHz頻段的TD-LTE系統(tǒng)和230MHz頻段的LTE230系統(tǒng)，兩種使用不同的頻段，在物理層技術(shù)實現(xiàn)上也存在差異。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的變電站移動巡檢系統(tǒng)，由主站系統(tǒng)11 (包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器1-1，web應(yīng)用服務(wù)器1-2，交換機1-3等)、PDA15 (包括讀碼器)和帖在變電設(shè)備13上的無源RFID電子標簽14四部分組成，PDA設(shè)備通過無線局域網(wǎng)(比如WiF1、ZigBee等)與變電站臺式電腦12相連接，通過局域網(wǎng)接入主站系統(tǒng)。其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。
[0005]該巡檢系統(tǒng)雖然采用了成熟的計算機技術(shù)、無線通信和條碼識別技術(shù)，與變電站規(guī)范化巡檢相結(jié)合，能夠解決漏巡和巡檢不到位等問題。但存在如下缺點:
[0006](I)巡檢設(shè)備范圍受無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域限制。只有無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域的設(shè)備才能采用該系統(tǒng)，對于大部分室外變電設(shè)備，無線局域網(wǎng)一般無法覆蓋。此外，變電站內(nèi)的室內(nèi)無線覆蓋也是有限的。對于無線局域網(wǎng)無法覆蓋的設(shè)備，只能離線填表單，帶回主站監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)上傳，其效率低下并缺乏機動靈活性。
[0007](2)通信質(zhì)量及安全性差。采用無線局域網(wǎng)技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸，無法保證傳輸質(zhì)量和數(shù)據(jù)的安全性。
[0008](3)巡檢記錄不方便。采用無源的RFID標簽，由于標簽需要從讀寫器的射頻場取電，因此讀寫距離較近。在巡檢過程中需要尋找標簽的具體位置，而常常變電站設(shè)備具有強電，為了保證人員安全，人工巡檢必須保持一定距離，帶來了電子標簽讀取的不便。
[0009]射頻識別即RFID技術(shù)，是一種典型的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學(xué)接觸。常用的有低頻(125k?134.2K)、高頻(13.56Mhz)、超高頻，微波等技術(shù)。目前RFID技術(shù)應(yīng)用很廣，如:圖書館，交通卡，門禁系統(tǒng)，食品安全溯源等。
[0010]RFID電子標簽可以分為有源電子標簽和無源電子標簽。有源電子標簽又稱主動標簽，標簽的工作電源完全由內(nèi)部電池供給，同時標簽電池的能量供應(yīng)也部分地轉(zhuǎn)換為電子標簽與閱讀器通訊所需的射頻能量。無源電子標簽(被動標簽)沒有內(nèi)裝電池，在閱讀器的讀出范圍之外時，電子標簽處于無源狀態(tài)，在閱讀器的讀出范圍之內(nèi)時，電子標簽從閱讀器發(fā)出的射頻能量中提取其工作所需的電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的之一，是為了解決現(xiàn)有變電站移動巡檢系統(tǒng)存在巡檢設(shè)備范圍受無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域限制、通信質(zhì)量及安全性差和巡檢記錄不方便的問題，提供一種基于電力無線專網(wǎng)的變電站設(shè)備在線移動巡檢系統(tǒng)，該在線移動巡檢系統(tǒng)具有使用方便、可實時地獲取巡查數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)傳輸安全可靠等特點。
[0012]本發(fā)明的目的之二，是為了提供一種基于電力無線專網(wǎng)的變電站設(shè)備在線移動巡檢方法。
[0013]本發(fā)明的目的之一可以通過采取如下技術(shù)方案達到:
[0014]基于電力無線專網(wǎng)的變電站設(shè)備在線移動巡檢系統(tǒng)，其特征在于:包括由基于TD-LTE技術(shù)的電力無線專網(wǎng)，及移動終端、若干電子標簽和變電站通信控制室，電力無線專網(wǎng)由無線基站和核心網(wǎng)設(shè)備兩部分組成；一個核心網(wǎng)設(shè)備可以連接多個無線基站，覆蓋大面積區(qū)域；無線基站包括天面天線、基帶處理單元和射頻遠端單元三部分；變電站通信機房控制室安裝有基站基帶處理單元、核心網(wǎng)設(shè)備、主站和系統(tǒng)網(wǎng)管平臺；電子標簽為有源RFID電子標簽，該電子標簽的信號輸出端與移動終端信號接入端相匹配對接，移動終端信號輸出端通過天面天線處無線連接基站射頻遠端單元輸入端，基站射頻遠端單元輸出端連接基站基帶處理單元，基站基帶處理單元輸出端通過核心網(wǎng)設(shè)備接入系統(tǒng)網(wǎng)管平臺和主站操作臺，由網(wǎng)管平臺實時監(jiān)測移動終端的在線狀態(tài)；所述移動終端的信號輸出端通過無線基站空口與變電站通信機房控制室建立數(shù)據(jù)雙向傳送。
[0015]本發(fā)明的目的之一還可以通過采取如下技術(shù)方案達到:
[0016]進一步的，所述主站包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、巡檢信息記錄服務(wù)器等。
[0017]進一步的，天面天線和基站射頻遠端單元安裝在變電站內(nèi)的主站樓天面處，基帶處理單元、核心網(wǎng)設(shè)備、系統(tǒng)網(wǎng)管平臺和主站操作臺安裝在變電站通信機房或者主控室內(nèi)，多個變電站直接通過光纖組網(wǎng)進行連接。
[0018]進一步的，所述電力無線專網(wǎng)的技術(shù)機制有兩種，包括:1785-1805MHz頻段的TD-LTE系統(tǒng)和230MHz頻段的LTE230系統(tǒng)；電力無線專網(wǎng)的覆蓋范圍為I公里以上，對變電站區(qū)域的設(shè)備全部無線信號覆蓋，對于極少數(shù)覆蓋盲區(qū)，通過無線中繼進行補充覆蓋。
[0019]進一步的，有源RFID電子標簽貼在變電設(shè)備上，移動終端具有RFID讀取結(jié)構(gòu)，或者通過RFID讀取模塊連接至移動終端實現(xiàn)RFID讀取功能。
[0020]進一步的，所述的移動終端帶有攝像頭。
[0021]本發(fā)明的目的之二可以通過采取如下技術(shù)方案達到:
[0022]基于電力無線專網(wǎng)的變電站設(shè)備在線移動巡檢方法，其特征在于包括如下步驟:
[0023]I)選取變電站內(nèi)的主站樓建筑或者附近的高地架設(shè)基于TD-LTE技術(shù)的無線基站，構(gòu)成如權(quán)利要求1所述的基于電力無線專網(wǎng)的變電站設(shè)備在線移動巡檢系統(tǒng)；所述
[0024]2)電力無線專網(wǎng)的覆蓋范圍為I公里以上，對變電站區(qū)域的設(shè)備全部無線信號覆蓋，對于極少數(shù)覆蓋盲區(qū)，通過無線中繼進行補充覆蓋；有源RFID電子標簽貼在變電設(shè)備上，移動終端具有RFID讀取和拍照或者視頻功能結(jié)構(gòu)，如果終端不具備該功能，通過RFID讀取模塊連接至該終端實現(xiàn)RFID讀取功能。
[0025]3)巡檢人員手持平板移動終端進行變電站的設(shè)備巡檢，移動終端與基站建立無線連接，當(dāng)巡檢人員靠近設(shè)備時，移動終端自動獲取設(shè)備的主要信息，自動完成設(shè)備報表的填寫，報表自動上傳至主站系統(tǒng)備份；巡檢人員在靠近設(shè)備的位置觀察設(shè)備狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)問題或者故障，可以通過拍照或者攝像的方式，通過電力無線專網(wǎng)實時地把當(dāng)前情況反饋給主站系統(tǒng)，主站系統(tǒng)工作人員根據(jù)當(dāng)前反饋數(shù)據(jù)、圖像、視頻等，通過電力無線專網(wǎng)告知巡檢人員當(dāng)前的處理方式。
[0026]本發(fā)明的目的之二還可以通過采取如下技術(shù)方案達到:
[0027]進一步的，移動終端把數(shù)據(jù)通過電力無線專網(wǎng)空口發(fā)射至天面的天線處，由基站射頻遠端單元處理之后傳輸至基站基帶處理單元，接入系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備上，核心網(wǎng)設(shè)備把數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)網(wǎng)管平臺和主站操作臺；主站操作臺包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、巡檢信息記錄服務(wù)器；網(wǎng)管平臺實時監(jiān)測移動終端的在線狀態(tài)。
[0028]進一步的，所述的移動終端帶有攝像頭；對于多個變電站的在線移動巡檢，直接通過光纖組網(wǎng)進行連接。
[0029]本發(fā)明具有以下突出實質(zhì)性特點和有益效果:
[0030]1、電力無線專網(wǎng)可以覆蓋變電站內(nèi)的所有設(shè)備區(qū)域，保證變電站內(nèi)任何區(qū)域(包括室內(nèi)、室外)的一次二次設(shè)備的移動在線巡檢。巡檢人員能夠?qū)崟r在線反饋巡檢設(shè)備的當(dāng)前情況，包括數(shù)據(jù)及圖像數(shù)據(jù)。并能保證變電站內(nèi)所有設(shè)備移動巡檢的在線問題，巡檢人員在移動巡檢過程中，能實時與主站保持聯(lián)系，實時反饋巡檢情況。
[0031]2、保證移動巡檢數(shù)據(jù)可靠、安全傳輸至主站系統(tǒng)。TD-LTE采用嚴格的安全加密機制、雙向鑒權(quán)機制，可以防止數(shù)據(jù)的竊聽和篡改。電力無線專網(wǎng)采用電力專用頻率，可以保證通信的傳輸質(zhì)量。因此可保證巡檢數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)陌踩院涂煽啃裕鉀Q傳統(tǒng)無線局域網(wǎng)存在數(shù)據(jù)的竊聽、篡改的隱患等技術(shù)問題。
[0032]3、提升變電設(shè)備巡檢的自動化功能，增大RFID標簽的讀取距離，提高巡檢員的人身安全，避免引發(fā)安全事故，特別在巡檢變電站內(nèi)強電設(shè)備時尤為重要。
【附圖說明】
[0033]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的變電站巡檢方案部署示意圖。
[0034]圖2為本發(fā)明的變電站巡檢方案部署示意圖。
[0035]圖3為本發(fā)明的工作控制示意圖。
【具體實施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明
[0037]參照圖2基于電力無線專網(wǎng)的變電站設(shè)備在線移動巡檢系統(tǒng)，包括由基于TD-LTE技術(shù)的電力無線專網(wǎng)，及移動終端120、若干電子標簽137和變電站通信控制室，電力無線專網(wǎng)由無線基站111和核心網(wǎng)設(shè)備134兩部分組成；一個核心網(wǎng)設(shè)備可以連接多個無線基站，覆蓋大面積區(qū)域；無線基站111包括天面天線131、基帶處理單元133和射頻遠端單元131三部分；變電站通信機房控制室安裝有基站基帶處理單元133、核心網(wǎng)設(shè)備134、主站135和系統(tǒng)網(wǎng)管平臺136 ;電子標簽137為有源RFID電子標簽，該電子標簽137的信號輸出端與移動終端120信號接入端相匹配對接，移動終端120信號輸出端通過天面天線131處無線連接基站射頻遠端單元132輸入端，基站射頻遠端單元132輸出端連接基站基帶處理單元133，基站基帶處理單元133輸出端通過核心網(wǎng)設(shè)備134接入系統(tǒng)網(wǎng)管平臺136和主站操作臺135，由網(wǎng)管平臺136實時監(jiān)測移動終端120的在線狀態(tài)；所述移動終端2