一种变电站动环监控终端的制作方法

本发明属于电力设施，涉及一种监控终端，特别是一种变电站动环监控终端。

背景技术：

1、变电站动环监控终端是监控动力、环境和安防等设备的重要工具。它具备实时查看、设备管理、报警管理、组态管理、用户管理以及统计分析等功能。

2、动环监控终端设备主要包含前端传感器设备、嵌入式动环监控主机、故障告警装置以及管理软件等部分。通过采用先进的计算机技术、物联网传输技术，以及高精确度的传感技术，这套设备可以对变电站内的ups、市电、配电、蓄电池、温度、湿度、漏水、空调、风机、视频、红外、烟雾、温感、明火、门禁、服务器、交换机、路由器等进行实时监测。

3、动环监控终端可以实时监测现场设备的运行状态以及环境等重要参数，将采集到的信息进行存储、解析，并根据事先设置好的报警参数，判断现场的故障情况。一旦超限，会立即发出报警。此外，它还能通过继电器控制空调、风机等设备，实现自动化的调节管控，无需专员抵达现场即可完成管理，变电站动环监控终端在提高变电站运行安全性、可靠性和效率方面发挥着重要作用。

4、动环监控终端作为变电站智能化管理的重要组成部分，对于保障变电站的安全稳定运行具有重要意义。然而，现有的动环监控终端在数据采集、处理、传输等方面存在诸多不足，无法满足现代变电站对监控系统的要求，且现有技术在发生水浸时间而利用水泵对变电站内的柜体进行排水时，一般都是采用固定在柜体内的水管进行排水，一方面水平的抽水口会高于柜体的内底部，使得水无法完全排出，另一方面柜体的内部由于加工、安装和使用过程中的各种因素，无法保证完全平整，在排水时会留有积水，使得柜体的内部潮气过大。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种变电站动环监控终端，该变电站动环监控终端要解决的技术问题是：如何实现对变电站的监控数据进行快速采集比对，同时保证水浸时可以将柜体内部的水完全排出。

2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

3、一种变电站动环监控终端，包括控制管理pc主板，所述控制管理pc主板中内置有监控模块，所述监控模块包括照明控制器以及监控摄像头，所述照明控制器在检测到变电站被开启时生成照明信号，同时所述监控摄像头依据照明信号判断变电站是否被非法开启；

4、如果变电站被非法开启，则向控制管理pc主板发出第一警报信号；

5、所述控制管理pc主板内置有水量监测模块，所述水量监测模块包括漏水传感器、水浸传感器、水位传感器以及水泵控制箱，所述漏水传感器用于检测变电站是否发生漏水，如果变电站的内部出现漏水的情况，所述漏水传感器会立即向控制管理pc主板发出第二警报信号；

6、所述水浸传感器在探测到周围环境的水位超过特定的阈值时，所述水浸传感器会触发告警，并点亮闪烁灯、同时通过水量监测模块向控制管理pc主板发送无线报警信号；

7、所述水位传感器用于测量变电站内各个柜体的水位高度，将液位高度参量实时地转变为相应电量信号并发送至控制管理pc主板；

8、漏水传感器主要用于检测漏水情况，其工作原理基于液体导电原理，它具有较高的灵敏度和响应速度，能够迅速定位漏水点，一旦探测到漏水，漏水传感器会迅速发出警报；

9、水浸传感器主要用于检测液体积水情况，其工作原理基于液体导电原理，通过电极探测是否有水存在，再将探测结果转换成电信号输出，一旦水浸传感器探测到液体，它就会发出警报，以便人们及时处理；

10、水位传感器则是一种能够测量液体高度的装置，它可以将液位高度参量实时地转变为相应电量信号，

11、漏水传感器、水浸传感器以及水位传感器在功能和应用上有所区别，漏水传感器更侧重于检测漏水情况，而水浸传感器则更关注于监测环境内的水浸状态，检测液体积水情况，而水位传感器则主要用于测量液体的高度，三者在应用领域和工作原理上有所不同，但都是实现液体状态监测的重要工具。

12、所述柜体的内底部开设有安装腔，水泵控制箱固定在安装腔内，所述控制管理pc主板在接收到无线警报信号之后，会启动水泵控制箱内的水泵，从而及时将积水排出变电站；

13、柜体内部安装有器件安装架，柜体的内部滑动连接有吸水座，吸水座位于器件安装架的下侧，吸水座与柜体之间设置有驱动机构，吸水座的内部开设有抽水腔，抽水腔通过送水组件与水泵连通，吸水座的下端横向固定有两排抽水管，抽水管的下端滑动连接有伸缩管，伸缩管的后侧固定有支撑板，支撑板的上侧固定有第一弹簧，第一弹簧的上端与吸水座固定连接，前排的伸缩管下端固定有第一抽水罩，第一抽水罩的下侧开设有若干抽水口，后排的伸缩管下端固定有第二抽水罩，第二抽水罩的下端固定有环形吸水棉；

14、所述控制管理pc主板内置有空气监测模块，所述空气监测模块包括温湿度传感器、微气象传感器、空调传感器、风机传感器以及除湿机传感器，所述温湿度传感器用于检测变电站内的温湿度，所述微气象传感器用于监测变电站内部的环境温度、相对湿度、风速、风向、大气压力、降雨量、光电辐射类的气象参数，所述温湿度传感器以及微气象传感器向空气监测模块发出空气状态信号；

15、所述控制管理pc主板对空气状态信号进行处理之后，可以将处理结果通过空气监测模块反馈至空调传感器、风机传感器以及除湿机传感器，通过空调传感器启动空调，通过风机传感器启动风机，通过除湿传感器启动除湿机，从而控制变电站的空气温湿度；

16、所述控制管理pc主板内置有有害物监测模块，所述有害物监测模块电性连接有六氟化硫氧气传感器。

17、六氟化硫氧气传感器在变电站中起到了关键的作用，六氟化硫以其稳定的化学性能和优异的绝缘灭弧电气性能，被广泛应用于gis（气体绝缘金属封闭开关设备）和高压变电站等电力场所中，当六氟化硫受到电弧作用时，会分解出多种有毒有害物质，这些物质无色无味，不易被人嗅觉察觉，一旦泄漏，会对电力设备和现场人员造成一定的危害，六氟化硫氧气传感器的主要作用就是实时监测六氟化硫和氧气的浓度，其通常采用电化学传感器来检测六氟化硫的浓度，能够在不同气体浓度下产生与浓度成正比的电流信号，一旦六氟化硫或氧气的浓度超过设定的安全阈值，六氟化硫氧气传感器会立即发出警报，告知管理人员及时采取措施。

18、本发明的工作原理是：通过监控模块在变电站被非法开启的时候快速发送第一警报信号，从而便于操作人员进行及时反应，通过水量监测模块检测变电站中是否存在漏水以及浸水的情况，当检测到变电站内部的柜体产生漏水以及水浸情况时，水泵控制箱开启水泵，同时开启驱动机构，驱动机构带动吸水座向前移动，在第一弹簧的作用下，不管柜体的内底部是否平整，都可以使得第一抽水罩和第二抽水罩与柜体的内底部抵触，同时先利用第一抽水罩的抽水口对柜体内部的积水进行大量抽取，再利用第二抽水罩与环形吸水棉的配合，对柜体内底部残留的少量水渍进行擦拭抽取，抽取的水进入到抽水腔内然后通过送水组件送入到水泵，再通过水泵排出，可以最大程度上将柜体内部的积水抽干，使得柜体内部不会残留积水，防止积水增加柜体内部的湿度，通过空气监测模块控制变电站内部的空气温湿度，通过有害物监测模块保障电力设备的安全运行，预防泄漏事故的发生。

19、所述照明控制器电性连接有照明灯，在变电站被开启时，照明灯开启；

20、所述监控摄像头获取到实时信号并传递至监控模块，并将获取的实时信号转换为控制管理pc主板可处理的格式，所述监控模块在视频流中截取图像帧，

21、所述控制管理pc主板将监控拍摄的画面和预设模型图像调整到相同的尺寸，以便特征提取和比较，为减少计算量，将图像转换为灰度图像，然后对图像进行归一化处理，使像素值在特定的范围内（如0到1），消除不同光照条件的影响，并将所述图像帧转换为数字矩阵。

22、采用以上结构，在照明灯开启之后，监控摄像头对目标物进行抓拍，监控模块获取到实时信号，然后通过灰度化、标准化以及归一化对图像进行归一化处理，以消除外界环境对拍摄效果的影响，以便于后续的比较以及识别。

23、所述监控模块包括特征选择模块以及特征编码模块，所述特征选择模块从预处理后的信号中通过卷积神经网络提取关键特征，采用sift计算机视觉算法提取图像的关键特征，所述关键特征包括形状、纹理以及运动模式；

24、所述特征编码模块将提取的关键特征编码成便于比较的数值或向量形式。

25、采用以上结构，可以对抓拍到的图片进行特征提取，传统的特征提取可以使用如sift、surf、hog等计算机视觉算法提取图像的关键点或区域特征，深度的学习特征提取可以使用预训练的卷积神经网络模型（如vgg、resnet等）来提取图像的特征向量，进而能够捕获更高级别的语义信息，从而加快对图像的识别速度。

26、所述监控模块中设置有预设模型，所述预设模型在经过深度学习模型训练后对识别特定的模式以及对象进行精确识别；

27、所述监控模块将提取的关键特征与预设模型进行比对，所述比对过程采用欧氏距离以及余弦相似度来计算特征向量与模型输出之间的相似度以及距离，进而衡量匹配程度；

28、欧氏距离衡量的是两个点在多维空间中的直线距离，余弦相似度衡量的是两个向量之间的夹角余弦值。

29、采用以上结构，预设模型是从监控模块中加载预设的模型，预设模型已经在大量训练数据上进行了训练，将提取的特征与监控模块中预设的模型进行匹配，可以使用相似度度量方法，如欧氏距离以及余弦相似度来衡量匹配程度，从而得到准确的比对数据。

30、在所述监控模块中进行相似度阈值设定，如果计算出的相似度超过阈值，则判断监控摄像头拍摄的图像与预设模型匹配，生成相应的比对结果，从而向控制管理pc主板发出第一警报信号，否则判断为不匹配。

31、采用以上结构，设定一个合适的阈值，当匹配度超过该阈值时，认为监控摄像头拍摄的图像与预设模型相似，从而发出警报。

32、所述监控模块中还设置有结果输出模块，所述结果输出模块将比对结果以可视化形式（如标注的视频帧或图像）或文本形式输出给控制管理pc主板。

33、采用以上结构，可以使操作人员直观地观察到比对结果，进而进行后续操作。

34、所述驱动机构包括固定安装在柜体内部左右两侧的齿条，吸水座的内部开设有驱动腔，驱动腔的内部固定有驱动电机，驱动电机的输出轴端固定有驱动齿轮，吸水座的左右两端均开设有避让槽，齿条伸入到避让槽内，驱动齿轮伸缩到避让槽内并与齿条啮合。

35、采用以上结构，在工作时，通过电机带动驱动齿轮旋转，驱动齿轮在齿条的作用下带动吸水座前后移动，从而使得第一抽水罩和第二抽水罩在柜体的内部下端前后移动，实现吸水作业。

36、所述送水组件包括开设在柜体内侧壁的滑槽，水泵上连通有送水管，柜体上开设有与送水管连通的送水口，吸水座上开设有抽水通道，送水腔与送水口通过抽水通道连通，送水口的下端和抽水通道的下端均与滑槽的下端齐平，滑槽的上端低于避让槽的下端，滑槽内滑动连接有若干封闭板，封闭板的外侧与吸水座抵触，封闭板的上侧通过第二弹簧与滑槽固定连接，柜体的内侧壁开设有驱动槽，封闭板的上端固定有驱动板，驱动板穿过柜体的侧壁延伸进驱动槽内，驱动板的上端与吸水座之间设置有触发组件。

37、采用以上结构，在吸水座前后移动时，触发机构带动与送水通道位置对应的驱动板上升，从而使得对应的封闭板上升，打开对应位置的吸水口，使得吸水口与送水通道连通，在吸水座带动抽水通道偏离该打开的吸水口时，触发机构会打开下一个位置的吸水口，同时在第二弹簧的作用下对离开送水通道的吸水口关闭，并且在吸水座的作用下，使得抽水通道以及吸水口始终保持在一个密封的环境内，防止对抽水效果造成影响，该结构可以使得在对柜体内部全方位抽水的同时，不需要布置复杂的软管道结构，防止软管道对柜体内部的结构造成干扰，也防止在工作人员进入时，管道对工作人员造成影响。

38、所述触发组件包括支柱，支柱固定在吸水座的上侧，支柱的上端固定有触发板，驱动板上固定有三角座，触发板与三角组的斜面抵触，驱动板、三角板以及封闭板前后方向的宽度相同，触发板前后方向的宽度是封闭板前后方向宽度的1.5-2倍。

39、采用以上结构，在吸水座前后移动时，支柱带动触发板前后移动，驱动板与对应的三角座接触，在三角座斜面的作用下，使得三角座上升，从而通过驱动板带动封闭板上升，打开对应位置的出水口，同时由于触发板的宽度大于封闭板的宽度，在打开封闭板时，可以保证始终有一到两个位置的出水口打开，保证抽水的连续性。

40、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

41、通过监控模块在变电站被非法开启的时候快速发送第一警报信号，从而便于操作人员进行及时反应，通过水量监测模块检测变电站中是否存在漏水以及浸水的情况，当检测到变电站内部的柜体产生漏水以及水浸情况时，水泵控制箱开启水泵，同时开启驱动机构，驱动机构带动吸水座向前移动，在第一弹簧的作用下，不管柜体的内底部是否平整，都可以使得第一抽水罩和第二抽水罩与柜体的内底部抵触，同时先利用第一抽水罩的抽水口对柜体内部的积水进行大量抽取，再利用第二抽水罩与环形吸水棉的配合，对柜体内底部残留的少量水渍进行擦拭抽取，抽取的水进入到抽水腔内然后通过送水组件送入到水泵，再通过水泵排出，可以最大程度上将柜体内部的积水抽干，使得柜体内部不会残留积水，防止积水增加柜体内部的湿度，通过空气监测模块控制变电站内部的空气温湿度，通过有害物监测模块保障电力设备的安全运行，预防泄漏事故的发生，实现对变电站的监控数据进行快速采集比对。

42、在照明灯开启之后，监控摄像头对目标物进行抓拍，监控模块获取到实时信号，然后通过灰度化、标准化以及归一化对图像进行归一化处理，以消除外界环境对拍摄效果的影响，以便于后续的比较以及识别。

43、送水组件的设置，在吸水座前后移动时，触发机构带动与送水通道位置对应的驱动板上升，从而使得对应的封闭板上升，打开对应位置的吸水口，使得吸水口与送水通道连通，在吸水座带动抽水通道偏离该打开的吸水口时，触发机构会打开下一个位置的吸水口，同时在第二弹簧的作用下对离开送水通道的吸水口关闭，并且在吸水座的作用下，使得抽水通道以及吸水口始终保持在一个密封的环境内，防止对抽水效果造成影响，该结构可以使得在对柜体内部全方位抽水的同时，不需要布置复杂的软管道结构，防止软管道对柜体内部的结构造成干扰，也防止在工作人员进入时，管道对工作人员造成影响。

44、触发组件的设置，在吸水座前后移动时，支柱带动触发板前后移动，驱动板与对应的三角座接触，在三角座斜面的作用下，使得三角座上升，从而通过驱动板带动封闭板上升，打开对应位置的出水口，同时由于触发板的宽度大于封闭板的宽度，在打开封闭板时，可以保证始终有一到两个位置的出水口打开，保证抽水的连续性。