[发明专利]一种基于物联网技术的配电设备监测系统

权利要求书

1.一种基于物联网技术的配电设备监测系统，其特征在于，包括：数据采集模块、边缘计算模块和云管理平台；其中，

数据采集模块用于实时采集配电设备的监测数据，并将采集到的监测数据传输到边缘计算模块；

边缘计算模块用于对接收到的监测数据进行分析处理，当分析到监测数据存在异常时，将异常分析结果传输到云管理平台；

云管理平台用于根据接收到的异常分析结果发出相应的异常警报信息；

其中，数据采集模块包括配网监测节点、环境监测节点和设备监测节点；

配网监测节点用于采集配电设备的运行数据，其中配网监测节点包括电流传感器、电压传感器、开关监测电路和断路监测电路；

环境监测节点用于采集配电设备所在环境的环境数据，其中环境监测节点包括烟雾浓度传感器、温湿度传感器、水浸监测传感器、火灾监测传感器和图像传感器；

设备监测节点用于采集配电设备的状态数据，其中设备监测节点包括振动传感器，局放监测装置传感器、母排温度监测传感器和定位传感器；

其中配网监测节点、环境监测节点和设备监测节点分别与边缘计算模块连接，将实时采集的数据传输到边缘计算模块；

边缘计算模块包括一个或多个边缘计算节点，其中每个边缘计算节点与相应的配网监测节点、环境监测节点和设备监测节点通信连接，接收由配网监测节点、环境监测节点和设备监测节点传输的监测数据；

其中边缘计算节点包括接收单元、分析处理单元、数据存储单元和发送单元；

接收单元用于接收数据采集模块传输的配电设备的监测数据；

分析处理单元用于对接收到的监测数据进行异常分析处理，分析监测数据是否超出设定的指标或者存在异常，当分析到监测数据存在异常时，通过发送单元将异常分析结果传输到云管理平台；

数据存储单元，用于对接收到的监测数据进行存储，并根据设定的时间周期对存储的监测数据进行压缩处理，生成监测数据包，通过发送单元将监测数据包传输到云管理平台；

其中，边缘计算节点还包括任务迁移单元；

任务迁移单元用于在边缘计算节点的负载高于设定的阈值指标时，将对接收到的监测数据的异常分析处理任务迁移到其他边缘计算节点进行；

边缘计算节点的任务迁移单元将接收到的监测数据的异常分析处理任务迁移到其他边缘计算节点进行处理，具体包括：

获取自身邻域范围内的邻域边缘计算节点的运行状态信息，其中运行状态信息包括邻域边缘计算节点在一段时间周期内的平均负载；

根据邻域边缘节点的运行状态信息选取目标迁移节点，并将异常分析处理任务迁移到目标迁移节点进行处理，由目标迁移节点将异常分析结果传输到云管理平台；

边缘计算节点连续设定的时间周期内均需要将异常分析处理任务迁移到其他边缘计算节点进行处理时，进一步包括：

边缘计算节点获取自身通信范围内的监测节点集合{A}；

边缘计算节点获取向目标迁移节点发送节点迁移指令，由目标迁移节点接收到该节点迁移指令后，检测目标迁移节点自身通信范围内的邻域监测节点集合{B}；

边缘计算节点接收目标迁移节点返回的目标迁移节点的邻域监测节点集合{B}；并将目标迁移节点的邻域监测节点集合{B}中的监测节点与自身获取的监测节点集合{A}中的监测节点进行比对；获取重复出现在两个列表中的监测节点集合记为{C}，同时将该目标迁移节点记为目标迁移边缘计算节点；

边缘计算节点根据监测节点集合{C}中的监测节点的传输路径信息以及负载占用信息从中选取目标迁移监测节点，并向该目标迁移监测节点发送更改指令；其中更改指令包括目标迁移监测节点的ID信息、目标迁移边缘计算节点的ID信息；供目标迁移监测节点接收到该更改指令后，将自身与边缘计算节点的对应关系更改为与该目标迁移边缘计算节点对应，使得目标迁移监测节点在更改对应关系后将自身采集的监测数据传输到目标迁移边缘计算节点，由目标迁移边缘计算节点对该目标迁移监测节点的监测数据进行异常分析处理和存储；

边缘计算节点根据监测节点集合{C}中的监测节点的传输路径信息以及负载占用信息从中选取目标迁移监测节点，具体包括：

边缘计算节点根据监测节点集合{C}中的监测节点向自身发送的监测数据获取监测节点的传输路径信息以及处理该监测数据时所需要消耗的平均负载；

分别计算监测节点集合{C}中每个监测节点的适应值，其中采用的适应值计算函数为：

式中，S(n)表示监测节点集合{C}中的第n个监测节点的适应值，T(n)表示第n个监测节点的传输因子，其中，当该第n个监测节点为其他节点的中继节点时，T(n)＝0.25；当该第n个监测节点不为其他监测节点的中继节点时，T(n)＝1；Ran(n)表示第n个监测节点的随机因子，其中Ran(n)表示[0.01,0.1]之间的随机数；δ(n)表示边缘计算节点在处理该第n个监测节点传输的监测数据时所需要消耗的负载；δ(A)表示边缘计算节点在处理各监测节点传输的监测数据时所需要消耗的负载平均值；μ表示调节因子；

根据监测节点集合{C}中各监测节点的适应值，选取适应值最大的监测节点作为目标迁移监测节点，将该目标迁移监测节点的监测数据传输对应关系修改为与目标迁移边缘计算节点对应。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的配电设备监测系统，其特征在于，云管理平台包括报警单元和数据管理单元；

报警单元用于当接收到由边缘计算模块传输的异常分析结果时，根据该异常分析结果生成相应的报警信息并发送到相应的管理终端；

数据管理单元，用于根据由边缘计算模块传输的监测数据包对监测数据进行分类存储管理，并生成相应的数据管理日志。